Evaluación de las Propiedades Mecánicas de un Concreto con Adición de Fibra de Cañamo
La presente monografía tiene como finalidad analizar y evaluar las propiedades mecánicas de un concreto de resistencia de 25 MPa, al cual se le adiciono porcentajes del 0.5%, 0.75 y 1.0% de fibra de cáñamo en medidas de 7 cm. A partir de estos porcentajes se busca comparar el comportamiento que pres...
- Autores:
-
Oviedo Saavedra, Joviher Stiven
Piedrahita Torres, Nicólas Camilo
- Tipo de recurso:
- Trabajo de grado de pregrado
- Fecha de publicación:
- 2021
- Institución:
- Universidad de Ibagué
- Repositorio:
- Repositorio Universidad de Ibagué
- Idioma:
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- OAI Identifier:
- oai:repositorio.unibague.edu.co:20.500.12313/5642
- Acceso en línea:
- https://hdl.handle.net/20.500.12313/5642
- Palabra clave:
- Fibra de cañamo - Concreto - Propiedades mecánicas
Fibra de cáñamo
Flexión
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La presente monografía tiene como finalidad analizar y evaluar las propiedades mecánicas de un concreto de resistencia de 25 MPa, al cual se le adiciono porcentajes del 0.5%, 0.75 y 1.0% de fibra de cáñamo en medidas de 7 cm. A partir de estos porcentajes se busca comparar el comportamiento que presenta cada mezcla según su dosificación de fibras, con respecto a un concreto convencional sin adición. Por otro lado, con respecto a los ensayos de laboratorio serán sometidos un total de 12 cilindros y 12 vigas de concreto; los cuales serán distribuidos de modo que cada 3 cilindros y cada 3 vigas tendrán un porcentaje diferente de fibras de cáñamo. Es decir, los primeros 3 con el 0.5%, luego 3 con 0.75% y finalmente 3 con 1.0% de fibra respectivamente, además de elaborar 3 elementos de cada uno adicionales de concreto convencional. Así mismo, estos elementos serán sometidos a ensayos de flexión para el caso de las vigas y a compresión para el caso de los cilindros, esto una vez pasado el tiempo establecido de curado, el cual será de 7, 14 y 28 días correspondientes. Finalmente, después del proceso experimental y obtenidos los resultados de resistencia de cada uno de los elementos ensayados, se determinó que las fibras de cáñamo funcionan muy favorablemente en elementos sometidos a flexión, logrando incrementar más del 11% de la resistencia esperada; mientras que para elementos sometidos a compresión, no es muy satisfactorio el comportamiento que presta esta fibra, disminuyendo incluso en algunos casos hasta el 13% de la resistencia con la que fue diseñada. |
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Es decir, los primeros 3 con el 0.5%, luego 3 con 0.75% y finalmente 3 con 1.0% de fibra respectivamente, además de elaborar 3 elementos de cada uno adicionales de concreto convencional. Así mismo, estos elementos serán sometidos a ensayos de flexión para el caso de las vigas y a compresión para el caso de los cilindros, esto una vez pasado el tiempo establecido de curado, el cual será de 7, 14 y 28 días correspondientes. Finalmente, después del proceso experimental y obtenidos los resultados de resistencia de cada uno de los elementos ensayados, se determinó que las fibras de cáñamo funcionan muy favorablemente en elementos sometidos a flexión, logrando incrementar más del 11% de la resistencia esperada; mientras que para elementos sometidos a compresión, no es muy satisfactorio el comportamiento que presta esta fibra, disminuyendo incluso en algunos casos hasta el 13% de la resistencia con la que fue diseñada.This monograph purpose is to analyze and test 25 MPa concrete mechanical properties, to which percentages of 0.5%, 0.75% and 1.0% of 7 cm long hemp fiber were added. From these percentages it is sought to compare the behavior of each mixture according to its fiber dosage, according to a conventional concrete without any addition. On the other hand, for the laboratory tests, a total of 12 cylinders and 12 concrete beams will be submitted and distributed so that every 3 cylinders and every 3 beams will have a different percentage of hemp fibers. That is, the first 3 with 0.5%, then 3 with 0.75% and finally 3 with 1.0% of fiber respectively, in addition it’ll be prepared 3 additional elements of each with conventional concrete. Likewise, these elements will be subjected to bending tests for the case of beams and compression for the case of cylinders, this once the established curing time has passed, which will be 7, 14 and 28 days. Finally, when the experimental process was done and the resistance results obtained for each of the elements tested, it was concluded that hemp fibers works favorably in elements submitted to bending, managing to increase more than 11% of the expected resistance. While for elements submitted to compression, the behavior provided by this fiber is not quite worthwhile, because it can even decrease in some cases 13% of the designed resistance.PregradoIngeniero CivilResumen.....5 Abstract.....5 Introducción.....14 Planteamiento del problema.....16 Justificación.....17 Objetivos.....18 4.1. Objetivo general.....18 4.2. Objetivos específicos.....18 Marco teórico.....19 5.1. Antecedentes.....19 5.2. El concreto.....19 5.2.1. Características del concreto.....20 5.2.2. Propiedades físicas del concreto.....20 5.2.3. Tipos de cemento.....20 5.2.4. Ventajas del concreto.....21 5.2.5. Clasificación del concreto por resistencia.....22 5.2.6. Componentes del concreto.....22 5.2.7. Concreto reforzado con fibras.....23 5.3. Normas actuales.....23 5.4. Propiedades del concreto.....24 5.5. Pruebas de laboratorio.....24 5.5.1. Análisis granulométrico.....24 5.5.2. Equivalencia de arena.....25 5.5.3. Máquina de los ángeles.....25 5.5.4. Gravedad específica de arena.....26 5.5.5. Gravedad específica de grava.....27 5.5.6. Micro-deval.....27 5.5.7. Método de Fuller.....27 5.5.8. Diseño de mezcla.....27 Metodología.....33 6.1. Recolección de materia prima.....33 6.2. Características de la materia prima.....33 6.2.1. Agregados.....33 6.2.2. Fibras de cáñamo.....34 6.3. Diseño de mezcla.....35 6.3.1. Asentamiento.....35 6.3.2. Tamaño máximo nominal.....35 6.3.3. Resistencia de diseño.....35 6.3.4. Estimación de contenido de aire.....36 6.3.5. Estimación de contenido de agua.....36 6.3.6. Relación agua-cemento.....36 6.4. Contenido de cemento.....36 6.5. Cálculo de volumen de materiales.....36 6.5.1. Volumen de cemento.....36 6.5.2. Volumen de agua.....37 6.6. Cálculo del volumen de agregado.....37 6.7. Método de Fuller.....37 6.8. Peso y volumen de agregados.....38 6.8.1. Peso de la arena.....39 6.8.2. Peso de la grava.....39 6.8.3. Volumen de la arena.....39 6.8.4. Volumen de la grava.....39 6.9. Dosificación diseñada para obtener una resistencia de 3625 psi.....40 6.10. Elaboración de vigas y cilindros.....40 6.10.1. Dosificación del material.....40 6.10.2. Preparación de la mezcla.....41 6.10.3. Elaboración de vigas.....42 6.10.4. Elaboración de cilindros.....43 6.10.5. Estado de endurecimiento.....44 6.10.6. Caracterización de vigas y cilindros.....45 6.10.7. Tipos de fallas en cilindros.....46 6.10.8. Tipos de fallas en vigas.....47 Resultados.....49 7.1. Ensayos de laboratorio.....49 7.1.1. Ensayos de caracterización de los materiales.....49 7.1.2. Ensayo de resistencia a la compresión (INV E-410-07).....49 7.1.3. Ensayo de resistencia a flexión (INV E-414).....52 Análisis de resultados.....56 8.1. Análisis del módulo de ruptura “MR” y módulo de esfuerzo de fisuración “FR”.....56 8.2. Análisis de resultados de los cilindros.....56 8.3. Análisis de resultados de vigas.....58 8.4. Relación costo-beneficio.....61 Conclusiones y recomendaciones.....62 9.1. Conclusiones.....62 9.2. Recomendaciones.....63 A. Anexos.....64 Granulometría para la arena y la grava (INV E-123).....64 Equivalencia de arena (INV E-133-07).....67 Gravedad específica de la arena (INV E-222).....68 Gravedad específica de la grava (INV E-223).....69 Máquina de los Ángeles o desgaste (INV E-218).....70 Micro-deval (INV E-238).....70 Bibliografía.....723 páginasapplication/pdfOviedo Saavedra, J.S. & Piedrahita Torres, N.C. (2021). Evaluación de las Propiedades Mecánicas de un Concreto con Adición de Fibra de Cañamo. [Trabajo de grado, Universidad de Ibagué]. https://hdl.handle.net/20.500.12313/5642https://hdl.handle.net/20.500.12313/5642spaUniversidad de IbaguéIngenieriaIbaguéIngeniería CivilAIS Asociación Colombiana de Ingeniería Sísmica. (2019). Reglamento colombiano de construcción sismo resistente (NSR-10). Bogotá D.C.ALENDRE, V. M. (MARZO de 2015). Obtenido de http://www.ptolomeo.unam.mx:8080/xmlui/bitstream/handle/132.248.52.100/7476/Tesis. pdf?sequence=1Argos. 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(11 de mayo de 2020). Ventajas y desventajas del concreto.Guzmán, D. S. (s.f.). Tecnologia del Concreto y del Mortero. Bogotá D.C.: Biblioteca de la construcción.Instituto Nacional de Vías "INVIAS". (2013). Densidad, Densidad relativa (gravedad específica) y Absorción del agregado grueso. En Especificaciones Generales de Construcción y Normas de Ensayo para Materiales de Carreteras (págs. E 223 - 1-16). Bogotá D.C.Instituto Nacional de Vías "INVIAS". (2013). Determinación de la resistencia del agregado grueso a la degradación por abrasión, utilizando el aparato Micro-deval. En Especificaciones Generales de Construcción y Normas de Ensayo para Materiales de Carreteras (págs. E 238 - 1). Bogota D.C.M. Orozco, Y. A. (2018). Factores influyentes en la calidad del concreto: una encuesta a los actores relevantes de la industria del hormigón. Revista Ingeniería de Construcción RIC, 161-172.Matallana. (2016). El concreto, Fundamentos y nuevas tecnologias.Mera, J. M. (s.f.). Metodo Fuller. 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