Trabajo de Metodos-conchas de abanico

ANÁLISIS DE LA RESISTENCIA DEL CONCRETO CON EL USO PARCIAL UNIVERSIDAD NACIONAL

DE CONCHAS DE ABANICO

DE SAN AGUSTÍN

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ANÁLISIS DE LA RESISTENCIA DEL CONCRETO CON EL USO PARCIAL DE CONCHAS DE ABANICO

UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTÍN

Contenido ................................................................................................................................... 4 RESUMEN ....................................................................................................................................

ABSTRACT .................................................................................................................................. ................................................................................................................................. 5 CAPÍTULO I: PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ............................................................. 6 DESCRIPCIÓN DE LA REALIDAD PROBLEMÁTICA ....................................................... ...................................................... 6 DELIMITACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN ......................................................................... 6 FORMULACIÓN DEL PROBLEMA ...................................................................................... 7 ............................................................................. ........ 8 OBJETIVOS: GENERAL Y ESPECÍFICO .....................................................................

SISTEMA DE HIPTESIS ............................................................ ......................................................................................................... ............................................. 8 SISTEMA DE VARIABLES .................................................................................................... ................................................................................................... 8 ............................................................................................... ................................. 9 NIVEL DE INVESTIGACIÓN INVESTIGACIÓN:: ..............................................................

METODOLOGÍA DE LA INVESTIGACIÓN: ............................................................. ........................................................................ ........... 9 ................................................................................................ 10 POBLACIÓN Y MUESTRA: .................................................................................................

JUSTIFICACIÓN E IMPORTANCIA DE LA INVESTIGACIÓN ....................................... ...................................... 10 ....................................................................... 11 LIMITACIONES DE LA INVESTIGACIÓN ........................................................................

CAPITULO II: MARCO REFERENCIAL ................................................................................. ................................................................................ 12 ANTECEDENTES DE LA INVESTIGACIÓN ..................................................................... 12 ..................................................................................................... 13 MARCO CONCEPTUAL: ...................................................................................................... .............................................................................................................. 14 MARCO TEÓRICO: ............................................................................................................... ....................................................................................................... 15 MARCO NORMATIVO: ........................................................................................................

CAPÍTULO III: DESARROLLO DE LA INVESTIGACIÓN ................................................... 16 ENSAYOS REALIZADOS EN EL AGREGADO FINO, GRUESO, Y CONCHAS DE ............................................................................................................................... ................................................................. 16 ABANICO .............................................................. ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO DE AGREGADOS FINOS Y GRUESOS ............ 16 MÉTODO DE ENSAYO NORMALIZADO PARA EL PESO ESPECÍFICO Y ABSORCIÓN DEL AGREGADO FINO Y CONCHAS ............................................... 17 MÉTODO DE ENSAYO NORMALIZADO PARA EL PESO ESPECÍFICO Y ABSORCIÓN DEL AGREGADO GRUESO ................................................................ ............................................................... 20 MÉTODO DE ENSAYO NORMALIZADO PARA EL PESO UNITARIO SUELTO Y ................................................................................................................ 21 VARILLADO ................................................................................................................. LAVADO DE CONCHAS DE ABANICO ................................................................... 22 ELABORACIÓN DE LOS TESTIGOS CILÍNDRICOS ....................................................... 22

















PRUEBA DE REVENIMIENTO ..................................................................................... 23 .............................................................. 25 ENSAYOS EN EL CONCRETO ENDURECIDO ...............................................................

PROCEDIMIENTO DE CURADO .................................................................................. ................................................................................. 25 .......................................................... 25 PRUEBA DE RESISTENCIA DEL CONCRETO ...........................................................

PROPIEDADES FÍSICAS DE LOS AGREGADOS FINO, GRUESO Y CONCHAS DE ABANICO .............................................................. ............................................................................................................................... ................................................................. 26 DISEÑOS DE MEZCLA ........................................................................................................ 27 CAPÍTULO IV: ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS ................................ 31 ...................... 31 PESO ESPECÍFICO Y ABSORCIÓN DE LAS CONCHAS TRITURADAS .......................

PESO UNITARIO SUELTO Y VARILLADO DE LAS CONCHAS TRITURADAS ......... 32 RESULTADOS DEL CONCRETO FRESCO: Peso Unitario ................................................ ............................................... 33 RESULTADOS DEL CONCRETO FRESCO: Trabajabilidad .............................................. 34 RESULTADOS DEL CONCRETO ENDURECIDO ENDURECIDO ............................................................. ............................................................ 36 .................................................................................... 36 RESISTENCIA A COMPRESIÓN .....................................................................................

ANÁLISIS DE FALLA DE PROBETAS SOMETIDAS A COMPRESIÓN .................... 44 ...................................................................................................................... ..................................................... 48 CONCLUSIONES .................................................................

RECOMENDACIONES ............................................................................................................. ............................................................................................................ 50 ....................................................................................................................... ..................................................... 51 BIBLIOGRAFÍA: ..................................................................

















RESUMEN El presente estudio fue llevado a cabo con el objetivo de evaluar la interacción de la concha concha de abanico triturada (entre los tamaños 2.37mm y 4.75mm) centrándose en cuantificar las propiedades del concreto fresco (consistencia) y endurecido (resistencia a la compresión). El plan experim ental consta de la elaboración de dos vaciados de concreto, diseñadas con la misma resistencia a la compresión (210 kg/cm2), uno con diferentes relaciones A/C y con el mismo agregado grueso. A dichas mezclas se les reemplazó parcialmente el agregado fino (0%, 20%, 30%, en peso) por concha de abanico triturada con un tamaño comprendido entre los tamices N°4 y N°8. De ellas se evaluó: la trabajabilidad, el peso unitario y el contenido de aire, además de la resistencia a la compresión en el concreto endurecido. Los resultados indican que la concha de abanico triturada tiene un mayor efecto en las propiedades del concreto fresco, que en su estado endurecido. Estos cambios dependen casi exclusivamente de los cambios en la distribución granulométrica producida por la combinación de la arena con la concha de abanico triturada.















ANÁLISIS DE LA RESISTENCIA DEL CONCRETO CON EL USO PARCIAL UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTÍN


ABSTRACT The present study was carried out with the objective of evaluating the interaction of the crushed fan shell (between sizes 4 .75 and 2.37 mm) focusing on quantifying the properties of fresh concrete (consistency) and resistance to resistance. The experimental plan consists of the development of two concrete mixtures, with the same compressive strength (210 kg / cm2), an A / C of different ratios. Add that the fine aggregate (0%, 20%, 30%, by weight) was selected per crushed fan shell with a size between the sieves N ° 4 and N ° 8. The following were evaluated: the workability, the unit weight and the air content, in addition to the compressive strength in hardened concrete. The results indicate that the crushed fan shell has a greater effect on the properties of fresh concrete than on its hardened state. These changes depend on the changes in the granulometric distribution produced by the combination of the sand with the crushed fan shell.

















CAPÍTULO I: PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA DESCRIPCIÓN DE LA REALIDAD PROBLEMÁTICA El impacto ambiental producido por la industria de la Construcción forma una deuda que tendrán que afrontar las sociedades industrializadas de las futuras generaciones. generaciones. Por tal motivo moti vo el uso de material reciclado ya es una realidad y también una de las mayores preocupaciones a nivel mundial. Es necesario utilizar otras alternativas para disminuir el déficit de recursos no renovables o crear nuevos productos con menos inversión de materia prima. La región de Moquegua posee en su litoral una gran variedad de moluscos con un gran potencial, principalmente para el mercado externo, ext erno, como la concha de abanico, lapas, el choro, la macha, la almeja, el pulpo y el caracol, entre otros; debido a las características del mar de Ilo que cuenta con praderas de algas de las cuales se alimentan los moluscos. Sin embargo, en el Distrito de Pacocha, cerca al muelle, se ha formado un basural de conchas, conchas, caracoles, caracoles, almejas y lapas. Los residuos sólidos que se desechan, materia sin valor comercial, vienen ocasionando serios problemas ambientales, tanto por los olores, producto de la materia orgánica adherida, como por las valvas que se depositan en basurales clandestinos o vertederos no autorizados. Los residuos orgánicos aceleran la putrefacción y la proliferación prolif eración de moscas y gusanos.

DELIMITACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN Esta investigación estaría enfocada a le región de Ilo, distrito de Pacocha, cerca de la playa Montecarlo, (conocida como Boca de Río, ubicada a solo 2 km. de la Plaza de Armas) Armas ) por la cercanía entre la obtención de la materia prima, conchas, lapas, almejas, caracoles, y la ubicación de las construcciones donde se utilizará. Como será empleado en ambientes marinos, utilizaremos cemento Portland Tipo HS, el cual es un cemento de propiedades especiales, diseñado para todo tipo de estructuras que requieran una alta resistencia a los sulfatos, estructuras en contacto con ambientes y suelos húmedo-salitroso y construidas en climas cálidos, en obras con presencia de agregados reactivos.



















ÁREA DE ESTUDIO

Figura Figura : Nº 2 : Playa Montecarlo FUENTE: GOOGLE MAPS

FORMULACIÓN DEL PROBLEMA La acumulación de conchas cerca al puerto en el Distrito de Pacocha, viene generando una serie de impactos ambientales negativos en la región. Existe la necesidad de combatir este problema de contaminación que generan los desechos de conchas y reducir el impacto negativo que se genera.



















OBJETIVOS: GENERAL Y ESPECÍFICO 1. OBJETIVO GENERAL 

Se busca ofrecer una alternativa para mitigar la contaminación de residuos producido por acumulación de conchas, triturándolas para ser utilizado como sustituyente parcial del agregado fino.

2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS 

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Analizar la resistencia a compresión de probetas cilíndricas, reemplazando reemplazando parcialmente el agregado fino con residuos de conchas trituradas, provenientes del Distrito de Pacocha, a los 3,7, 14, 28 días. Determinar la variación de la resistencia del concreto al incrementar el porcentaje de conchas trituradas trituradas (0%, 20% y 30%). Comparar los resultados de probetas convencionales, con probetas que tengan residuos de conchas trituradas como reemplazo parcial de agregado fino. Determinar la trabajabilidad del concreto, con la adición parcial de conchas de abanico en reemplazo del agregado fino, en un porcentaje de 0%, 20% y 30%.

SISTEMA DE HIPÓTESIS H1: La incorporación de conchas de abanico como agregado fino, mantiene la resistencia a la compresión del concreto de una probeta pr obeta convencional. convencional. H01: No existe relación entre la incorporación de la concha de abanico como agregado fino y la resistencia del concreto. H2: La incorporación de conchas de abanico como agregado fino, disminuye la trabajabilidad del concreto. H02: No existe relación entre la incorporación de la concha de abanico como agregado fino y la trabajabilidad del concreto.



















NIVEL DE INVESTIGACIÓN: INVESTIGACIÓN: 

INVESTIGACIÓN INVESTIGACIÓN APLICADA:

Debido a que el propósito de la investigación, es analizar específicamente, los efectos que produce el uso parcial de las conchas de abanico como reemplazo de agregado fino, en el concreto. 

INVESTIGACIÓN EXPERIMENTAL :

Se considera investigación experimental, porque se desarrollarán pruebas en laboratorio para comprobar por medio de ensayo de compresión, la resistencia del concreto y adicionalmente se determinará la trabajabilidad de la misma. 

INVESTIGACIÓN INVESTIGACIÓN DESCRIPTIVA: DESCRIPTIVA:

Debido a que, a través de los datos obtenidos en los ensayos, se busca describir el comportamiento del concreto con adición de conchas de abanico a diferentes porcentajes y edades de curado.

METODOLOGÍA DE LA INVESTIGACIÓ INVESTIGACIÓN: N: 

ETAPA INICIAL:

1. Elección del tema a investigar 2. Obtención de materiales (conchas de abanico, agregado fino, agregado grueso, cemento). 

ETAPA INTERMEDIA:

1.- Determinar las propiedades del agregado fino y grueso: o o o

Granulometría Tamaño máximo nominal Peso unitario suelto



















3. Una vez que se tenga las características tanto de los agregados como de las conchas de abanico se debe proceder con el diseño de mezclas del concreto. 4. Elaboración y rotura de probetas: o Al tener todos los datos necesarios se procederá a elaborar las probetas para cada porcentaje, realizando dos vaciados en total. o Primer vaciado: 18 probetas o Segundo vaciado: 24 probetas. o Para la rotura de probetas, se realizarán a las edades de tres siete, catorce y 28 días. 

ETAPA FINAL:

1. Análisis de los resultados obtenidos. 2. Presentación de la investigación.

POBLACIÓN Y MUESTRA: En esta investigación la población de estudio, son las probetas cilíndricas de concreto. Siendo la muestra las probetas cilíndricas de concreto con adición de conchas de abanico, en el reemplazo de 0%, 20% y 30%. Teniendo para un mejor estudio, un total de 42 muestras.

JUSTIFICACIÓN JUSTIFICACI ÓN E IMPORTANCIA DE LA INVESTIGACIÓ INVESTIGACIÓN N En la actualidad, la industria de la construcción, busca aprovechar residuos de actividades urbanas e industriales como materiales innovadores en la construcción. La finalidad de esta investigación es utilizar las conchas o corazas como reemplazo parcial del agregado fino en la elaboración del concreto, de esta forma disminuiremos la contaminación producida por este residuo y la explotación de un recurso no renovable. Podremos aprovechar su bajo costo de obtención y disminuir tanto la energía,



















LIMITACIONES DE LA INVESTIGACIÓN Este proyecto esta únicamente orientado para zonas portuarias donde haya acumulación de conchas. Debido a las propiedades físicas y mecánicas de las conchas nos limitaremos l imitaremos a producir concretos de baja resistencia (<210 Kgf/cm2). Su uso será limitado solo a concreto simple, más no armado debido a la l a posible corrosión de la armadura. Solo utilizaremos el agregado grueso chancado proveniente de la cantera La Poderosa, ubicado en el distrito de Uchumayo, provincia de Arequipa.





















CAPITULO II: MARCO REFERENCIAL ANTECEDENTES DE LA INVESTIGACIÓ INVESTIGACIÓN N 

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Julián y Rodríguez (2008) : - Reportan un ensayo de mezclas de concreto en los que se ha reemplazado parcialmente el elemento (fino e inerte) arena por conchas de abanico en polvo en un porcentaje arbitrario y referencial del 30%, obteniéndose como como resultado resistencias del orden de 160 Kg/cm2, es decir un 74% de una estándar de 210 Kg/cm2. Esta referencia puntual es un resultado interesante que requiere mayor estudio y confirmación en la medida que podría significar una reducción de costos para una aplicación particular para un producto con las las resistencias alcanzadas. alcanzadas. En el 2005, Yang etal: - Hizo un análisis de muestras de concreto con diferentes porcentajes de reemplazo de concha triturada que pase la malla de 5mm por agregado fino (0, 5, 10, 15 y 20%) observando una disminución del slump a medida que se aumenta el porcentaje de reemplazo. En estos resultados se nota la influencia que tienen las conchas de mar en la trabajabilidad, probablemente a la forma chata y alargada que tienen, como también de la textura superficial de las mismas.




















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En el año 2014, Nizama - Analizó el uso de RCA triturado como agregado para la fabricación de concreto de baja resistencia, reemplazando el agregado grueso por RCA en tamaños de 1" y 3/4" concluyendo que se puede reemplazar hasta un 40% del agregado grueso para obtener un concreto con características mecánicas adecuadas, adecuadas, sin disminución de la trabajabilidad. Es evidente entonces que la forma y textura de las partículas interactúan con la distribución y el acomodo de las partículas de RCA produciendo variaciones significativas en la trabajabilidad de una mezcla de concreto. 

En el año 2006, Saavedra Gonzaga

Evalúa la interacción de la concha de abanico triturada (entre tamaños 4.76 y 1.19 mm) centrándose en cuantificar las propiedades del concreto fresco y endurecido al cambiar la forma del agregado grueso. Reemplazó parcialmente el agregado fino (5%, 20%, 40% y 60% en peso) por concha de abanico triturada con un tamaño comprendido entre los tamices N°4 y N°16. De ellas evalúo: la trabajabilidad, el peso unitario y el contenido de aire en concreto fresco, además de la resistencia a la compresión y tracción indirecta en el concreto endurecido.

MARCO CONCEPTUAL: 

Cemento Portland Tipo HS (ANTISALITRE) (ANTISALITRE) Es un cemento de propiedades especiales, diseñado para todo tipo de























Trabajabilidad Es una propiedad que nos indica el grado de la facilidad de transportar y colocar una muestra de concreto.

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Peso específico varillado Sirve para conocer el volumen del agregado en un metro cúbico cuando esta sufra asentamientos.



Absorción Es el incremento de masa debido al agua en el agregado.

MARCO TEÓRICO: 

COMPONENTES DE LAS CONCHAS DE ABANICO:

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COMPONENTES MINERALES: MACROELEMENTO Sodio (mg/100g) Potasio (mg/100g) Calcio (mg/100g) Magnesio (mg/100g) MACROELEMENTO

PROMEDIO (%) 101.7 269.4 11.7 33.9 PROMEDIO (%)





















PRODUCCIÓN EN EL PERÚ:

En el Perú se pueden encontrar las conchas de abanico desde Paita hasta llo, sin embargo, la cosecha de conchas de abanico está fuertemente concentrada en las regiones de Piura y Ancash como se puede ver en la figura Nº1

Figura Nº 3: Cosechas de Concha de Abanico por Regiones (año 2014) FUENTE: MINISTERIO DE LA PRODUCCIÓN





















CAPÍTULO III: DESARROLLO DE LA INVESTIGACIÓN ENSAYOS REALIZADOS EN EL AGREGADO FINO, GRUESO, Y CONCHAS DE ABANICO ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO DE AGREGADOS FINOS Y GRUESOS o

o

Este ensayo consiste en cuartear una muestra de agregado (fino o grueso) completamente seco, la cantidad cuartea dependerá dependerá del tamaño máximo nominal en cuanto al agregado agregado grueso (Figura 4 ) y una cantidad cantidad de muestra de aproximadamente aproximadamente 500 gramos en el caso del agregado agregado fino, de una serie de tamices; N°4, N°8, N°16, N°30, N°50, N°100, N°200, en el caso del agregado fino y 2´´, 1´´, 3/4´´, 1/2´´, 3/8´´, en el caso del agregado grueso, los cuales deben estar ordenados de forma descendente con respecto al tamaño de sus aberturas. El procedimiento mecanizado, consiste en agitar manualmente la serie de tamices, hasta que ocurra el mínimo pasante de agregado entre tamices consecutivos, consecutivos, para que finalmente se obtenga el peso del retenido en cada malla.























Tabla Nº 1: Cantidad de muestra según el TMN del agregado grueso FUENTE: NTP 400.012

MÉTODO DE ENSAYO NORMALIZADO PARA EL PESO ESPECÍFICO






















o

o


Hacemos la prueba del cono para saber si está saturado superficialmente seco tanto para el agregado fino como para las conchas.

Sacamos dos muestras con un peso indicado en la Tabla N°2.






















o

o


Colocamos las muestras de agregado fino y conchas en diferentes fiolas con ayuda de un embudo, pesamos cada fiola con muestra, y las llenamos de agua hasta la marca.

Lo dejamos reposando unas horas y al volver al ensayo se verá que el agua ha bajado, por lo que se volverá a llenar hasta la marca.























MÉTODO DE ENSAYO NORMALIZADO PARA EL PESO ESPECÍFICO Y ABSORCIÓN DEL AGREGADO GRUESO o Sumergimos una muestra de agregado grueso en agua por 24 horas. o Retiramos el agua; el agregado grueso lo secamos poniéndolo en franelas sin que el sol le dé, hasta que esté saturado superficialmente seco.

o

Cuarteamos y sacamos dos muestras de cada uno según la Tabla 1 de peso























MÉTODO DE ENSAYO NORMALIZADO PARA EL PESO UNITARIO SUELTO Y VARILLADO 

Peso Unitario Suelto o

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Para realizar este ensayo, las conchas de abanico a ser utilizada deberá ser previamente secada a la temperatura de 110 +/- 5 °C por un período de 24 horas Las conchas de abanico son depositadas por efecto de la gravedad, con la ayuda de un cucharón, cucharón, en un molde cilíndrico de dimensiones dimensiones conocidas, conocidas, aproximadamente la altura de caída deberá ser de 1 cm, hasta que se forme una especie especie de cerro, para proceder proceder a enrasar con la ayuda ayuda de una varilla metálica, finalmente se toma t oma dato del peso que tiene ti ene el molde cilíndrico con las conchas, conchas, el peso de las conchas de obtiene obtiene por diferencia. El mismo procedimiento se realiza tres veces, v eces, para una mejor confiabilidad de resultados.



























































































ENSAYOS EN EL CONCRETO ENDURECIDO

PROCEDIMIENTO DE CURADO Dichas probetas deberán ser colocadas en un lugar fresco y en condiciones óptimas que permitan su adecuado fraguado inicial, después de 24 horas deberán ser colocadas en las pozas de curado, hasta























PROPIEDADES FÍSICAS DE LOS AGREGADOS FINO, GRUESO Y CONCHAS DE ABANICO o

ENSAYO ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO AGREGADO AGREGADO

AGREGADO CONCHAS









































































































































































































































































































































































Trabajo de Metodos-conchas de abanico

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