Diseño y elaboración de concreto no estructural de f’c=175 kg/cm2 con sustitución parcial del agregado grueso por polietileno de alta densidad (HDPE) para reducir el uso indiscriminado de los áridos en la construcción de veredas en Lima Metropolitana

Abstract

El concreto, es el material más usado en la construcción a nivel global y por ende, las materias primas usadas en la creación de este material tienen una alta demanda. Los áridos como la grava y la arena, son extraídos de depósitos naturales que son parte importante de todo un ecosistema; por ello, dicho proceso de extracción masiva da lugar a irreversibles daños al medio ambiente. El objetivo es el diseño y elaboración de un concreto que sustituya parte del agregado grueso, por un material llamado polietileno de alta densidad (HDPE), sin ver afectación mecánica ni económica en el proceso. La investigación experimental comienza con la obtención de las propiedades físicas de los materiales del concreto patrón (0% de inclusión de HDPE), a continuación, se realizó un diseño de mezcla de resistencia 175 Kg/cm2 para el concreto patrón y concreto de estudio con 10%, 15% y 20% de reemplazo por agregado grueso. Luego, se procedió con la obtención del HDPE para demostrar su viabilidad como parte del concreto, para luego elaborar las mezclas y ensayarlas en estado fresco y endurecido. La muestra con 15% de reemplazo por HDPE aumenta la resistencia a la compresión a los 28 días en 6.93%, la resistencia a la flexión a los 28 días en 16.95%, pero reduce la trabajabilidad en 12.50%. Asimismo, aumenta el costo por metro cuadrado del concreto en S/.10.36 y produce un ahorro de 43.85 toneladas de agregado grueso por metro cúbico.

Concrete is the most widely used material in construction globally, and therefore, the raw materials used in the creation of this material are in high demand. Aggregates such as gravel and sand are extracted from natural deposits that are an important part of an entire ecosystem; therefore, this massive extraction process results in irreversible damage to the environment. The objective is the design and elaboration of a concrete that substitutes part of the coarse aggregate for a material called high density polyethylene (HDPE), without mechanical or economical affectation in the process. The experimental research begins with obtaining the physical properties of the standard concrete (0% inclusion of HDPE), then, a mix design of resistance 175 Kg/cm2 was made for the standard concrete and the study concrete with 10%, 15% and 20% of replacement by coarse aggregate. Then, the HDPE was obtained to demonstrate its viability as part of the concrete, and then the mixes were prepared and tested in the fresh and hardened state. The sample with 15% HDPE replacement increases 28-day compressive strength by 6.93%, 28-day flexural strength by 16.95%, but reduces workability by 12.50%. It also increases the cost per square meter of concrete by S/.10.36 and produces a savings of 43.85 tons of coarse aggregate per cubic meter.