Análisis y diseño de mezcla de concreto autocompactante de alto rendimiento con sustitución parcial de ceniza del volcán Misti por cemento

Abstract

La presente investigación tuvo por objetivo desarrollar un concreto autocompactante de alto rendimiento con un f’c = 420 kg/cm2, en el cual se sustituye de forma parcial el Cemento Portland Ordinario Tipo I por ceniza del Volcán Misti en diversas proporciones, las cuales cumplieron las especificaciones dadas en la norma ASTM C618, tratando de encontrar la sustitución óptima que permita obtener las propiedades adecuadas de un concreto de esta naturaleza. La investigación tuvo un enfoque cuantitativo, a nivel del tipo descriptivo, para lo cual se empleó el método hipotético-deductivo y se presentó un diseño cuasi-experimental. Las proporciones establecidas para el concreto autocompactante de alto rendimiento fueron calculadas por medio de la metodología establecida en el ACI 237R-07. Se presentaron 4 diseños de sustitución parcial de ceniza volcánica: 10%, 15%, 20% y 25%. Para estos diseños se evaluaron las propiedades reológicas con los ensayos de consistencia, anillo “J”, caja “L” y embudo “V”, así como las propiedades mecánicas con los ensayos resistencia a la compresión, resistencia a la flexión y módulo de elasticidad. De acuerdo a los resultados obtenidos, se determinó que los porcentajes de sustitución que cumplían con lo establecido en el ACI 237R-07, fueron la sustitución parcial de cemento Tipo I por ceniza volcánica del 10% y 15%, siendo la correspondiente al 15% la que presenta una mejor tendencia. Los resultados correspondientes a la sustitución parcial de cemento Tipo I por ceniza volcánica del 15%, son: Para el ensayo de consistencia, el flujo de asentamiento de 68.0 cm, tiempo de flujo de asentamiento de 4.70 segundos, índice de estabilidad visual igual a “0”. Para el ensayo anillo “J”, flujo de asentamiento de 67.0 cm, diferencia de alturas de 0.70 cm, y en relación a estos dos ensayos la diferencia de diámetros de 1.0 cm. Para el ensayo caja “L”, relación de bloque H2/H1 de 0.82 y finalmente ensayo embudo “V” con tiempo de flujo de 11.7 segundos. Según los resultados propiedades mecánicas, una resistencia a la compresión de 428.23 kgf/cm2 a los 28, por encima de la resistencia de diseño y representando 83.9% del resultado obtenido para el concreto patrón, un módulo de rotura igual a 75.45 kgf/cm2, lo cual representa un 17.62% de la resistencia a la compresión y un módulo de elasticidad igual a 346120.50 kgf/cm2