TIC 0048

Tesis de grado Ingeniería Civil, Universidad de San Carlos de Guatemala, Centro Universitario del Norte, Ingeniería Civil 2024 TIC 0048

La presente investigación tiene como objetivo principal explorar y consolidar el
conocimiento existente para proponer una optimización en la aplicación de nanosílice en
concreto hidráulico en la construcción de carreteras enfocadas en la infraestructura verde sostenible. Se busca mejorar las propiedades del concreto hidráulico mientras se asegura la calidad y la dosificación óptima de los materiales para su mezcla.

Se empleó un enfoque de investigación aplicada para esta tesis, con un análisis de datos que se adscribe al método cuantitativos. Además, se implementó un diseño experimental como parte del proceso de estudio. Para el desarrollo de la investigación se propuso un diseño de concreto de 280 kg/cm2 de acuerdo con la metodología ACI 211.1, se usó ocho
tipos de dosificación de aditivo nanosílice al 1.0%, 1.5%, 2.0%, 2.5%, 3.0%, 3.5%, 4.0%,
4.5%, que se añade en relación con el peso de cemento para la resistencia deseada.

Después de realizar el diseño de mezcla y establecer las dosificaciones a evaluar, se
procedió a la fabricación de los cilindros y vigas de concreto hidráulico, se siguieron los procedimientos establecidos en ACI-318S-11, un promedio de ensayo de 2 probetas obtenidas de una misma muestra y curadas bajo condiciones controladas hasta los 28 días, ACI 214 RS-11, rechazo de especímenes dudosos, control de calidad, mezclado correcto, colocación y muestreo de la tanda. Las normas COGUANOR NTG – 41061, requisitos para elaborar, curar y proteger especímenes de concreto bajo condiciones de obra, uso de moldes de acero o de material no absorbente, uso de moldes de viga con el
fondo y extremos en ángulos rectos unos de otros, varilla de acero redonda, recta y lisa para apisonado, curado inicial, curado final y transporte de los especímenes a laboratorio.
Se realizó ensayos a compresión a los 7, 14 y 28 días de edad y ensayos a flexión para las vigas a 7 días.

El propósito principal de incorporar nanosílice al concreto hidráulico es mejorar tanto sus propiedades mecánicas como su durabilidad. La nanosílice funciona como un aditivo que potencia la resistencia a la compresión del concreto, fortaleciéndolo contra condiciones ambientales desfavorables como la humedad, la abrasión y la corrosión. Además, su
inclusión puede ayudar a reducir la permeabilidad del concreto, lo que se traduce en una mayor durabilidad y vida útil de las estructuras construidas con este material.

Tras el análisis experimental, se determinó que la cantidad óptima de nanosílice para
lograr una resistencia a la compresión de 280 kg/cm2 es del 4.5%, junto con un contenido ideal de cemento de 7.60 sacos (cada saco pesa 42.5 kg) por metro cúbico de concreto hidráulico. Este descubrimiento fue contrastado con el requerimiento de cemento en el
diseño de mezcla sin el aditivo, que es de 12 sacos por metro cúbico, se evidenció una reducción de 4.40 sacos. Este ahorro sustancial representa una ventaja significativa al incorporar este aditivo para alcanzar la resistencia deseada.