Proporción desmonte de mina y porcentaje de aditivo sobre la compresión, asentamiento y absorción de un concreto estructural Trujillo 2023

Abstract

En el presente trabajo, se aborda de manera exhaustiva evaluar las propiedades de resistencia a la compresión y absorción en un concreto estructural 175 kg/cm2 y 210 kg/cm2 elaborado con las proporciones de cemento-desmonte de mina con su relación agua cemento de los depósitos de material estéril de la minera Summa Gold en Huamachuco, el uso de aditivo plastificante sikacem al 1% con respecto al peso del cemento MS. Desarrollado en la ciudad de Trujillo-Perú, en los interiores de la Universidad Nacional de Trujillo Actualmente la explotación de minerales en la sierra genera material sin mineral el cual es removido y almacenado en grandes depósitos, siendo este un material natural sin un proceso químico es amigable con el medio ambiente, por ello se empleará el material de desmonte de mina como un agregado global para un concreto estructural. Se estudiaron las siguientes proporciones de cemento: desmonte de mina, 1:5, 1:6, 1:7, 1:8 y 1:9, el material de desmonte de mina presento TMN de 1/2", un módulo de finura de 4.5 y un peso específico de 2529 kg/m³. Con respecto a las muestras realizadas se empleó moldes cúbicos de 8cm x 8cm x 8cm y se elaboraron 3 probetas para cada tiempo de 7, 14 y 28 días de curado, esto se realizó para cada una de las proporciones. Con respecto a los ensayos de asentamiento realizados se buscó un asentamiento entre 4” a 6” modificando la relación a/c, el resultado óptimo de relación a/c fueron: a1(1:5) =0.82, a2(1:6) =0.9, a3(1:7) =1.01, a4(1:8) =1.10 y en a5(1:9) =1.15, al emplear el aditivo plastificante sikacem se obtiene una reducción del 7% de la relación a/c en promedio de todas las proporciones. La proporción con mayor resistencia a la compresión sin aditivo fue la a1(1:5) con 231.34 kg/cm2 y la a5(1:9) fue la menor con 121.71 kg/cm2 y con aditivo la a1(1:5) llega a 277.01 kg/cm2 y la a5(1:9) llega a 143.56. En el ensayo de absorción el valor más alto fue de la a5(1:9) con 7.53% y la más baja fue la de la a1(1:5) con 5.7%. Al realizar un análisis de costos la proporción más económicas para un concreto 210 kg/cm2 es la a2(1:6) sin aditivo con un ahorro del 24.65% con respecto al concreto tradicional y para un concreto de 175 kg/cm2 es la a3(1:7) sin aditivo con un ahorro de 24.01% con respecto a un concreto tradicional.

In the present work, an exhaustive evaluation of the properties of compressive strength, absorption, and settling in structural concrete of 175 kg/cm2 and 210 kg/cm2 is addressed. This concrete is formulated with the proportions of cement-mine waste from the Summa Gold mining unit in Huamachuco and the use of 1% Sikacem plasticizing additive relative to the weight of MS cement. The study was conducted in Trujillo, Peru, within the premises of the National University of Trujillo. Currently, mineral exploitation in the highlands generates non-mineral material which is removed and stored in large deposits. This natural material, without undergoing chemical processing, is environmentally friendly. Therefore, mine waste material will be used as a coarse aggregate for structural concrete. The following cement proportions were studied: mine waste 1:5, 1:6, 1:7, 1:8, and 1:9. The mine waste material had a maximum nominal size (TMN) of 1/2", a fineness modulus of 4.5, and a specific gravity of 2529 kg/m³. Cubic molds of 8cm x 8cm x 8cm were used for the samples, and 3 specimens were prepared for each curing time of 7, 14, and 28 days, for each proportion. Regarding the settling tests, a settling between 4” to 6” was targeted by modifying the water-to-cement ratio (w/c). The optimal w/c ratios were found to be: a1(1:5) =0.82, a2(1:6) =0.9, a3(1:7) =1.01, a4(1:8) =1.10 y a5(1:9) =1.15. When using the Sikacem plasticizing additive, there was an average 7% reduction in the w/c ratio across all proportions. The proportion with the highest compressive strength without additive was a1(1:5) with 231.34 kg/cm2, and the lowest was a5(1:9) with 121.71 kg/cm2. With the additive, a1(1:5) reached 277.01 kg/cm2, and a5(1:9) reached 143.56 kg/cm2. In the absorption test, the highest value was for a5(1:9) with 7.53%, and the lowest was for a1(1:5) with 5.7%. Upon cost analysis, the most economical proportion for 210 kg/cm2 concrete is a2(1:6) without additive, with a savings of 24.65% compared to traditional concrete. For 175 kg/cm2 concrete, the most economical proportion is a3(1:7) without additive, with a savings of 24.01% compared to traditional concrete.