Influencia de la fibra sintética en la resistencia a compresión, tracción y flexión de concretos con A/C 0.25, 0.30, 0.35

Abstract

Se estudia la influencia que tendrá la adición de fibras sintéticas de polipropileno, variando su tamaño y cantidad, en las resistencias a la compresión, tracción y flexión de concretos de alta resistencia; así mismo se realizó un análisis del costo respecto al uso de estas fibras. Se hizo tres diseños de un concreto patrón, y a cada uno se adicionaron fibras de polipropileno de tres diferentes tamaños (42 mm, 50 mm y 60 mm) y tres diferentes cantidades (4 kg, 6 kg y 8 kg por m3 de mezcla) para relaciones a/c de 0,25, 0,30 y 0,35. Es decir, se tienen tres diseños de mezcla sin adición de fibra (concreto patrón) y 27 diseños con adición de fibra tomando como base los diseños de concreto patrón. Se usó agregado fino y grueso (piedra) de las canteras de Huachipa y de Huaycán respectivamente, Cemento Portland Tipo I de la marca SOL, aditivo reductor de agua de alto rango superplastificante sin retardo NEOPLAST 8500 HP de la marca QSI PERÚ, fibra sintética estructural de polipropileno de la marca POLYSTARK. Con respecto al análisis estadístico se demostró que los datos cumplen las pruebas de normalidad y homogeneidad por lo tanto se aplicó una prueba paramétrica para la constatación de hipótesis mediante la prueba “F” de Fisher-Anova multivariable con dos factores de Leven con pruebas en tamaños de fibra de 42, 50 y 60 mm para cantidades de 4 kg, 6 kg y 8 kg de fibra por metro cúbico de concreto la cual acepta la hipótesis. Se concluye que: En concreto fresco; el asentamiento se reduce significativamente para dosificación de fibra mayor a 4kg/m3 independientemente del tamaño de fibra; y el peso unitario se reduce a mayor dosificación y/o mayor tamaño de fibra. En concreto endurecido; la resistencia a la compresión disminuye a mayor dosificación y/o mayor tamaño de fibra hasta en un máximo de 8.6 %. La resistencia a la tracción aumenta a mayor dosificación y/o mayor tamaño de fibra, para tamaños de fibra a partir de 50 mm este aumento es de 10.7 % aproximadamente. La resistencia a la flexión aumenta a mayor dosificación y/o mayor tamaño de fibra, el aumento es significativo con valores de entre 14.9 % y 19.4 %; además, se establece una relación que implica que por cada 2kg/m3 adicionales en la dosificación de fibra, esta resistencia aumenta en 5.85 %.

The influence that the addition of synthetic polypropylene fibers will have, varying their size and quantity, on the resistance to compression, traction and flexion of high-strength concrete is studied; Likewise, an analysis of the cost regarding the use of these fibers was carried out. Three designs of a concrete standard were made, and polypropylene fibers of three different sizes (42 mm, 50 mm and 60 mm) and three different amounts (4 kg, 6 kg and 8 kg per m3 of mixture) were added to each one for w/c ratios of 0,25, 0,30 and 0,35. That is, there are three mix designs without the addition of fiber (standard concrete) and 27 designs with the addition of fiber based on the standard concrete designs. Fine and coarse aggregate (stone) from the Huachipa and Huaycán quarries, Type I Portland Cement from the SOL brand, high-range water reducing additive superplasticizer without retardation NEOPLAST 8500 HP from the QSI PERÚ brand, structural synthetic fiber of polypropylene of the POLYSTARK brand were used respectively. With respect to the statistical analysis, it was shown that the data meet the tests of normality and homogeneity, therefore a parametric test was applied to verify the hypothesis using the “F” Fisher-Anova multivariate test with two Leven factors with tests in sizes of fiber of 42, 50 and 60 mm for quantities of 4 kg, 6 kg and 8 kg of fiber per cubic meter of concrete which accepts the hypothesis. It is concluded that: In fresh concrete; settlement is significantly reduced for fiber dosage greater than 4 kg/m3 regardless of fiber size; and the unit weight is reduced with higher dosage and/or larger fiber size. In hardened concrete; compressive strength decreases with higher dosage and/or higher fiber size up to a maximum of 8,6 %. The tensile strength increases with higher dosage and/or larger fiber size, for fiber sizes from 50 mm this increase is approximately 10,7 %. Flexural strength increases with higher dosage and/or greater fiber size, the increase is significant with values between 14,9 % and 19,4 %; In addition, a relationship is established that implies that for every additional 2 kg/m3 in the fiber dosage, this resistance increases by 5,85 %.