Propuesta de diseños de mezclas de concreto con reemplazo de agregado fino por microsílice, ceniza volante y tierra diatomea para mejorar la resistencia a la compresión y trabajabilidad del concreto en viviendas unifamiliares de Lima Metropolitana

Abstract

El estudio realizado investiga cómo mejorar el concreto empleado en viviendas unifamiliares de Lima a través del reemplazo parcial del agregado fino con materiales como microsílice, ceniza volante y tierra diatomea. Según los antecedentes, estas adiciones pueden aumentar la resistencia a la compresión y mejorar la trabajabilidad del concreto. Para el estudio, se diseñaron seis mezclas con relaciones agua/cemento de 0.45 y 0.50, variando los porcentajes de cada material de reemplazo. La metodología se basó en caracterizar los materiales, realizar pruebas de trabajabilidad y contenido de humedad en el concreto fresco y realizar ensayos para determinar la resistencia en probetas de concreto. Los resultados demostraron que la mezcla con un 25% de ceniza volante logró una resistencia a la compresión superior al concreto estándar tras 28 días de curado. Asimismo, una mezcla con 8.5% de microsílice mejoró notablemente la trabajabilidad y la resistencia inicial del concreto. Finalmente, se deduce que estas adiciones al agregado fino proporcionan un concreto con mejores propiedades mecánicas y mayor manejabilidad, beneficios clave en Lima, dada su exposición a un clima seco y actividad sísmica. Además, esta técnica reduce el uso de cemento, promoviendo prácticas más sostenibles en la construcción de viviendas.

The study investigates improvements in concrete used for single-family housing in Lima through the partial replacement of fine aggregate with materials such as silica fume, fly ash, and diatomaceous earth. Based on prior research, these supplementary materials can enhance compressive strength and improve concrete workability. Six mix designs were developed with water/cement ratios of 0.45 and 0.50, adjusting the replacement percentages for each material. The methodology was based on characterizing the materials, performing workability and moisture content tests on the fresh concrete, and performing tests to determine the resistance in concrete probes. The results showed that the mixture with 25% fly ash achieved a higher compressive strength than standard concrete after 28 days of curing. Likewise, a mixture with 8.5% microsilica significantly improved the workability and initial strength of the concrete. In conclusion, these fine aggregate replacements offer concrete with enhanced mechanical properties and increased workability, which are critical benefits in Lima due to its arid climate and seismic activity. Furthermore, this approach reduces cement usage, fostering more sustainable practices in housing construction.