Diseño y elaboración de concreto ligero utilizando aditivo espumante aplicado a unidades de albañilería de tipo no estructural

Abstract

La presente tesis “Diseño y elaboración de concreto ligero utilizando aditivo espumante aplicado a unidades de albañilería de tipo no estructural” tiene como objetivo dar una alternativa de construcción de muros de albañilería de tipo no estructural utilizando bloques de concreto ligero. Los ensayos necesarios realizados para el desarrollo de la presente tesis fueron elaborados en el Laboratorio de Ensayo de Materiales (LEM-UNI). El aditivo utilizado para diseñar y elaborar los bloques de concreto ligero fue un aditivo espumante, este aditivo según la dosificación del diseño genera espuma durante el proceso de mezclado obteniendo una mezcla más fluida y menos densa. El tiempo de mezclado fue constante para todos los procesos de mezclado, debido a que la variación de este tiempo provoca un aumento o disminución de la cantidad de espuma, por ende, la variación de la densidad deseada del concreto ligero. La elaboración del diseño del concreto ligero tuvo como referencia bibliográfica la guía ACI 523.3R “Guía para concreto celular por encima de 800 kg/m3”, esta guía brinda todas las pautas para el cálculo de la dosificación de cemento, arena, agua y aditivo. Se elaboró cubos de concreto ligero de 10cm de lado para cada diseño, se realizó el ensayo de resistencia a la compresión para dichos cubos, con estos resultados se determinó el diseño que cumple con la resistencia mínima de un bloque de concreto de uso no estructural según la NTP 399.600. Con el diseño elegido se elaboró los bloques de concreto ligero, y se realizó el estudio de las propiedades de resistencia a la compresión, densidad, absorción, contenido de vacíos y contenido de humedad según la Norma Técnica Peruana. Se elaboró pilas y muretes con los bloques de concreto ligero para el estudio de las propiedades de resistencia a la compresión de prisma y resistencia a la compresión diagonal de muros. De acuerdo al ensayo de resistencia a la compresión de bloques de concreto ligero se determinó que superan en un 21% la resistencia mínima de la NTP 399.600, y el resultado del ensayo de absorción de concreto ligero se determinó que representa el 89% del valor máximo de la NTP 399.602. Respecto a la propiedad de conductividad termina se toma como referencia los resultados del estudio del concreto celular de la tesis de Yuri Ninaquispe Manchego (2007). Con esto se concluye que el bloque de concreto ligero tiene mejores propiedades térmicas que los muros convencionales de ladrillo King Kong, por lo que su uso se hace idóneo para zonas con climas extremos (frio o calor). Se realizó un análisis de costo para la construcción de muros de albañilería hecho de ladrillo king kong y bloque de concreto ligero, los resultados muestran que el sistema de muros de bloque de concreto ligero es 31% más económico que el sistema de muros de albañilería convencional de muros de ladrillo king kong. Se realizó un análisis de peso por m2 de muro para los dos sistemas, resultando 42% más ligeros los muros de bloque de concreto ligero. El sistema de muros con bloque de concreto ligero es una buena alternativa debido a que son más ligeros y más económicos respecto a los muros convencionales de ladrillo, además de brindar buenas propiedades térmicas y acústicas. La utilización de los bloques diseñados en la presente tesis reduce la carga muerta de una obra de edificación lo que conlleva a la reducción de la fuerza de sismo en caso de un evento telúrico.

The present thesis “Design and manufacture of lightweight concrete using foaming additive applied to non-structural masonry units“ aims to provide an alternative for the construction of non-structural masonry walls using lightweight concrete blocks. The necessary tests carried out for the development of this thesis were elaborated in the Materials Testing Laboratory (LEM-UNI). The additive used to design and make the lightweight concrete blocks was a foaming additive, this additive according to the design dosage generates foam during the mixing process, obtaining a more fluid and less dense mixture. The mixing time was constant for all mixing processes, because the variation of this time causes an increase or decrease in the amount of foam, therefore, the variation of the desired density of lightweight concrete. The development of the lightweight concrete design had as a bibliographic reference the ACI 523.3R guide “Guide for cellular concrete above 800 kg / m3“, this guide provides all the guidelines for calculating the dosage of cement, sand, water and additive . Lightweight concrete cubes of 10 cm on each side were elaborated for each design, the compression resistance test was carried out for said cubes, with these results the design that meets the minimum resistance of a concrete block for non-structural use was determined according to NTP 399,600. With the chosen design, the lightweight concrete blocks were made, and the properties of compressive strength, density, absorption, void content and moisture content were studied according to the Peruvian Technical Standard. Piles and walls were made with the lightweight concrete blocks to study the properties of resistance to prism compression and resistance to diagonal compression of walls. According to the compression resistance test of lightweight concrete blocks, it was determined that they exceed the minimum resistance of NTP 399.600 by 21%, and the result of the light concrete absorption test was determined to represent 89% of the maximum value. of the NTP 399.602. Regarding the property of conductivity ends, the results of the study of cellular concrete of the thesis of Yuri Ninaquispe Manchego (2007) are taken as a reference. With this it is concluded that the lightweight concrete block has better thermal properties than conventional King Kong brick walls, so its use is ideal for areas with extreme climates (hot or cold). A cost analysis was conducted for the construction of masonry walls made of king kong brick and lightweight concrete block, the results show that the lightweight concrete block wall system is 31% cheaper than the conventional masonry wall system of king kong brick walls. A weight per m2 wall analysis was carried out for the two systems, resulting in 42% lighter the lightweight concrete block walls. The lightweight concrete block wall system is a good alternative because they are lighter and cheaper compared to conventional brick walls, in addition to providing good thermal and acoustic properties. The use of the blocks designed in this thesis reduces the dead load of a building work, which leads to the reduction of the earthquake force in the event of a telluric event.