Influencia de fibras cortas de ave sobre la compresión, flexión y tracción en un mortero proyectado

Abstract

RESUMEN La presente tesis de investigación, se desarrolló con el objetivo de conseguir un diseño de mortero proyectado universal de 250 kg/cm, reforzado con fibra natural, reduciendo, costos y la contaminación ambiental; para ello se evaluó la resistencia a la compresión, resistencia a la flexión y resistencia a la tracción. 2 Para lo cual se diseñó y elaboró la mezcla de un mortero proyectado universal, con una dosificación 1:4 de cemento Pacasmayo tipo I y arena gruesa, una relación de agua – cemento de 0.45, 1.5% del peso del cemento de aditivo superplastificante CHEMAMENT 400, 3% del peso del cemento de aditivo acelerante de fragua CHEMA TUNEL CA y reforzado con fibras, orgánica de origen animal (fibra del raquis de la pluma de pollo), fibra sintética de polipropileno fibra Z – Z aditivos, ambas con una longitud promedio de 30-50 mm. Y con un diámetro que oscila entre los 0,25 mm y 1,5 mm. Ambas fibras fueron agregadas al mortero proyectado en una relación de peso por volumen en cantidades de 0, 4, 6, 8, 10, 12 kg/𝑚3 elaborando 3 réplicas para cada dosificación. Se conformaron probetas circulares de 100 mm de altura x 50 mm de diámetro de acuerdo a la norma ASTM C192 para el ensayo de compresión (ASTM C109) y tracción (ASTM C496), y probetas en forma de viga de 160 mm de largo x 40 mm de ancho x 40 mm de alto para flexión (ASTM C293). La máxima resistencia a compresión se obtuvo con una dosificación de 4 kg/m en ambas fibras, 271 kg/cm2 para el mortero proyectado con fibra de polipropileno y 283 kg/cm2 3 para el mortero proyectado adicionado con fibra de raquis de la pluma de pollo. La máxima resistencia a la flexión se obtuvo con 10 kg/m3 de fibra, probeta patrón 54 kg/cm2, probeta con fibra de raquis 97 kg/cm y probeta con fibra de polipropileno 69 kg/cm; el incremento con fibra de raquis es de 79% con respecto a la probeta patrón y al comparar con la fibra sintética es de 41%. Asimismo, se evaluó la resistencia a la tracción y se obtuvo la máxima resistencia de 25 kg/cm2 para ambas fibras, con una dosificación de 6 kg/m3. La dosificación recomendada sería 4 Kg/m3 2, ya que en esta cantidad la compresión, flexión y tracción suben. Por último, se hizo una evaluación económica por m del mortero proyectado y el ahorro es del 6.25% respecto al costo del mortero con fibra de polipropileno. Por lo tanto, si es recomendable usar la fibra de raquis de la pluma de pollo, las propiedades mecánicas mejoran, reduce los costos y aporte al cuidado del medio ambiente.

ABSTRACT The present thesis was developed with the objective of achieving a universal projected mortar design of 250 kg/cm, reinforced with natural fiber, reducing costs and environmental pollution; For that, the compressive strength, flexural strength and tensile strength were evaluated. 2 For this purpose, the mixture of a universal projected mortar with a 1: 4 dosage of Pacasmayo type I cement and coarse sand was designed and elaborated, a water - cement ratio of 0.45, 1.5% of the weight of the superplasticizing additive cement CHEMAMENT 400 , 3% by weight of CHEMA TUNEL CA and fiber - reinforced, organically derived forage accelerator additive cement of animal origin (chicken feather rachis fiber), polypropylene synthetic fiber Z - Z fiber additives, both with an average length Of 30-50 mm. And with a diameter ranging from 0.25 mm to 1.5 mm. Both fibers were added to the projected mortar in a weight-by-volume ratio in amounts of 0, 4, 6, 8, 10, 12 kg/m by making 3 replicates for each dosage. Circular specimens 100 mm high x 50 mm in diameter were made according to ASTM C192 for compression testing (ASTM C109) and tensile (ASTM C496), and 160 mm long x 40 mm wide x 40 mm high for flexing (ASTM C293). The maximum compressive strength was obtained with a dosage of 4 kg/m3 3 in both fibers, 271 kg/cm for the mortar projected with polypropylene fiber and 283 kg/cm for the projected mortar added with rachis fiber of the chicken pen. The maximum flexural strength was obtained with 10 kg/m2 of fiber, standard test tube 54 kg/cm2, test tube with rachis fiber 97 kg/cm and probeta with polypropylene fiber 69 kg/cm2 2; The increase with rachis fiber is 79% with respect to the standard specimen and when compared with the synthetic fiber it is 41%. The tensile strength was also evaluated and the maximum strength of 25 kg/cm2 was obtained for both fibers, with a dosage of 6 kg/m. The recommended dosage would be 4 kg/m, since in this amount the compression, bending and traction go up. Finally, an economic evaluation per m3 3 of the projected mortar was made and the saving is 6.25% regarding the cost of the mortar with polypropylene fiber. Therefore, if it is advisable to use the rach fiber of the chicken pen, the mechanical properties improve, reduces the costs and contribution to the care of the environment.