Optimización de la dosificación del concreto, variando la geometría del PET y el porcentaje de ceniza de cáscara de arroz para mejorar las propiedades físicas, mecánicas y de confort térmico del concreto en la construcción de viviendas, en el departamento de La Libertad

Abstract

La presente investigación es experimental y tiene como objetivo principal la optimización de la dosificación del concreto con las geometrías de la fibra del Tereftalato de polietileno PET y dos porcentajes de ceniza de cáscara de arroz, en reemplazo parcial del agregado grueso y cemento para mejorar las propiedades físicas, mecánicas y de confort térmico en la construcción de viviendas, en el departamento de La Libertad. Los materiales que se emplearán en la siguiente investigación son: Cemento Sol Portland Tipo I, agregados gruesos y finos de procedencia de la cantera de Trapiche, cenizas de cáscara de arroz (CCA) proveniente de la ciudad de Tarapoto, plástico PET reciclado por las investigadoras y entorno familiar. Por último, el aditivo plastificante con la finalidad de aportar a la adherencia del plástico a la mezcla. En la investigación se elaboró 1 diseño de mezcla patrón de concreto de f´c=210 kg/cm2 con el método ACI 211 y 4 dosificaciones de concreto, con un porcentaje fijo del 2% de fibras PET con dos tipos de geometría (rectangular y con bordes zigzag) y con dos porcentajes de ceniza de cascara de arroz (7.5% y 10%). Esto con la finalidad de reducir el impacto negativo de la construcción causado por las grandes emisiones de CO2 en la producción del cemento y la explotación de materias primas, como los agregados naturales; como también, las botellas plásticas que son vertidos al medio ambiente que contaminan a este y demoran miles de años en degradarse. Con la incorporación del plástico PET se mejorará el confort térmico de las viviendas, debido a que este presenta una conductividad térmica baja. Para el análisis se determinó la cantidad de 90 probetas para los ensayos de compresión y tracción, 2 vigas para en ensayo de flexión, y 2 placas para conductividad térmica. Finalmente, se realizó el análisis de los resultados en estado fresco y endurecido (asentamiento, peso unitario, resistencia a la compresión, tracción, flexión y conductividad térmica). De los resultados a los 56 días de curado, se obtuvo que la mezcla MR – 10 (Fibra rectangular de PET al 2% y ceniza de cáscara de arroz al 10%), en cuanto a la prueba de resistencia a la compresión alcanzó un valor de 210 kg/cm2; en tracción 25.52 kg/cm2 y flexión 29.60 kg/cm2, el diseño patrón presento resistencia de 267 kg/cm2, 26.43 kg/cm2 y 33.55 kg/cm2, respectivamente. Los valores obtenidos se aproximan a la resistencia de la mezcla patrón en todos los ensayos evaluados. Respecto a la conductividad térmica presentó una disminución del 25 % su capacidad termoconductora

The present research is experimental and its main objective is to optimize the dosage of concrete with the geometries of the PET fiber and 2% of rice husk ash, in partial replacement of the coarse aggregate and cement to improve the physical and mechanical properties. in the construction of comfortable homes, in La Libertad department. The materials that will be used in the following research are: Sol Portland Type I cement, coarse and fine aggregates from the Trapiche quarry, rice husk ashes (CCA) from Tarapoto city, Polyethylene terephthalate PET plastic recycled by the researchers and family environment. Finally, the plasticizer additive in order to contribute to the adhesion of the plastic to the mixture. In the research was made one concrete master mix design of f´c=210 kg/cm2 with the ACI 211 method and 4 concrete dosages, with a fixed percentage of 2% of PET fibers with two types of geometry (rectangular and with zigzag edges) and with two percentages of rice husk ash (7.5% and 10%). This is in order to reduce the negative impact of construction caused by big CO2 emissions in the production of cement and the exploitation of raw materials, such as natural aggregates; as well as plastic bottles that are dumped into the environment that contaminate it and take thousands of years to degrade. With the incorporation of PET plastic, the thermal comfort of homes will be improved, because it has a low thermal conductivity. For the analysis, the number of 90 test tubes for the compression and traction tests, 2 beams for the bending test, and 2 plates for thermal conductivity were determined. Finally, the analysis of the results in the fresh and hardened state was carried out (settling, unit weight, compressive strength, traction, bending and thermal conductivity). From the results after 56 days of curing, it was obtained that the MR - 10 mixture (2% rectangular PET fiber and 10% rice husk ash), in terms of the compression resistance test, reached a value 210 kg/cm2; in traction 25.52 kg/cm2 and flexion 29.60 kg/cm2, the standard design presented resistance of 267 kg/cm2, 26.43 kg/cm2 and 33.55 kg/cm2, respectively. The values ​​obtained are close to the resistance of the standard mixture in all the tests evaluated. Regarding thermal conductivity, its thermal conductive capacity showed a decrease of 25%.