Estudio de las propiedades del concreto pesado de alta resistencia utilizando cemento portland tipo I y un aditivo superplastificante

Abstract

El concreto es el material constituido por la mezcla en ciertas proporciones de cemento, agua, agregados y opcionalmente aditivos, que inicialmente denotan una estructura plástica y moldeable, y que posteriormente adquiere una consistencia rígida con propiedades resistentes y aislantes, lo que lo hace un material ideal para la construcción. De tal manera que, para poder dominar el uso de este material, hay que conocer no solo las manifestaciones del producto resultante, sino también la de sus componentes y su interrelación entre ellas, ya que son en primera instancia los que le confieren su particularidad. En consecuencia, este trabajo se realiza con el propósito de investigar los materiales y las proporciones adecuadas para obtener óptimos resultados tanto en resistencia y así mismo en otras propiedades igualmente importantes. El presente trabajo de investigación titulado: "Estudio de las propiedades del concreto pesado de alta resistencia utilizando cemento Portland tipo l y un aditivo superplastificante". Contempla el uso de la baritina como una de las soluciones para la fabricación de concretos de alta densidad, teniendo presente la existencia de este material en nuestro país. Y, a la vez también que el objetivo en la preparación de concretos de alta densidad, es tener elementos estructurales que han de servir como protectores a las radiaciones. Se utilizó la baritina de peso específico igual a 3. 7 45gr/cm3, como agregado fino (Arena Gruesa) para la preparación del concreto pesado, procedente de la cantera Cocachacra Km 45+000 Carretera Central. Y, el agregado grueso convencional (Piedra chancada) proveniente de la cantera "Río Seco" ubicado en la carretera a Canta Km 33+000. Los cuales finalmente proporcionan a la mezcla el agregado pesado y el agregado convencional respectivamente. Teniendo presente que uno de los objetivos principales de esta investigación es elevar las resistencias en este tipo de concretos, es conveniente la utilización del aditivo superplastificante Sikament 306 en dosificaciones de 0.6%, 0.8%, 1.0%, 1.6%, 1.8% y 2.0% del peso del cemento previamente establecida para las relaciones de agua/cemento igual a 0.40, 0.45 y 0.50. Y, que esto nos va a permitir disminuir el agua de diseño progresivamente manteniendo la trabajabilidad y por consiguiente elevar sus resistencias. Para efectos de comparación de las propiedades del concreto pesado elaborado, se preparó un concreto con agregados convencionales llamado "Concreto Patrón" y para lo cual se utilizó agregado fino (Arena Gruesa) convencional proveniente de la cantera "Gloria Grande", ubicado en Ate Vitarte, Provincia de Lima Km 14+800 Carretera Central. Este concreto patrón se dosificó de tal modo que cumpla con las mismas relaciones agua/cemento igual a 0.40, 0.45 y 0.50. y de 3" a 4" pulgadas de asentamiento, para de esta manera mantener su trabajabilidad. Teniendo presente lo anteriormente expresado se ha procedido a la realización de este trabajo de investigación, donde en primer lugar tratamos el estudio de los materiales y/o agregados que intervienen en esta investigación desarrollando el cálculo de sus diversas propiedades físicas y ciertas características que los diferencien unos de otros, para posteriormente encontrar el agregado global tanto del concreto pesado como del concreto convencional. Después procedemos a tratar el uso de los aditivos en el concreto y definiendo claramente al aditivo superplastificante utilizado en esta investigación "Sikament 306", desarrollando su mecanismo de acción, así como su dosificación y posterior comportamiento en los ensayos de laboratorio. Posteriormente se realiza los diseños de mezcla, teniendo presente el método a utilizar, en este caso se ha utilizado el método del agregado global y con ello procedemos a encontrar los diseños de mezclas del concreto patrón y así como también los diseños de mezclas del concreto pesado con agregado fino de baritina y dosificación del aditivo superplastificante. Después de tener las muestras de ensayo en las proporciones adecuadas procedemos a hacer los respectivos ensayos del concreto al estado fresco, así como también las propiedades del concreto al estado endurecido tanto del concreto pesado como del concreto patrón y a las edades establecidas previamente. Finalmente, antes de realizar las conclusiones y recomendaciones, se procede a realizar los respectivos análisis comparativo de los resultados. El alcance de la presente investigación es haber obtenido concreto pesado de elevada resistencia de calidad tanto al estado fresco como al estado endurecido, garantizando su facilidad tanto en su fabricación como en su colocación, lo que nos permitirá usarlo en las diversas obras de ingeniería en que se requiera este tipo de concreto. Para culminar, se plantea un reto muy importante en el desarrollo local de este material (Baritina) y sus beneficios que puedan dar a la comunidad, así como también de posteriores investigaciones con nuevos tipos de agregados disponibles en el país, ante la perspectiva del adelanto notable a nivel mundial de las técnicas, aditivos, conocimientos científicos y procedimientos constructivos con concreto y la necesidad de no relegamos en estos avances en aras del progreso de la ingeniería nacional.