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Title: Desarrollo de los concretos estructurales F´C 300 KG/CM2, 350 KG/CM2 Y 420 KG/CM2 con macrofibras sintéticas y cemento por desempeño para la construcción de losa en almacén industrial - Zona Sur de Lima
Advisor(s): Sotomayor Cruz, Cristian Daniel
OCDE field: https://purl.org/pe-repo/ocde/ford#2.00.00; https://purl.org/pe-repo/ocde/ford#2.01.01
Issue Date: 5-Jan-2024
Institution: Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas (UPC)
Abstract: From the industrialization in Peru for the commercialization of goods and services, companies have seen the need to expand their warehouses, generating a demand for the construction of new industrial parks nationwide. However, the structural elements in reinforced concrete (industrial floor slabs) need to be designed with high quality and safety standards due to the service load requests, and durability against exposure conditions. In the present investigation, a range of structural performance concretes has been developed to meet this industrial demand, through nine mix designs proposed with high-performance Portland cement type HS, synthetic macrofibers in doses of 4 kg/m3, 6 kg/m3 and 8 kg/m3, with w/c ratios of 0.50, 0.45 and 0.40, for the choice of three definitive design alternatives that allow optimizing the construction process in relation to cost and time, and improve the performance of the floor slabs in terms of service conditions, and durability. The first optimized design with a macrofiber dose of 6 kg/m3, HS type cement 360 kg/m3, and a w/c ratio of 0.50, registered a slump of 6", with a fluidity loss rate of 1 ½"/hour., compressive strength of 424 kg/cm2, modulus of rupture of 60 kg/cm2. The second design with a dose of 8 kg/m3 macrofiber, 400 kg/m3 HS type cement and a w/c ratio of 0.40, achieved a settlement of 5", with a fluidity loss of 1 ¾" / hour, compressive strength of 480 kg/cm2, and modulus of rupture of 75 kg/cm2. Finally, the third design with HS 445 kg/m3 cement, w/c ratio of 0.45 and macrofiber dose of 6 kg/m3, reached a settlement of 5 ½”, with a loss of fluidity of 1 ¼” / hour., compressive strength of 541 kg/cm2, modulus of rupture of 71 kg/cm2. The comparative cost-benefit analysis of the three optimized mixtures was carried out, obtaining a cost of S/ 616.21 per cubic meter of concrete f´c = 300 kg/cm2, w/c ratio 0.50, with a dose of 6 kg/m3 of macrofiber synthetic polypropylene and 1.60% high-range superplasticizer additive. In the same way, a cost of S/ 695.57 per cubic meter of concrete f´c = 350 kg/cm2, w/c ratio 0.45, was obtained, with a dose of 8 kg/m3 of synthetic polypropylene macrofiber and 1.66% superplasticizer additive of high rank. And with respect to concrete f´c = 420 kg/cm2, w/c ratio 0.40, with a dose of 6 kg/m3 of synthetic polypropylene macrofiber and 1.78% high-range superplasticizer additive, it cost S/ 672.53. Finally, a cost analysis was carried out for the construction of an industrial slab of 10,000.00 m2, obtaining a total cost of S/ 5,883,840.00 for a concrete slab f´c = 300 kg/cm2, and a cost of S/ 6,042,540.00 for a slab of concrete f´c = 350 kg/cm2, while for a concrete slab f´c = 420 kg/cm2 the cost was S/ 5,996,540.00.

A partir de la industrialización en el Perú para la comercialización de bienes y servicios, las empresas se han visto en la necesidad de ampliar sus almacenes generando una demanda en la construcción de nuevos parques industriales a nivel nacional. Sin embargo, los elementos estructurales en concreto armado (losas de piso industrial) requieren ser diseñados con altos estándares de calidad y seguridad debido a las solicitaciones de carga de servicio, y la durabilidad frente a las condiciones de exposición. En la presente investigación, se ha desarrollado una gama de concretos estructurales por desempeño para atender esta demanda industrial, mediante nueve mezclas propuestas con cemento Portland de alto desempeño tipo HS, macrofibras sintéticas en dosis de 4 kg/m3, 6 kg/m3 y 8 kg/m3, con relaciones a/c de 0.50, 0.45 y 0.40, para la elección de tres alternativas de diseño definitivo que permitan optimizar el proceso constructivo con relación al costo y tiempo, y mejorar el desempeño de las losas de piso en términos de condiciones de servicio, y de durabilidad. El primer diseño optimizado con dosis de macrofibra de 6 kg/m3, cemento tipo HS 360 kg/m3, y relación a/c de 0.50, registró un asentamiento de 6”, con una tasa de pérdida de fluidez de 1 ½” /hora, f’c de 424 kg/cm2, módulo de rotura de 60 kg/cm2. El segundo diseño con dosis de macrofibra de 8 kg/m3, cemento tipo HS 400 kg/m3 y relación a/c de 0.40, consiguió un asentamiento de 5”, con una pérdida de fluidez 1 ¾” /hora, resistencia a compresión de 480 kg/cm2, y módulo de rotura de 75 kg/cm2. Finalmente, el tercer diseño con cemento tipo HS 445 kg/m3, relación a/c de 0.45 y dosis de macrofibra de 6 kg/m3, alcanzó y un asentamiento de 5 ½”, con una pérdida de fluidez de 1 ¼” /hora, resistencia a compresión de 541 kg/cm2, módulo de rotura de 71 kg/cm2. Se realizó el análisis comparativo de costo – beneficio de las tres mezclas optimizadas, obteniéndose un costo de S/ 616.21 por metro cúbico de concreto f´c = 300 kg/cm2 relación a/c 0.50, con una dosis de 6 kg/m3 de macrofibra sintética de polipropileno y 1.60% de aditivo superplastificante de alto rango. Del mismo modo, se obtuvo un costo de S/ 695.57 por metro cúbico de concreto f´c = 350 kg/cm2 relación a/c 0.45, con una dosis de 8 kg/m3 de macrofibra sintética de polipropileno y 1.66% de aditivo superplastificante de alto rango. Y con respecto al concreto f´c = 420 kg/cm2 relación a/c 0.40, con una dosis de 6 kg/m3 de macrofibra sintética de polipropileno y 1.78% de aditivo superplastificante de alto rango, se tuvo un costo de S/ 672.53. Finalmente se realizó un análisis de costo para la construcción de una losa industrial de 10,000.00 m2, obteniendo un costo total de S/ 5,883,840.00 para una losa de concreto f´c = 300 kg/cm2, y un costo de S/ 6,042,540.00 para una losa de concreto f´c = 350 kg/cm2, mientras que para una losa de concreto f´c = 420 kg/cm2 el costo fue de S/ 5,996,540.00.
Discipline: Ingeniería Civil
Grade or title grantor: Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas (UPC). Facultad de Ingeniería
Grade or title: Ingeniero Civil
Juror: Rodriguez Dionisio, Sandra; Rodriguez Barboza, José; Huerta Campos, Carlos
Register date: 5-Feb-2024; 5-Feb-2024



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