Diseño de concreto con incorporación de sacarosa (azúcar); aplicando métodos numéricos, para solucionar el rápido fraguado en la ciudad de Lima

Abstract

La tesis tiene como objetivo plantear una alternativa de solución al rápido fraguado del concreto en Lima, ya que la problemática del fraguado del concreto son la pérdida de las propiedades de fluidez, la creación juntas frías, disminución de la resistencia axial, deterioro de la armadura de acero; y finalmente, una consecuencia arquitectónica es la creación de imperfecciones en el concreto. Para solucionar el rápido fraguado existen aditivos comerciales, pero el factor que inhibe su uso es el alto costo. Es por este motivo que se requiere buscar nuevas alternativas, en esta tesis proponemos el uso de sacarosa (azúcar) para solucionar el rápido fraguado del concreto. Para validar nuestra propuesta usaremos métodos numéricos que nos permitieron estimar y analizar los tiempos de fraguado del concreto en climas cálidos. Para ello, se delimitaron 3 diseños de mezcla de concreto, el primero sin ningún aditivo, el segundo con un reductor de agua y el tercero con sacarosa en 1% del peso del cemento, para el primer diseño se consultaron investigaciones para determinar tiempos de fraguado, y para el segundo y tercero se obtuvieron parámetros de hidratación, con los que se estimaron tiempos de fraguado mediante la aplicación de un modelo matemático propuesto por Schindler, A. K. (2004). Así mismo, se hizo un análisis económico donde se observó que la alternativa más barata por m3 de concreto es el uso de sacarosa, ya que comparando dosis más altas entre azúcar (1%) y aditivo comercial (0.6%) dan valores de S/. 374.49 y S/.374.69, respectivamente.

The thesis aims to propose an alternative solution to the rapid setting of concrete in Lima, since the problems of accelerated setting of concrete are the loss of flow properties, the creation of cold joints, decreased axial resistance, deterioration of the steel reinforcement; and finally, an architectural consequence is the creation of imperfections in the concrete. Commercial admixtures are available to address rapid setting, but the factor that inhibits their use is high cost. It is for this reason that it is necessary to look for new alternatives. In this thesis we propose the use of sucrose (sugar) to solve the fast setting of the concrete. To validate our proposal we used mathematical models that allowed us to estimate and analyze the setting times of concrete in hot climates. For this purpose, we defined 3 concrete mix designs, the first one without any additive, the second one with a water reducer and the third one with sucrose in 1% of the weight of the cement. For the first design we consulted researches to determine setting times, and for the second and third ones we obtained hydration parameters, with which we estimated setting times by applying the mathematical model. Likewise, an economic analysis was made where it was observed that the cheapest alternative per m3 of concrete is the use of sucrose, since comparing higher doses between sugar (1%) and commercial additive (0.6%) give values of S/. 374.49 and S/.374.69, respectively.