Diseño de adoquines de concreto con adición de nanotubos de carbono para mejorar las propiedades mecánicas y permeabilidad en pavimentos articulados, Lima

Abstract

En el último año, el Perú solo ha contado el 37.2% de satisfacción por parte de la población respecto al estado de su infraestructura vial, la capital tiene el 88.1% de redes viales pavimentadas, y el resto de las regiones va desde un 0.9% hasta un 35.1% en Lima provincias. Así mismo, la gran mayoría de las avenidas presentan problemas de durabilidad y calidad, debido al uso de materiales que no cumplen con los requerimientos según su uso. Debido a la problemática anteriormente descrita, la presente tesis tiene por finalidad evaluar el pavimento articulado a través de la mejora del diseño de los adoquines de concreto para pavimentación, esta mejora se realizó bajo la incorporación de nanotubos de carbono en porcentajes del 0.03%, 0.05% y 0.10%. Entre los principales resultados se tiene una resistencia a compresión máxima de 749.0 Kg/m2 presentando una mejora frente al diseño patrón del 20.8% y en resistencia a flexión con un valor máximo de 11 MPa presentando una mejorar frente al diseño patrón de 20.88% para la dosificación óptima del 0.1% de nanotubos de carbono y en la evaluación de permeabilidad un valor máximo de penetración de 14 mm considerándose impermeable. Por otro lado, el concreto óptimo alcanza un costo de producción de S/1,649.33 siendo superior al patrón en un 131.22%. Se concluye de tal manera que la incorporación de nanotubos de carbono influye positivamente en la mejora de las propiedades de un pavimento articulado mejorando sus resistencias mecánicas, pero incrementando el costo de producción considerablemente.

In the last year, Peru has only reported 37.2% satisfaction on the part of the population regarding the state of its road infrastructure, the capital has 88.1% of paved road networks, and the rest of the regions range from 0.9%. up to 35.1% in Lima provinces. Likewise, the vast majority of avenues present durability and quality problems, due to the use of materials that do not meet the requirements according to their use. Due to the problems described above, the purpose of this thesis is to evaluate the articulated pavement through the improvement of the design of the concrete pavers for paving, this improvement was carried out under the incorporation of carbon nanotubes in percentages of 0.03%, 0.05 % and 0.10%. Among the main results is a maximum compressive strength of 749.0 Kg/m2, presenting an improvement compared to the standard design of 20.8% and in flexural resistance with a maximum value of 11 MPa, presenting an improvement compared to the standard design of 20.88% for the optimal dosage of 0.1% carbon nanotubes and in the permeability evaluation a maximum penetration value of 14 mm, considered waterproof. On the other hand, the optimal concrete reaches a production cost of S/1,649.33, being 131.22% higher than the standard. It is concluded in such a way that the incorporation of carbon nanotubes positively influences the improvement of the properties of an articulated pavement, improving its mechanical resistance, but increasing the production cost considerably.