Análisis de la resistencia a la compresión del concreto al adicionar limalla fina en un 3%, 4% y 5% respecto al peso de la mezcla

Abstract

En este trabajo de grado, se adiciona limalla como agregado no convencional. Éste material es un residuo proveniente de procesos industrializados tendientes a la manufactura de camisas de acero para motores, el cual reemplaza parte del agregado fino y en combinación con los demás componentes producen un concreto que cumple las especificaciones requeridas. El objetivo principal de este trabajo es determinar el porcentaje de adición óptimo de limalla, además de las cantidades relativas de cada material, que garanticen una producción de mezclas de concreto, de modo que aumenten la resistencia a la compresión respecto a las mezclas convencionales de concreto, bajo condiciones de seguridad, técnicas y de factibilidad económica. La caracterización de los materiales a utilizar (Cemento, Agregado fino, Agregado grueso y Limalla) se realiza por medio de ensayos de laboratorio estandarizados por las Normas Técnicas Colombianas (NTC) y las normas del Instituto Nacional de Vías (INV), en correspondencia con las normas de la Sociedad Americana para Prueba y Materiales (ASTM). Con estos materiales, se determinan las proporciones relativas para la producción de mezclas (diseño de mezcla) y finalmente se elaboran 285 especímenes de concreto, diseñados inicialmente para resistir un esfuerzo a la compresión de 21 MPa. Se obtuvo con este trabajo de grado, que la adición de limalla proporciona un aumento cercano al 48% respecto a la resistencia máxima a la compresión de las mezclas convencionales de concreto. Además, se estima que el porcentaje óptimo de adición de limalla es el 4% respecto al peso de la mezcla y reemplaza en la misma cantidad al agregado fino, alcanzando un valor máximo de resistencia a la compresión a los 28 días f’c = 30 MPa, donde el convencional registro una resistencia f’c = 22 MPa.

In this project, filings are added as a nonconventional aggregate. This material is residue obtained from industrial manufacturing of steel cylinder liners for engines. It partially replaces fine aggregate and combined with other components produce a concrete that complies with the required specifications. The main objective of this project is to determine the optimal percentage of filings and relative quantities of each material that guaranty the production of a concrete with increased compression strength when compared to a conventional concrete mixture under safe conditions, techniques, and economic viability. The material characterization (i.e. characterization of cement, fine aggregate, coarse aggregate, and filings) is performed under standardized laboratory tests of Normas Técnicas Colombianas (NTC) and the norms of Instituto Nacional de Vias (INV), in accordance with the American Society for Testing and Materials (ASTM) standards. With these materials, the relative proportions for the mixture production (mixture design) were determined and 285 concrete specimens were made; these were initially designed to support a compressive load of 21 MPa. It was determined that the addition of filings increased the maximum compressive strength by 48% relative to a conventional concrete mixture. Additionally, the estimated optimum percentage addition of filings is 4% relative to the weight of the mixture and replaces in the same amount the fine aggregate obtaining a maximum compression strength on the 28th day of f’c = 30 MPa; in contrast, the conventional concrete mixture obtained a strength of f’c = 22 MPa.