Elaboración de un concreto liviano f'c=21 MPa fabricado mediante sustitución de un porcentaje de agregado grueso por Tecnopor

Abstract

La investigación se enfocó en evaluar el impacto de sustituir parte del agregado grueso con Tecnopor en diferentes proporciones (5%, 10% y 15%) sobre las propiedades del concreto. Se analizaron diversas características en estados fresco y endurecido, incluyendo asentamiento, peso unitario, resistencia a la compresión, resistencia a la flexión, módulo de elasticidad y relación de Poisson. Se observó una clara disminución en el peso unitario a medida que aumentaba el porcentaje de reemplazo, lo que sugiere una posible ventaja estructural en términos de reducción de peso. Aunque los valores de asentamiento superaron las 3 pulgadas, el módulo de elasticidad y la relación de Poisson se mantuvieron dentro de rangos aceptables. Además, se llevó a cabo un análisis comparativo con datos experimentales de laboratorio para respaldar los hallazgos. La Propuesta 1, que representa el concreto estándar, exhibió una masa sísmica total de 72.7696 tn-s2/m y una masa sísmica de 0.9393 Tn/m2. Se optó por un enfoque de simetría para mejorar las irregularidades torsionales mediante el uso de placas, logrando una participación de masa en los ejes principales de 0.76% en ux, 0.75% en uy y 0.74% en RZ. El esfuerzo cortante estático fue superior al de la Propuesta 2 debido a la mayor masa sísmica. Por otro lado, la Propuesta 2, que incorpora un 15% de Tecnopor en el concreto, presentó una masa sísmica total de 68.85 tn-s2/m y una masa sísmica de 0.88 Tn/m2. Se mantuvo el enfoque de simetría con el uso de placas para mejorar el sistema y se logró una participación de masa en ejes principales de 0.7606% en ux, 0.7457% en uy y 0.741% en RZ. El esfuerzo cortante estático fue menor que en la Propuesta 1 debido a la reducción de la masa sísmica.

The research focused on evaluating the impact of replacing part of the coarse aggregate with Tecnopor in different proportions (5%, 10% and 15%) on the properties of the concrete. Various characteristics were analyzed in fresh and hardened states, including slump, unit weight, compressive strength, flexural strength, modulus of elasticity, and Poisson's ratio. A clear decrease in unit weight was observed as the replacement percentage increased, suggesting a possible structural advantage in terms of weight reduction. Although slump values exceeded 3 inches, the modulus of elasticity and Poisson's ratio remained within acceptable ranges. Furthermore, a comparative analysis was carried out with laboratory experimental data to support the findings. Proposal 1, which represents standard concrete, exhibited a total seismic mass of 72.7696 tns2/m and a seismic mass of 0.9393 Tn/m2. A symmetry approach was chosen to improve torsional irregularities through the use of plates, achieving a mass participation in the main axes of 0.76% in ux, 0.75% in uy and 0.74% in RZ. The static shear stress was higher than that of Proposal 2 due to the greater seismic mass. On the other hand, Proposal 2, which incorporates 15% Tecnopor in the concrete, presented a total seismic mass of 68.85 tn-s2/m and a seismic mass of 0.88 Tn/m2. The symmetry approach was maintained with the use of plates to improve the system and a mass participation in principal axes of 0.7606% in ux, 0.7457% in uy and 0.741% in RZ was achieved. The static shear stress was lower than in Proposal 1 due to the reduction in seismic mass.