UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE LOS ANDES FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA PROFESIONAL: DE INGENIERÍA CIVIL Tesis Influencia de la precipitación pluvial en la resistencia del concreto f’c =210 kg/cm² en las construcciones de Abancay- Apurímac, 2023 Asesor: Dr. Soto Palomino Wilfredo Autor: Quispe Chipa Celestina Para optar el Título Profesional de: Ingeniero civil Abancay – Apurímac – Perú 2024 ii iii iv Metadatos Datos del Autor Apellidos y Nombres : Quispe Chipa Celestina Tipo de Documento de Identidad : D.N.I Número de Documento de Identidad : 74764232 URL ORCID : https://orcid.org/0009-0000-6423-965X Datos del Asesor Apellidos y Nombres : Soto Palomino Wilfredo Tipo de Documento de Identidad : D.N.I Número de Documento de Identidad : 41934951 URL ORCID : https://orcid.org/0000-0001-5926-8077 Datos de Investigación Facultad : Ingeniería Escuela Profesional : Ingeniería civil Línea de Investigación : Gestión de la infraestructura para el desarrollo sostenible Rango de años en que se realizó la investigación : 1 año Fuente de Financiamiento : Financiamiento propio Porcentaje de similitud : 20% URL de OCDE : https://purl.org/pe- repo/ocde/ford#2.01.01 https://orcid.org/0009-0000-6423-965X https://orcid.org/0000-0001-5926-8077 v Dedicatoria Dedico mi tesis con todo mi corazón a mis padres, Luis Quispe Contreras e Inés Chipa Marcani, por el apoyo incondicional, que, con ejemplo de honestidad, esfuerzo y persevencia, les debo lo que hoy soy, por su consejos y lecciones de vida. Y así mismo a cada uno de mis hermanos por su constante devoción, enseñanza y sabiduría, quienes me animaron a seguir adelante y cumplir mis sueños en cada momento de mi formación profesional. También dedico a una persona muy especial para mí, David Allcca Caichihua quien estuvo ahí en el proceso de mis logros hasta llegar a la meta. CELESTINA QUISPE CHIPA vi Agradecimientos Gracias Dios por darme la sabiduría y la fuerza que me diste para alcanzar mis metas. A cada uno de los profesores de la Escuela Profesional de Ingeniería Civil de la Universidad Tecnológica de los Andes, por brindarme experiencia y conocimiento durante mi educación académica. Al Msc.Ing. Danny Daniel Saavedra Ore, quien me ha brindado experiencia y conocimiento en todo este proceso y por su apoyo incondicional, sin su ayuda nada de esto sería posible. A mí misma por el esfuerzo, dedicación y perseverancia que lo puse hasta lograr cada uno de mis objetivos. vii Resumen La finalidad de este proyecto de investigación es evaluar la influencia de la precipitación pluvial en la resistencia f’c=210kg/cm² en diferentes intensidades de lluvia (leve, moderada y fuerte) en las construcciones de Abancay. Se realizo una herramienta para la simulación de los tipos de lluvias, leve, moderada y fuerte sometidos en la edad de los 7,14,21 y 28 días con un total de 48 muestras. Los resultados del análisis de varianza (ANOVA),en la edad de los 28 días el concreto fresco, sin influencia a la precipitación pluvial llega a una resistencia de 221.08 kg/cm², superando el diseño establecido en un 5%,en una lluvia Leve llega a una resistencia de 183.04 kg/cm² disminuyendo su resistencia en un 12%,en una lluvia Moderada llega a una resistencia de 150.53 kg/cm² reduciendo su resistencia en un 28%,en una lluvia Fuerte alcanzo a una resistencia de 112.94 kg/cm², reduciendo su resistencia en 45 % de la resistencia del diseño, entonces la precipitación pluvial, si, influye en la pasta del concreto fresco. Los valores obtenidos de las pruebas de resistencia del concreto a distintas edades evidencian una relación negativa entre la intensidad de la lluvia y la resistencia del concreto. A los 7, 14, 21 y 28 días de edad, el concreto expuesto a lluvias leve, moderadas y fuertes muestra reducciones significativas en la resistencia en comparación con el concreto sin influencia de la lluvia. Palabras claves: Precipitación, Influencia, Resistencia a la compresión, Lluvia, Intensidad. viii Abstract The purpose of this research project is to evaluate the influence of rainfall on the resistance f'c=210kg/cm² in different rainfall intensities (light, moderate and heavy) in the constructions of Abancay. A tool was developed to simulate the types of rainfall, light, moderate and heavy, at the ages of 7, 14, 21 and 28 days with a total of 48 samples. The results of the analysis of variance (ANOVA), in the age of 28 days the fresh concrete, without influence to the pluvial precipitation reaches a resistance of 221.08 kg/cm², surpassing the established design in a 5%, in a light rain it reaches a resistance of 183.04 kg/cm², decreasing its resistance. 04 kg/cm² reducing its resistance by 12%, in a moderate rainfall it reaches a resistance of 150.53 kg/cm² reducing its resistance by 28%, in a heavy rainfall it reaches a resistance of 112.94 kg/cm², reducing its resistance by 45% of the design resistance, then the pluvial precipitation, yes, influences the paste of the fresh concrete. The values obtained from the concrete strength tests at different ages show a negative relationship between rainfall intensity and concrete strength. At 7, 14, 21 and 28 days of age, concrete exposed to light, moderate and heavy rainfall shows significant reductions in strength compared to concrete with no influence of rainfall. Key words: Precipitation, Influence, Compressive strength, Rainfall, Intensity. ix Índice general Portada ................................................................................................................... i Acta de sustentación ........................................................................................... ii Reporte de similitud ............................................................................................ iii Metadatos ............................................................................................................. iv Dedicatoria ............................................................................................................ v Agradecimientos ................................................................................................. vi Resumen ............................................................................................................. vii Abstract .............................................................................................................. viii Índice general ...................................................................................................... ix Índice de Tablas .................................................................................................. xi Índice de figuras ................................................................................................ xiv Índice de Anexos ............................................................................................... xvii I. Introducción .................................................................................................18 II. Planteamiento del problema ...................................................................19 2.1. Descripción y formulación del problema ..........................................19 2.2. Objetivos ...............................................................................................20 2.2.1. Objetivo general .............................................................................20 2.2.2. Objetivos Específicos ....................................................................20 2.3. Justificación e importancia .................................................................21 2.4. Hipótesis ...............................................................................................21 2.5. Variables ...............................................................................................22 III. Marco teórico ...........................................................................................23 file:///C:/Users/ADMI/Desktop/Quispe%20Chipa%20Celestina_Ingenieria%20Civil/1.TESIS%20CON%20CONTENIDO/Quispe%20Chipa%20Celestina_Ingenieria%20Civil.docx%23_Toc188955810 file:///C:/Users/ADMI/Desktop/Quispe%20Chipa%20Celestina_Ingenieria%20Civil/1.TESIS%20CON%20CONTENIDO/Quispe%20Chipa%20Celestina_Ingenieria%20Civil.docx%23_Toc188955811 file:///C:/Users/ADMI/Desktop/Quispe%20Chipa%20Celestina_Ingenieria%20Civil/1.TESIS%20CON%20CONTENIDO/Quispe%20Chipa%20Celestina_Ingenieria%20Civil.docx%23_Toc188955812 file:///C:/Users/ADMI/Desktop/Quispe%20Chipa%20Celestina_Ingenieria%20Civil/1.TESIS%20CON%20CONTENIDO/Quispe%20Chipa%20Celestina_Ingenieria%20Civil.docx%23_Toc188955813 x 3.1. Antecedentes ........................................................................................23 3.2. Bases teóricas ......................................................................................28 3.3. Definición de términos ........................................................................30 IV. Metodología ..............................................................................................32 4.1. Tipo y nivel de investigación ..............................................................32 4.2. Ámbito temporal y espacial ................................................................34 4.3. Población y muestra ............................................................................34 4.4. Instrumentos .........................................................................................36 4.5. Procedimientos ....................................................................................37 4.6. Análisis de datos ..................................................................................37 4.7. Consideraciones éticas .......................................................................37 V. Resultados y discusión ...........................................................................37 VI. Conclusiones.......................................................................................... 102 VII. Recomendaciones ................................................................................. 104 VIII. Referencias ......................................................................................... 105 IX. Anexos .................................................................................................... 108 xi Índice de Tablas Tabla 1 Dimensión de Intensidad de la lluvia ................................................................ 29 Tabla 2 Población .......................................................................................................... 34 Tabla 3 Datos de la Muestra ......................................................................................... 35 Tabla 4 Fichas de ensayo ............................................................................................. 36 Tabla 5 Dosificación de la lluvia .................................................................................... 43 Tabla 6 Relación entre VI y VD ..................................................................................... 43 Tabla 7 Pruebas del funcionamiento ............................................................................. 44 Tabla 8 Análisis granulométrico por lavado y tamizado del agregado grueso .............. 47 Tabla 9 Contenido de Humedad ..................................................................................... 50 Tabla 10 Peso unitario suelto y vacíos del agregado grueso ....................................... 51 Tabla 11 Peso unitario varillado y vacíos del agregado grueso ................................... 52 Tabla 12 Peso específico y absorción del agregado grueso ........................................ 53 Tabla 13 Análisis granulométrico por lavado y tamizado de arena fina ........................ 56 Tabla 14 Contenido de humedad del agregado fino ..................................................... 58 Tabla 15 Peso unitario suelto y vacíos del agregado fino ............................................. 59 Tabla 16 Peso unitario varillado y vacíos del agregado ................................................ 60 Tabla 17 Gravedad específica y absorción del agregado grueso ................................ 61 Tabla 18 Resumen de los ensayos ............................................................................... 62 Tabla 19 Características de los agregados .................................................................... 63 Tabla 20 Proporcionamiento del diseño ........................................................................ 66 Tabla 21 Resultados del laboratorio de la rotura de briquetas en la edad de los 7 días en 15 min,30min y 45 min ............................................................................................... 74 Tabla 22 Resultados del laboratorio de la rotura de briquetas en la edad de los 14 días en 15 min,30 min y 45 min .............................................................................................. 76 Tabla 23 Resultados del laboratorio de la rotura de briquetas en la edad de los 21 días en 15 min,30min y 45 min ............................................................................................... 78 xii Tabla 24 Resultados del laboratorio de la rotura de briquetas en la edad de los 28 días en 15 min,30 min y 45 min .............................................................................................. 80 Tabla 25 Comparación de promedios de la resistencia a compresión con influencia y sin influencia ......................................................................................................................... 82 Tabla 26 Datos y estadísticos principales de la resistencia a la edad de 7 días(kg/cm²) del concreto bajo la influencia de niveles de lluvia ......................................................... 84 Tabla 27 Análisis de varianza de los promedios de la Resistencia a la edad de 7 días (kg/cm²) del concreto bajo la influencia de niveles de lluvia........................................... 85 Tabla 28 Comparación múltiple de Tukey de los promedios de la Resistencia a la edad de 7 días (kg/cm²) del concreto bajo la influencia de niveles de lluvia .......................... 86 Tabla 29 Datos estadísticos principales de la Resistencia a la edad de 14 días (kg/cm²) del concreto bajo la influencia de niveles de lluvia ......................................................... 87 Tabla 30 Análisis de varianza de los promedios de la Resistencia a la edad de 14 días (kg/cm²) del concreto bajo la influencia de niveles de lluvia........................................... 89 Tabla 31 Comparación múltiple de Tukey de los promedios de la Resistencia a la edad de 14 días (kg/cm²) del concreto bajo la influencia de niveles de lluvia ........................ 89 Tabla 32 Datos estadísticos principales de la Resistencia a la edad de 21 días (kg/cm²) del concreto bajo la influencia de niveles de lluvia ......................................................... 91 Tabla 33 Análisis de varianza de los promedios de la Resistencia a la edad de 21 días (kg/cm²) del concreto bajo la influencia de niveles de lluvia........................................... 92 Tabla 34 Comparación múltiple de Tukey de los promedios de la Resistencia a la edad de 21 días (kg/cm²) del concreto bajo la influencia de niveles de lluvia ........................ 93 Tabla 35 Datos y estadísticos principales de la Resistencia a la edad de 28 días (kg/cm²) del concreto bajo la influencia de niveles de lluvia ......................................................... 94 Tabla 36 Análisis de varianza de los promedios de la Resistencia a la edad de 28 días (kg/cm²) del concreto bajo la influencia de niveles de lluvia........................................... 95 Tabla 37 Comparación múltiple de Tukey de los promedios de la Resistencia a la edad de 28 días (kg/cm²) del concreto bajo la influencia de niveles de lluvia ........................ 96 xiii Tabla 38 Análisis de varianza de la regresión lineal: Intensidad de lluvia y resistencia del concreto f'c=210 en las construcciones de Abancay ................................................ 99 Tabla 39 Resultados del análisis de regresión lineal entre la Intensidad de lluvia y resistencia del concreto f'c=210 en las construcciones de Abancay ...........................100 xiv Índice de figuras Figura 1 Flujograma de procedimiento experimental ..................................................... 33 Figura 2 Simulador Portátil en AUTOCAT ..................................................................... 38 Figura 3 Fabricación y elaboración del tanque de almacenamiento de agua ............... 39 Figura 4 Plancha metálica para colocar las agujas cat................................................. 39 Figura 5 Estructura de apoyo del simulador de lluvia y colocado de la plancha .......... 40 Figura 6 Simulador Portátil ............................................................................................ 40 Figura 7 Muestreo del agregado de la cantera Murillo .................................................. 45 Figura 8 Análisis granulométrico ................................................................................... 46 Figura 9 Ensayo de Análisis granulométrico .................................................................. 46 Figura 10 Curva granulométrica del agregado grueso ................................................. 47 Figura 11 Contenido de húmedad ................................................................................ 48 Figura 12 Ensayo de contenido de humedad ............................................................... 49 Figura 13 Peso unitario suelto, compactado y vacíos del agregado grue so ................ 50 Figura 14 Peso específico, gravedad especifica y absorción del agregado ................ 53 Figura 15 Muestreo del agregado fino ........................................................................... 54 Figura 16 Análisis granulométrico por Tamizado MTC E204-2016 ............................. 55 Figura 17 Curva granulométrico del agregado fino ....................................................... 56 Figura 18 Contenido de humedad ................................................................................. 57 Figura 19 Diseño de Mezcla ......................................................................................... 67 Figura 20 Moldes de briquetas ....................................................................................... 68 Figura 21 Moldes con mezcla de concreto ................................................................... 68 Figura 22 Probetas de concreto terminadas de elaborar ............................................. 69 Figura 23 Simulador artificial de lluvia, en proceso de funcionamiento ........................ 69 Figura 24 Moldes de briquetas con mezcla de concreto sometidos al simulador portátil en tiempos de 15 min,30min y 45 min ............................................................................ 70 Figura 25 Proceso de desmoldación de las briquetas después de 24 horas .............. 71 file:///C:/Users/ADMI/Desktop/Quispe%20Chipa%20Celestina_Ingenieria%20Civil..docx%23_Toc187593789 file:///C:/Users/ADMI/Desktop/Quispe%20Chipa%20Celestina_Ingenieria%20Civil..docx%23_Toc187593790 file:///C:/Users/ADMI/Desktop/Quispe%20Chipa%20Celestina_Ingenieria%20Civil..docx%23_Toc187593791 file:///C:/Users/ADMI/Desktop/Quispe%20Chipa%20Celestina_Ingenieria%20Civil..docx%23_Toc187593792 file:///C:/Users/ADMI/Desktop/Quispe%20Chipa%20Celestina_Ingenieria%20Civil..docx%23_Toc187593793 file:///C:/Users/ADMI/Desktop/Quispe%20Chipa%20Celestina_Ingenieria%20Civil..docx%23_Toc187593794 file:///C:/Users/ADMI/Desktop/Quispe%20Chipa%20Celestina_Ingenieria%20Civil..docx%23_Toc187593795 file:///C:/Users/ADMI/Desktop/Quispe%20Chipa%20Celestina_Ingenieria%20Civil..docx%23_Toc187593796 file:///C:/Users/ADMI/Desktop/Quispe%20Chipa%20Celestina_Ingenieria%20Civil..docx%23_Toc187593797 file:///C:/Users/ADMI/Desktop/Quispe%20Chipa%20Celestina_Ingenieria%20Civil..docx%23_Toc187593798 file:///C:/Users/ADMI/Desktop/Quispe%20Chipa%20Celestina_Ingenieria%20Civil..docx%23_Toc187593799 file:///C:/Users/ADMI/Desktop/Quispe%20Chipa%20Celestina_Ingenieria%20Civil..docx%23_Toc187593800 file:///C:/Users/ADMI/Desktop/Quispe%20Chipa%20Celestina_Ingenieria%20Civil..docx%23_Toc187593801 file:///C:/Users/ADMI/Desktop/Quispe%20Chipa%20Celestina_Ingenieria%20Civil..docx%23_Toc187593802 file:///C:/Users/ADMI/Desktop/Quispe%20Chipa%20Celestina_Ingenieria%20Civil..docx%23_Toc187593803 file:///C:/Users/ADMI/Desktop/Quispe%20Chipa%20Celestina_Ingenieria%20Civil..docx%23_Toc187593804 file:///C:/Users/ADMI/Desktop/Quispe%20Chipa%20Celestina_Ingenieria%20Civil..docx%23_Toc187593805 file:///C:/Users/ADMI/Desktop/Quispe%20Chipa%20Celestina_Ingenieria%20Civil..docx%23_Toc187593806 file:///C:/Users/ADMI/Desktop/Quispe%20Chipa%20Celestina_Ingenieria%20Civil..docx%23_Toc187593807 file:///C:/Users/ADMI/Desktop/Quispe%20Chipa%20Celestina_Ingenieria%20Civil..docx%23_Toc187593808 file:///C:/Users/ADMI/Desktop/Quispe%20Chipa%20Celestina_Ingenieria%20Civil..docx%23_Toc187593809 file:///C:/Users/ADMI/Desktop/Quispe%20Chipa%20Celestina_Ingenieria%20Civil..docx%23_Toc187593810 file:///C:/Users/ADMI/Desktop/Quispe%20Chipa%20Celestina_Ingenieria%20Civil..docx%23_Toc187593811 file:///C:/Users/ADMI/Desktop/Quispe%20Chipa%20Celestina_Ingenieria%20Civil..docx%23_Toc187593812 file:///C:/Users/ADMI/Desktop/Quispe%20Chipa%20Celestina_Ingenieria%20Civil..docx%23_Toc187593812 file:///C:/Users/ADMI/Desktop/Quispe%20Chipa%20Celestina_Ingenieria%20Civil..docx%23_Toc187593813 xv Figura 26 Proceso del curado de probetas después del desencofrado de los moldes en un tiempo de 24 horas ..................................................................................................... 71 Figura 27 Prueba de resistencia a la compresión del hormigón .................................. 72 Figura 28 Proceso de rotura de briquetas en la maquina a compresión ....................... 73 Figura 29 Resultado de la resistencia a la compresión en la edad de los 7 días ........ 75 Figura 30 Resultados de barras de la resistencia a compresión en la edad de los 7dias. . ....................................................................................................................................... 75 Figura 31 Resultado de la resistencia a compresión en los 14 días ............................ 77 Figura 32 Resultados en barras de la resistencia a compresión en la edad de los 14 días .................................................................................................................................. 77 Figura 33 Resultados de la resistencia a compresión en los 21 días .......................... 79 Figura 34 Resultados en barras de la resistencia a compresión en la edad de los 21 días .................................................................................................................................. 79 Figura 35 Resultados de la resistencia a compresión en los 28 días .......................... 81 Figura 36 Resultados en barras de la resistencia a compresión en la edad de los 28 días .................................................................................................................................. 81 Figura 37 Gráfico de comparación de la resistencia a compresión de los 7,14,21 y 28 días .................................................................................................................................. 82 Figura 38 Promedios de la Resistencia a la edad de 7 días (kg/cm²) del concreto bajo la influencia de niveles de lluvia ...................................................................................... 85 Figura 39 Promedios de la Resistencia a la edad de 14 días (kg/cm²) del concreto bajo la influencia de niveles de lluvia ...................................................................................... 88 Figura 40 Promedios de la Resistencia a la edad de 21 días (kg/cm²) del concreto bajo la influencia de niveles de lluvia ...................................................................................... 92 Figura 41 Promedios de la Resistencia a la edad de 28 días (kg/cm²) del concreto bajo la influencia de niveles de lluvia ...................................................................................... 95 Figura 42 Resistencia del concreto f’c=210 a diferentes edades (7, 14, 21 y 28 días) . ....................................................................................................................................... 97 file:///C:/Users/ADMI/Desktop/Quispe%20Chipa%20Celestina_Ingenieria%20Civil..docx%23_Toc187593814 file:///C:/Users/ADMI/Desktop/Quispe%20Chipa%20Celestina_Ingenieria%20Civil..docx%23_Toc187593814 file:///C:/Users/ADMI/Desktop/Quispe%20Chipa%20Celestina_Ingenieria%20Civil..docx%23_Toc187593815 file:///C:/Users/ADMI/Desktop/Quispe%20Chipa%20Celestina_Ingenieria%20Civil..docx%23_Toc187593816 file:///C:/Users/ADMI/Desktop/Quispe%20Chipa%20Celestina_Ingenieria%20Civil..docx%23_Toc187593817 file:///C:/Users/ADMI/Desktop/Quispe%20Chipa%20Celestina_Ingenieria%20Civil..docx%23_Toc187593818 file:///C:/Users/ADMI/Desktop/Quispe%20Chipa%20Celestina_Ingenieria%20Civil..docx%23_Toc187593818 file:///C:/Users/ADMI/Desktop/Quispe%20Chipa%20Celestina_Ingenieria%20Civil..docx%23_Toc187593819 file:///C:/Users/ADMI/Desktop/Quispe%20Chipa%20Celestina_Ingenieria%20Civil..docx%23_Toc187593820 file:///C:/Users/ADMI/Desktop/Quispe%20Chipa%20Celestina_Ingenieria%20Civil..docx%23_Toc187593820 file:///C:/Users/ADMI/Desktop/Quispe%20Chipa%20Celestina_Ingenieria%20Civil..docx%23_Toc187593821 file:///C:/Users/ADMI/Desktop/Quispe%20Chipa%20Celestina_Ingenieria%20Civil..docx%23_Toc187593822 file:///C:/Users/ADMI/Desktop/Quispe%20Chipa%20Celestina_Ingenieria%20Civil..docx%23_Toc187593822 file:///C:/Users/ADMI/Desktop/Quispe%20Chipa%20Celestina_Ingenieria%20Civil..docx%23_Toc187593823 file:///C:/Users/ADMI/Desktop/Quispe%20Chipa%20Celestina_Ingenieria%20Civil..docx%23_Toc187593824 file:///C:/Users/ADMI/Desktop/Quispe%20Chipa%20Celestina_Ingenieria%20Civil..docx%23_Toc187593824 file:///C:/Users/ADMI/Desktop/Quispe%20Chipa%20Celestina_Ingenieria%20Civil..docx%23_Toc187593825 file:///C:/Users/ADMI/Desktop/Quispe%20Chipa%20Celestina_Ingenieria%20Civil..docx%23_Toc187593825 file:///C:/Users/ADMI/Desktop/Quispe%20Chipa%20Celestina_Ingenieria%20Civil..docx%23_Toc187593826 file:///C:/Users/ADMI/Desktop/Quispe%20Chipa%20Celestina_Ingenieria%20Civil..docx%23_Toc187593826 file:///C:/Users/ADMI/Desktop/Quispe%20Chipa%20Celestina_Ingenieria%20Civil..docx%23_Toc187593828 file:///C:/Users/ADMI/Desktop/Quispe%20Chipa%20Celestina_Ingenieria%20Civil..docx%23_Toc187593828 file:///C:/Users/ADMI/Desktop/Quispe%20Chipa%20Celestina_Ingenieria%20Civil..docx%23_Toc187593829 file:///C:/Users/ADMI/Desktop/Quispe%20Chipa%20Celestina_Ingenieria%20Civil..docx%23_Toc187593829 file:///C:/Users/ADMI/Desktop/Quispe%20Chipa%20Celestina_Ingenieria%20Civil..docx%23_Toc187593830 file:///C:/Users/ADMI/Desktop/Quispe%20Chipa%20Celestina_Ingenieria%20Civil..docx%23_Toc187593830 xvi Figura 43 Representación gráfica de la regresión lineal de Intensidad de lluvia frente a la resistencia a la compresión del concreto a una edad de 28 días en las construcciones de Abancay ......................................................................................................................99 file:///C:/Users/ADMI/Desktop/Quispe%20Chipa%20Celestina_Ingenieria%20Civil..docx%23_Toc187593831 file:///C:/Users/ADMI/Desktop/Quispe%20Chipa%20Celestina_Ingenieria%20Civil..docx%23_Toc187593831 file:///C:/Users/ADMI/Desktop/Quispe%20Chipa%20Celestina_Ingenieria%20Civil..docx%23_Toc187593831 xvii Índice de Anexos Anexo 1.Matriz de Consistencia ................................................................................... 109 Anexo 2. Matriz de Operacionalización de variables ................................................... 110 Anexo 3.Certificado de Calibración SMF – 020 -2023 ................................................ 111 Anexo 4.Resultado de estudio de Agregados.............................................................. 111 Anexo 5.Resultado de rotura de Probetas ................................................................... 111 Anexo 6.Panel Fotográfico ........................................................................................... 111 file:///C:/Users/ADMI/Desktop/Quispe%20Chipa%20Celestina_Ingenieria%20Civil/1.TESIS%20CON%20CONTENIDO/Quispe%20Chipa%20Celestina_Ingenieria%20Civil.docx%23_Toc188957180 file:///C:/Users/ADMI/Desktop/Quispe%20Chipa%20Celestina_Ingenieria%20Civil/1.TESIS%20CON%20CONTENIDO/Quispe%20Chipa%20Celestina_Ingenieria%20Civil.docx%23_Toc188957181 file:///C:/Users/ADMI/Desktop/Quispe%20Chipa%20Celestina_Ingenieria%20Civil/1.TESIS%20CON%20CONTENIDO/Quispe%20Chipa%20Celestina_Ingenieria%20Civil.docx%23_Toc188957182 file:///C:/Users/ADMI/Desktop/Quispe%20Chipa%20Celestina_Ingenieria%20Civil/1.TESIS%20CON%20CONTENIDO/Quispe%20Chipa%20Celestina_Ingenieria%20Civil.docx%23_Toc188957183 18 I. Introducción Este proyecto de investigación “Influencia de la precipitación pluvial en la resistencia del concreto f’c =210 kg/cm², en las construcciones de Abancay- Apurímac ,2023”, el cual surge de la siguiente pregunta ¿Cómo Influye la precipitación pluvial en la resistencia del concreto f’c=210 kg/cm² en las construcciones de Abancay, Apurimac,2023?.Se fijó como objetivo general evaluar la influencia de la precipitación pluvial en la resistencia f’c=210kg/cm² en las construcciones de Abancay - Apurimac,2023. La importancia de este estudio de investigación, es demostrar la influencia que produce la lluvia en el concreto fresco en las construcciones de Abancay. Es por ello que este estudio de investigación se realizó de manera experimental a los 7 días, 14 días, 21 días y 28 días en el concreto fresco. Este proyecto de investigación es inédito debido a que se cuentan con pocos estudios de investigación que evalúen la influencia de la lluvia en las construcciones de cualquier tipo de obra, y tienen pocas investigaciones en el Perú. En Abancay es importante y fundamental realizar esta investigación que permitirá proponer nuevos procesos constructivos durante la temporada de lluvias en los meses de febrero-marzo. Se analizo la influencia de la lluvia en tiempos diferentes en la mezcla fresca del concreto para las construcciones de Abancay utilizando un simulador portátil de lluvias que fueron sometidos moldes de briquetas en diferentes tipos de lluvias, leve, moderada y fuerte y es así como se obtuvo los resultados de su resistencia en el laboratorio 19 II. Planteamiento del problema 2.1. Descripción y formulación del problema Bélgica, Holanda, Luxemburgo, Suiza y Australia, el Servicio Meteorológico Nacional de Alemania (SENAMHI), informo que, durante el año 2021, la época de lluvia de enero a marzo se tiene un promedio de 100 y 150 mm de intensidad durante 24 horas, causando daños estructurales, pérdidas en la agricultura e inundaciones de viviendas. (Perez, 2016), así mismo en Sudamérica, Argentina, sur de Chile y norte de Perú, las lluvias han sido fuertes en febrero y marzo, producto del fenómeno del Niño Costero . Según ONU (2022), las lluvias han aumentado en el Perú debido al calentamiento global. Estos incrementos de lluvia se han concentrado en febrero y marzo (SENAMHI 2022), p.20.En Tumbes, Piura, Lambayeque y La Libertad las lluvias fueron intensas durante el mes de febrero a marzo con un promedio de 100 mm de precipitación pluvial, produciendo reportes de derrumbes, deslizamientos de tierra e inundaciones, que causo pérdida de vidas humanas y daños graves de infraestructura e incluso daños irreparables en los centros Arqueológico, por ejemplo, el derrumbe del complejo arqueológico Kuelap en la región Amazonas. (SENAMHI 2022) Las lluvias en Abancay inician en el mes de setiembre, sin embargo, en los meses de enero y febrero caen con mayor frecuencia de intensidad de 207mm de lluvia mensual, según (SENAMHI 2023). Al mismo tiempo SINDAPAR (2022), indica que las precipitaciones pluviales que se presentaron en Abancay el 29 de diciembre de 2021, a las 05:00 horas produjo un deslizamiento causando daños a las viviendas en la comunidad de Umaccata provocando que 25 familias sean danificadas. El hormigón se usa comúnmente en el proceso constructivo debido a su rápida y fácil producción, alta eficiencia, trabajabilidad, las propiedades mecánicas de este 20 concreto se ven afectadas por la lluvia en las etapas de fraguado y final. (Orozco, Ávila, Respeto y Parodia, 2018). La mezcla de hormigón es el material más utilizado en la construcción porque es rápido, fácil producción y trabajabilidad. Las propiedades del hormigón fresco se ven afectadas por la lluvia en la fase del fraguado. (Orozco,Avila,Respetro y Parodia, 2018). Por lo tanto, en Abancay, debido a la intensidad de las fuertes lluvias de febrero- marzo, las obras de construcción no se realizan con mucha frecuencia, lo que provoca un retraso del 25 % en la construcción y ocasiona una paralización de obra. 2.1.1. Problema general ¿Cómo influye la precipitación pluvial en la resistencia del concreto f’c=210 kg/cm² en las construcciones de Abancay, Apurímac, 2023? 2.1.2. Problemas específicos a) ¿Cómo influye la precipitación pluvial de intensidad leve en la resistencia f’c=210 kg/cm² en las construcciones de Abancay, Apurímac, 2023? b) ¿Cómo influye la precipitación pluvial de intensidad moderada en la resistencia f`c=210 kg/cm² en las construcciones de Abancay, Apurímac, 2023? c) ¿Cómo influye la precipitación pluvial de intensidad fuerte en la resistencia f`c=210 kg/ cm² en las construcciones de Abancay, Apurímac, 2023? 2.2. Objetivos 2.2.1. Objetivo general Evaluar la influencia de la precipitación pluvial en la resistencia f’c=210kg/cm² en las construcciones de Abancay-Apurimac,2023. 2.2.2. Objetivos Específicos ▪ Determinar la influencia de intensidad leve de la precipitación pluvial en la resistencia f’c=210kg/cm² en las construcciones de Abancay-Apurímac, 2024 21 ▪ Determinar la influencia de intensidad moderada de la precipitación pluvial en la resistencia f’c=210kg/cm² en las construcciones de Abancay-Apurímac, 2023. ▪ Determinar la influencia de intensidad fuerte de la precipitación pluvial en la resistencia f’c=210kg/cm² en las construcciones de Abancay-Apurímac, 2023. 2.3. Justificación e importancia Actualmente los proyectos que se ejecutan en la cuidad de Abancay, evitan realizar el colado o vaceado del concreto en temporadas de lluvias (es decir dentro de los meses de febrero a marzo), debido a que, la lluvia es un problema frente al concreto que llega a generar un retraso de un 25% en el avance físico de las obras. La importancia de este estudio de investigación, es demostrar la influencia que produce la lluvia en el concreto fresco en las construcciones de Abancay. Es por ello que este estudio de investigación se realizó de manera experimental a los 7 días, 14 días, 21 días y 28 días en el estado fresco del concreto. Este proyecto de investigación es inédito debido a que se cuentan con pocos estudios de investigación que evalúen la influencia de la lluvia en las construcciones de cualquier tipo de obra, y tienen pocas investigaciones en el Perú. En Abancay es importante y fundamental realizar esta investigación que permita proponer nuevos procesos constructivos en la temporada de lluvias en febrero-marzo. Lo novedoso en este proyecto de investigación, demuestra la influencia de la lluvia, tomando en cuenta su intensidad, duración y frecuencia que afectaría la resistencia del concreto expuestas mediante un simulador de lluvia a muestras en probetas cilíndricas de aluminio. 2.4. Hipótesis 2.4.1. Hipótesis general 22 La precipitación pluvial influye significativamente en la resistencia f’c=210kg/cm² en las construcciones de Abancay, Apurimac,2023. 2.4.2. Hipótesis específicas a) La intensidad Leve de la precipitación pluvial influye significativamente en la resistencia f’c=210kg/cm² en las construcciones de Abancay, Apurímac, 2023. b) La intensidad Moderada de la precipitación pluvial influye significativamente en la resistencia f’c=210kg/cm² en las construcciones de Abancay, Apurímac, 2023. c) La intensidad Fuerte de la precipitación pluvial influye significativamente en la resistencia f’c=210kg/cm²en las construcciones de Abancay, Apurímac, 2023. 2.5. Variables 2.5.1. Variable Independiente ✓ Precipitación Pluvial 2.5.2. Variable Dependiente ✓ Resistencia del concreto 23 III. Marco teórico 3.1. Antecedentes 3.1.1. A nivel Internacional Elamary et al (2015) , investigaron las propiedades del hormigón bajo lluvia, como objetivo investigar la fuerza compresiva del hormigón fresco utilizando un método experimental para descubrir el efecto de la duración de la lluvia en el concreto fresco para determinar la resistencia y ver sus propiedades del concreto, la mezcla de concreto fue esparcida y vertida en cubetas estándar de 150*150*150 mm utilizando método deductivo con orientación aplicada y enfoque cuantitativo, se utilizó población de 72 muestras de concreto, se tomó una muestra representativa de 4 muestras de cubos de concreto para llevar a cabo simulación, en 4 momentos diferentes 15m, 30m, 45m y 60m al comienzo de la lluvia y después de un diluvio. y finalmente concluyo que la lluvia afecta la fuerza compresiva del hormigón fresco y reduce su resistencia del 10% al 30% debido a la lluvia. Yang et al.(2010),presentaron, el efecto de la lluvia en la construcción RCC,el efecto de la lluvia en la construcción de RCC tiene como objetivo estudiar la cantidad de lluvia en las propiedades mecánicas de la edificación, mediante un método descriptivo, inductivo, la mezcla de concreto fue esparcida y vertida con cubetas estándar de 150*150*150 mm,utilizando el método deductivo, orientación aplicada y enfoque cuantitativo, se realizó una prueba experimental con 60 probetas cilíndricas sumergidas en lluvia durante 7 días, 14 días, 21 días y 28 días y se concluyó cuando la cantidad de la lluvia es menor a 2,6 mm/h demuestra que no afecta la capacidad de rodadura, la hermeticidad y la fuerza de adherencia de la estructura, mientras que si supera los 2,6, menos de 5 mm/h puede reducir la contenido de agua y para garantizar la calidad de la construcción, los estudios demuestran que la reducción de la humedad aumenta la 24 potencia y la frecuencia de laminado, garantizando la adherencia a una intensidad de precipitación de 5 - 8 mm/h. Medina (2018),presento la incorporación de la precipitación pluvial en el desempeño del hormigón como aporte a la construcción, señalo la finalidad de diseñar mezclas de concreto con agua de lluvia para que se pueda ver y determinar su fuerza compresiva por el manera experimental para comprobar, como afecta el agua de lluvia a las propiedades del concreto y si su uso es recomendable en la construcción, durante el proyecto de mezcla se reemplazó el agua por agua de lluvia utilizando un método inductivo aplicada y método cuantitativo, teniendo como población 4 muestras donde indico que el agua de la lluvia cambio las propiedades del concreto, finalmente, después de mezclar el hormigón con una porción de agua de la lluvia , concluyo que el agua de lluvia afecta la mezcla y disminuye la fuerza compresiva, debido a que la lluvia contiene óxidos de nitrógeno y óxidos de azufre, lo que hace que esta cambie sus propiedades Sanchez y Gutierrez (2018) presentaron el efecto de la precipitación pluvial en la fuerza compresiva del concreto su objetivo es de analizar las consecuencias del aguas de lluvia en las propiedades del concreto, en Soacha, se realizó el factor de resistencia del concreto para verificar si la precipitación pluvial altera o no dentro de las propiedades, utilizó el método cuantitativo de manera experimental, realizados en el laboratorio con una muestra de 45 cilindros de la precipitación pluvial y 18 de agua potable, es así como llego a concluir después de los resultados que obtuvo ,indica que la resistencia de la mezcla con el agua tratada llega a fuerza de 210 kg/cm², en cambio al utilizar el agua de las lluvias llega a una fuerza de 180 kg/cm², y tiene una gran diferencia y recomienda elabora con el agua tratada. 25 Galindo (2018), presentaron la consecuencia de la integración de agua de la precipitación pluvial en la Resistencia para losas , su objetivo es calcular la solución del manejo y usos de agua de lluvia recolectada de la industria para el lugar de Bogotá ,utilizando el método cuantitativo, tipo explicativo y estudio aplicado experimental, demostrando los respuestas de las propiedades mecánicas en laboratorio según a las especificaciones y normas de Colombia NTC, donde se fabrican los cilindros mediante ensayo correspondientes, se utilizó 35 muestras con agua limpia y 35 con agua de la lluvia , y es así donde hace una diferencia y concluye que si la proporción de las precipitaciones pluviales afectan a la resistencia en las losas , debido a que las lluvias contienes ácidos, que dañan a la estructura. Respetro (2018), presenta una mezcla de hormigón a base de agua de lluvia, cuyo objetivo es diseñar una mezcla de hormigón simple a base de agua de lluvia, y de tal manera determinar el efecto que causa en sus propiedades físicas y mecánicas del hormigón, para placas iluminadas mediante un método cuantitativo de forma experimental que da como resultado: comparación de la resistencia obtenida con agua de lluvia y agua potable y finalizo que el hormigón expuesto a la lluvia debilita el cemento, aumentando la permeabilidad y la exudación. Kaleta yJoruwki (2020),presentó las consecuencias de la lluvia en las características del hormigón, donde el objetivo indica el estudio de las propiedades de la pasta de concreto fresco (viscosidad, contenido de aire, densidad) y las propiedades del hormigón endurecido (densidad, agua). Absorción del agua bajo fuerza, resistencia a la compresión, es así como se investigó la consecuencia de la duración de la lluvia sobre las propiedades de fuerza compresiva del hormigón, la pasta de hormigón y se vació en cubos estándar de 150 * 150 * 150 mm por método deductivo cuantitativo, con una cantidad de 60 partículas de concreto, se tomó una porción representativa de 5 cubos de concreto para realizar la simulación en 3 tiempos diferentes a 15 m, 30 m y 26 distancia. 45 m al comienzo de la lluvia y después de la lluvia. y finalmente concluyo que la lluvia afecta la fuerza compresiva del hormigón fresco y reduce su durabilidad y en el estado endurecido daña a la infraestructura ocasionando patologías estructurales. Ambroziak y Ziolkowski (2020), presentaron la fuerza compresiva en los de lluvia, durante el proceso de colocación, fijo como objetivo de determinar la fuerza compresiva del concreto endurecido, teniendo en cuenta la variación diaria de la precipitación a través de un método experimental, para determinar cómo la lluvia afecta la durabilidad del concreto endurecido, utilizando el método deductivo, dé manera aplicada, y de forma cuantitativa, mientras que la población es 72 muestras de concreto, como muestra representativa se tomó 4 cubos de concreto para realizar la simulación en 3 tiempos diferentes en 15 m, 30m ,45 m al inicio de la lluvia y de la colada ,y es así como finalmente concluyo que las fuertes lluvias afectan la fuerza compresiva del concreto endurecido. Syintsoy ,Shchesnayk ,Galishnikova & Fediuk, (2020), estudiaron las propiedades mecánicas del hormigón después de la lluvia, el objetivo es estudiar el endurecimiento del concreto bajo las temperaturas de -5ºC, por el método experimental utilizando materiales como cemento Pórtland, áridos para determinar una resistencia de 19.6 MPa,las muestras se moldearon en cubos de 100 x 100 x 100 mm, las muestras mínimas en cada prueba son de 5 muestras, en cambio los que no contienen lluvia son de 4 cubos para cada formulación. Fueron producidos en 324. 11, donde se aplicó en un clima de lluvioso a 5ºC a 7ºC, en el periodo de 7dias,14 días ,21 días y 28 días después del curado. Los valores medios de la fuerza compresiva obtenidos tras 7, 14 y 28 días fueron de 5,3 MPa, 5,9 MPa, 12,4 MPa y 18,8MPa y finalmente concluye que el hormigón en climas cálidos y lluvioso la resistencia, aumenta su intensidad a 26.5%,45.9%,99%. 27 3.1.2. A nivel nacional Quispe (2018),demostró que los efectos de la lluvia sobre la mezcla del concreto para determinar su propiedad en el estado endurecido y analizar la consecuencia de la lluvia en la fuerza compresiva del concreto, utilizando la metodología científica descriptiva y de manera aplicada, como muestras tuvo el promedio del peso unitario de la mezcla de hormigón, el asentamiento que es de 4.60 pulgadas en los 28 días la fuerza compresiva que tiene como 350.35 kg/cm² y después se concluyó que las aguas de la lluvias alteran a la resistencia a la compresión, influye debido a que contiene ácidos. Grados (2018), introduzco los sulfatos de precipitación de lluvias en la fuerza compresiva del hormigón ,cuyo objetivo es revelar el efecto de los sulfatos de precipitación en la durabilidad del concreto, la investigación se desarrolla a través de un método descriptivo, inductivo, la investigación se realiza de forma experimental, con una población de 60 muestras de probetas cilíndricas expuestas a la lluvia para determinar la durabilidad 7 días, 14 días, 21 días y 28 días, fuerza de la estructura de hormigón 210 kg/cm² da una fuerza de un promedio de 256.21 kg/cm², luego del tratamiento con sulfato al 50% por un tiempo de exposición de 30 días, su fuerza media es de 180.50 kg/cm², donde la disminuye la fuerza y es 82.36 kg/cm², la fuerza abrasiva calculada del hormigón 100% al sulfato en el mismo periodo es el mismo, dando a este último una fuerza abrasiva de un valor de 145.60 kg/cm², dando que existe una desigualdad en el desperdicio de resistencia de 90.50 kg/cm², y finalmente concluyo que la pérdida de resistencia promedio del concreto se vio afectada en 210 kg/cm² el intermediado de sulfato al 50% es de 71.95 kg/cm²,lo cual disminuyó la fuerza abrasiva en el valor del hormigón afectando al 100% fue de 87.48 kg/cm². 28 Rojas (2020), presento la causa de la temperatura de la lluvia en el vaceado de la mezcla de hormigón, da a conocer los efectos de los climas durante el proceso del curado en la fuerza compresiva del hormigón 𝑓′𝑐 = 210 kg/cm², de manera experimental cuantitativo con una muestra representativa que son sometidos a temperaturas controladas de 10ºC,20ºC,30ºC y50ºC, en las edades de 7,14,21 y 28 días y es así que se pretende evaluar su desarrollo y mejora. En cada año de mejora, se analizaron 3 muestras en cada prueba para tener un conjunto de valores que permitieran un promedio representativo de los resultados. 3.1.3. A nivel local Carece de información, dentro de la región y local referidos al título de investigación, debido que es un tema poco investigado, lo que dificulta la realización del trabajo. 3.2. Bases teóricas 3.2.1. Precipitación pluvial La precipitación son gotas de agua acumulada en la nube de la atmósfera y son vertida al suelo en su mayoría en forma líquida (lluvia) o sólida (hielo). La lluvia es parte del ciclo hidrológico, que determina como interactúa el agua en la atmosfera. Vásquez (2020). Formas de la precipitación Villon (2002), indica cinco formas de precipitación: i) Llovizna entre 0.1 y 0.5 mm, ii) Lluvia más de 0,5 mm, iii) Escarcha vi) Nieve v) granizo. Las 2 primeras se define por su diámetro de gotas, mientras que la escarcha es hielo que tiene aire atrapado, en cambio la nevada son cristales blancos translucidos y el Granizo son círculos de gotas de lluvia. Perez (2015), indica que la intensidad, transcurre en un determinado tiempo (mm/hr). 29 Dimensiones de la intensidad Según Blanco (2016) define las dimensiones de la precipitación en tres categorías: Tabla 1 Dimensión de Intensidad de la lluvia Ítems Intensidad Descripción Rango 1 Leve Se considera como lluvia leve 1.5 mm/h a 2.5 mm/h 2 Moderada Se considera como lluvia moderada 2.5 mm/h a 5 mm/h 3 Fuerte Se considera como lluvia fuerte 5 mm/h a 14 mm/h Nota. En la tabla N°2 se evidencia las dimensiones de intensidad de la lluvia Fuente: Blanco (2016), las dimensiones de las precipitaciones pluviales. Duración Perez (2015), indica que es un intervalo del inicio hasta final de una cantidad de precipitación pluvial en minutos y/u horas. Frecuencia Perez (2015),indica que es el número de repeticiones de precipitación de una intensidad y duración. Tiempo de concentración Es el periodo se va calcular la concentración de la lluvia en mm/h (RNE, Tiempo de concentracion de la precipitacion pluvial, 2016),cuando inicia la lluvia durante la precipitación pluvial Carmina y Bejar (2015),p.1- 86 Pluviómetro El pluviómetro es el instrumento que se encarga de registrar la cantidad de caída de agua en un periodo de tiempo determinado, lo cual permite determinar la caída de la lluvia, es así como da a conocer el tiempo de inicio y finalización de las precipitaciones pluviales. Breña , Jacobo,Acuña y Robles (2015). 30 Concreto Villalpando, (2001), afirma que es la mezcla de la combinación de (cemento, grava, arena y agua) para conseguir la resistencia (p.11) Diseño de mezcla Pasquel (1998), afirma que el hormigón es la mezcla del cemento, áridos, agua, aditivos (p.13). A continuación de define de la siguiente manera: a) Cemento: según él RNE (2019), define el cemento como un elemento en partícula conforma parte de una mezcla. b) Agregados: Según indica la (NTP 400.011,2008), los agregados son un grupo de partículas naturales o artificiales que son procesadas o modificadas y con medidas dentro de los parámetros (p. 2). así también (ICG), define que los agregados que en concreto contribuyen entre 62% a 78%. c) Agua: El agua en el concreto afecta a la durabilidad y trabajabilidad Así mismo el agua es un líquido indispensable para hidratar el concreto y mejorar su resistencia. Pasquel (1998), p.59. Pruebas del laboratorio Fuerza compresiva La fuerza compresiva, es la máxima fuerza, que puede soportar cargas máximas, expresada en kg/cm² en los 28 días. Rivva Lpoez (2013), indica que para obtener la fuerza compresiva se prepara en moldes de briqueta. 3.3. Definición de términos Agua de lluvia: Las aguas de la lluvia se forma en nube y se quedan en la atmosfera, y estos son ocasionados por efectos de la presión de aire, el clima. Gonzales (2020) Curado: Es el proceso de mantener el concreto saturado de agua hasta las superficies de cemento. Pasquel y Teodoro (2002) 31 Curva de intensidad, duración, frecuencia (IDF): Es la solución de la magnitud de diferentes períodos de un determinado tiempo y generalmente es de la misma magnitud de la lluvia en un período dado. Temez, (1978). Diseño de mezcla: Procedimiento de los ingredientes disponibles y sus cantidades relativas para elaborarlo. Pasquel, (1998). Estación Meteorológica: Es un dispositivo diseñado para calcular y regular los cambios meteorológicos. Acuña y Robles (2015) Influencia: efecto que una cosa que adquiere encima de otra .se usa en el efecto del comportamiento del objeto que se manipula. Villon (2002) Intensidad de lluvia: Cantidad de lluvia mediante un determinado tiempo. Rivera end Rojas (2019) Meteorología: Es una ciencia que estudia las características y fenómenos de la atmósfera en un tiempo limitado, predomina el tiempo el clima y realiza un periodo de lluvias. Acuña y Robles (2015) Simulador: Es un aparato portátil que sirve para demostrar la caída de lluvia. Breña , Jacobo,Acuña y Robles (2015) Fuerza a la compresión: Es el soporte de cargas máximas, expresada (kg/cm²) en el tiempo establecido en este caso en la edad de 28 “f’c”. Rivva y Lpoez, (2013). 32 IV. Metodología 4.1. Tipo y nivel de investigación 4.1.1. Tipo de investigación Gallardo (2017), considera a la dirección como investigación aplicada, lo cual tiene como propósito el estudio entre la teoría y la realidad, utilizando la teoría y la ciencia existentes para resolver problemas. En este sentido, se utilizó el estudio porque se utilizaron las teorías existentes en la causa de la precipitación en la resistencia del concreto durante su estado fresco. 4.1.2. Nivel de investigación Interpretado de acuerdo a Hernandez y Mendoza, (2018) se basa en explicar por qué ocurren "fenómenos" y en qué condiciones se "presentan”, explica las variables para comprender el efecto de la precipitación pluvial en el concreto fresco, por lo tanto, la variable dependiente se determina interpretando estadísticamente los resultados de laboratorio. Este estudio tuvo una investigación experimental, según Hernandez y Mendoza, (2018); se realizó mediante un simulador en tiempos diferentes y edades. Es así como se determinó la influencia de la precipitación pluvial en el concreto fresco y de tal manera se explicó la gravedad de efecto de la lluvia en la mezcla del hormigón. Por tal razón, en este proyecto se analizó experimentalmente el efecto de la lluvia en la fuerza compresiva f’c=210 kg/cm² en moldes de briquetas en grupos de control y grupo de patrón. 33 Figura 1 Flujograma de procedimiento experimental Nota. En el siguiente flujograma se indica los pasos y procedimientos empleados durante el proceso experimental Fuente: Elaboración propia. 34 4.2. Ámbito temporal y espacial 4.2.1. Espacial El estudio se validó en hechos reales en la ciudad de Abancay, los áridos se extrajeron de la cantera Murillo - Pachachaca y los experimentos se realizaron en el laboratorio ConChipa. 4.2.2. Temporal El estudio se llevó a cabo durante el año 2024. 4.3. Población y muestra 4.3.1. Población Colección de datos que tienen algo en común y son muestra de estudio, según Hernadez,Fernande & Baptista (2010).La población fue comprendida por 48 briquetas,12 briquetas fueron del conjunto de patrón y 36 briquetas fueron del conjunto experimental sometidas a la precipitación pluvial de diferentes intensidades Tabla 2 Población Población La población son 48 muestras de moldes de briquetas Fuerza compresiva Nota. En la Tabla Nº2, la población de muestras que se utilizó para los ensayos. Fuente: Elaboración propia 4.3.2. Muestra Bernardo y Calderon, (2000), afirma, “Es una colección de muestras que siguen ciertos pasos. (p. 57). Es una partícula de la población del que se recolectan información y debe ser claro, bien definido y limitada de antemano, además de ser representativa” Hernandez,Sampieri,Feradez ,Collao & Baptista Lucio, (2014). 35 Tabla 3 Datos de la Muestra Edad de ensayo Sub Total 7 días 14 días 21 días 28 días Descripción 15 min 30 min 45 min 15 min 30 min 45 min 15 min 30 min 45 min 15 min 30 min 45 min Lev Mod Fuerte Lev Mod Fuerte Lev Mod Fuerte Lev Mod Fuerte Muestras de briquetas sin ser sometido a la precipitación pluvial 12 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Muestras de briquetas sometido a una precipitación pluvial 36 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 Total, de Muestras 48 Nota. La Tabla Nº3 se muestra los datos de la muestra sin ser sometidos a la precipitación pluvial y sometidos a la precipitación pluvial Fuente: Elaboración propia 36 4.4. Instrumentos Según Arias, (2022) Los instrumentos son herramienta que se utiliza para registrar información o datos de una encuesta. Estas herramientas deben ser válidas y fiables para responder a las preguntas formuladas. Por ello, mencionaron que, si un investigador quiere medir, analizar o evaluar un objeto en particular, la “ficha de observación” de la “herramienta de recopilación de valores” son usados en la información sobre el objeto o fenómeno en estudio. El trabajo presente de indagación utilizó "fichas para cada ensayo para la recopilación de los datos, donde se escriben los valores obtenidos de los experimentos realizados en" laboratorio. Los formatos fueron crearon siguiendo "las siguientes normas". Tabla 4 Fichas de ensayo Fichas de cada ensayo NORMA Granulometría NTP 400.012 Porcentaje de humedad NTP 339.185 Peso específico y contenido de absorción NTP 400.021 Resistencia a la compresión del concreto NTP 339.034 Diseño de mezcla ACI - 211 Obtención de datos de la precipitación pluvial Nota. En la tabla Nº4 se evidencia las fichas utilizadas en el laboratorio Fuente: Elaboración propia 37 4.5. Procedimientos 4.5.1. Prueba de hipótesis En esta tesis se realizó con el análisis de varianza (ANOVA) y para una mejor separación de medias se utilizó TUKEY añadiendo un análisis de varianza al intervalo de confianza de las medias al nivel de significancia del 1%. Villalpando (2001). 4.6. Análisis de datos Se muestra los resultados de forma ordenada y relacionado, con parámetros y criterios que permitieron realizar el análisis de varianza a las muestras respectivas en las diferentes edades y la comparación múltiple Tukey de los promedios de la Resistencia del concreto. 4.7. Consideraciones éticas Para llevar a cabo este estudio y alcanzar sus objetivos, se respetaron y cumplieron los valores y normas éticos apropiados de la UTEA. Y es así como se previene el plagio de información, el proyecto fue elaborada con total plenitud, citando a los autores y utilizando referencias bibliográficas según las normas APA 7 edición V. Resultados y discusión 5.1. Resultados Los valores mostrados van situados de acuerdo a variable: variable independiente y variable dependiente y reflejan el valor obtenido en la realización de la investigación. Se considero para V/I los ensayos de los agregados y para la V/D se considera el diseño de pasta y la fuerza compresiva del concreto como influye la precipitación pluvial en (15 min,30 min y 45 min) a cada diseño en edades diferentes. 5.1.1. Moldeo y fabricación del simulador artificial El simulador de lluvia artificial fue una herramienta de investigación mediante la cual se simulo precipitaciones naturales de diferentes intensidades. Y es así como fue 38 importante para el estudio, nos permitió medir la influencia de la lluvia y cuánto se ven afectadas al usarlo en moldes cilíndricas. Figura 2 Simulador Portátil en AUTOCAT Nota. En esta imagen muestra la estructura del simulador portátil realizado en el AUTOCAD Fuente: Elaboración propia 5.1.2. Construcción del simulador Terminando el modelo empezamos a construir el simulador de lluvia artificial. El conjunto del instrumento consta de varias piezas, que describimos con más detalle a continuación: 39 ▪ Tanque de agua Figura 3 Fabricación y elaboración del tanque de almacenamiento de agua Nota. En esta imagen muestra el tanque para el almacenamiento de agua y la colocación de las ajugas cat en la plancha metálica. Fuente: Elaboración propia ▪ Plancha metálica Figura 4 Plancha metálica para colocar las agujas cat Nota. En esta imagen muestra la distribución y perforación en la plancha metálica para las ajugas Cat Fuente: Elaboración propia 40 ▪ Estructura de apoyo Figura 5 Estructura de apoyo del simulador de lluvia y colocado de la plancha Nota. En esta imagen muestra la estructura de apoyo del simulador portátil y el colocado de la plancha metálica Fuente: Elaboración propia ▪ Simulador aparato portátil Figura 6 Simulador Portátil 41 Nota. En esta imagen muestra el simulador portátil Fuente: Elaboración propia. 5.1.3. Metodología del cálculo de la precipitación pluvial 0.30 0.50m 1 m 1. Cálculo del Volumen y Capacidad de Agua Se tiene un tanque de agua con dimensiones: 0.30 m (alto), 0.50 m (largo) y 0.20 m (ancho). El volumen (V) se calcula multiplicando las dimensiones: V = 0.30 m × 0.50 m × 0.20 m V = 0.03 m³. Luego, se convierte el volumen a litros: 0.03 m³ × 1000 = 30 litros. 2. Cálculo de la Intensidad de Precipitación El volumen es 0.03 m³ y el tiempo es t = 15 min. Se busca determinar la intensidad I en mm/h. m 0.50 m Plancha metálica Tanque o almacenamiento de agua. 42 ▪ Área del Depósito El área (A) es la base del depósito, calculada como: A = 0.50 m × 0.30 m A = 0.15 m². ▪ Lámina de Agua La lámina de agua se calcula usando el volumen y el área: L = V / A = 0.03 m³ / 0.15 m² L= 0.20 m = 2 mm. Esto significa que la lámina de agua tiene una altura de 2 mm. 3. Intensidad de la Precipitación En 15 minutos (Intensidad Leve) Con una lámina de agua de 2 mm, la intensidad de precipitación es: I = 2 mm/h. 4. Cálculo de Intensidades de Precipitación Para 30 minutos (Intensidad moderada) La intensidad (I) se calcula proporcionalmente para 30 minutos, basándose en una intensidad de 2 mm/h en 15 minutos: 2 mm / 15 min = X mm / 30 min. Resolviendo: X = (2 mm × 30 min) / 15 min = 4 mm/hr La intensidad moderada es I_moderada = 4 mm/hr. Para 45 minutos (Intensidad fuerte) Se realiza un cálculo similar para 45 minutos: 2 mm / 15 min = X mm / 45 min. Resolviendo: 43 X = (2 mm × 45 min) / 15 min = 6 mm/h. La intensidad fuerte es I_fuerte = 6 mm/hr. 5. Dosificación de la Lluvia Se clasifica la intensidad de la lluvia en función de la cantidad de agua que cae por metro cuadrado: Tabla 5 Dosificación de la lluvia Dosificación de la Lluvia Intensidad Tiempo Cantidad Litros de agua Leve 15 min 2 mm/hr 2 L/m². Moderada 30 min 4 mm/hr 4 L/m² Fuerte 45 min 6 mm/hr 6 L/m². Nota. En la tabla N°5, se indica la dosificación de la lluvia Fuente: Elaboración propia 6. Relación entre VI y VD Tabla 6 Relación entre VI y VD Relación entre VI y VD Variable Relación VI Precipitación pluvial A mayor cantidad de precipitación pluvial (VI) sobre el concreto fresco, menor será la resistencia del concreto (VD). Esto significa que una lluvia fuerte durante el proceso de fraguado del concreto podría reducir la calidad del mismo. VD Resistencia del concreto Nota. En la tabla N°6,se muestra la relación entre VI y VD Fuente: Elaboración propia. 44 Es importante diseñar mezclas de concreto y procedimientos de curado que sean adecuados para las condiciones de exposición a la lluvia y es así, se debe utilizar pastas de concreto de mayor fuerza compresiva para estructuras que estarán expuestas a grandes cantidades de lluvia y además proteger el concreto durante las primeras etapas de su fraguado y curado de la lluvia utilizando impermeabilizantes. 5.1.4. Pruebas del funcionamiento Para asegúranos la correcta función del aparato portátil el simulador de lluvias haremos las pruebas en tiempos y edades diferentes. - Verificar la salida de agua de las agujas cat. - Salida de la presión del agua de la llave principal - Pruebas de las edades Tabla 7 Pruebas del funcionamiento Pruebas del funcionamiento Edad de 7 días Edad de 14 días Edad de 21 días Edad de 28 días Intensidad Tiempo Intensidad Tiempo Intensidad Tiempo Intensidad Tiempo Leve 15 min Leve 15 min Leve 15 min Leve 15 min Moderada 30 min Moderada 30 min Moderada 30 min Moderada 30 min Fuerte 45 min Fuerte 45 min Fuerte 45 min Fuerte 45 min Nota. En la tabla N°7, muestra la prueba de funcionamiento de la precipitación pluvial en las diferentes edades. Fuente: Elaboración propia 45 Materiales Agregado grueso Muestreo de agregados Para el proyecto se recolecto muestras de piedra chancada y arena gruesa de la cantera Murillo ubicada en Pachachaca – Abancay. Los materiales extraídos de las canteras de Murillo, fueron transportados al laboratorio en bolsas y transporte privado para evitar pérdida y/o contaminación de estos materiales. Figura 7 Muestreo del agregado de la cantera Murillo Nota. En esta imagen muestra el muestreo de agregado en la cantera de Murillo- Pachachaca Fuente: Elaboración propia 46 Análisis granulométrico tamizado (MTC E 204 - 2016) El ensayo de granulometría se realizó en base Norma MTC E204 “análisis granulométrico” y ASTM C136 - NTP 400.012. Figura 8 Análisis granulométrico Nota. Análisis granulométrico en el laboratorio Fuente: Elaboración propia Figura 9 Ensayo de Análisis granulométrico Nota. Ensayo granulométrico, muestra el cuarteo del agregado grueso Fuente: Elaboración propia. 47 Tabla 8 Análisis granulométrico por lavado y tamizado del agregado grueso Análisis granulométrico por lavado y tamizado Muestra Inicial 2793.0 gr Muestra Lavada y Secada 3530.0 Peso recipiente 0.0 gr Tamiz Peso Ret. Peso Corr. %Ret. %Retenido Acumulad %Pasa Límite Inferior Limite Superior (Pulg.) (mm) (gr.) (gr. ) 2 50.000 0 0.00 0.00% 0.00% 100.00% 100% 100% 1 1/2 37.500 0.0 0.00 0.00% 0.00% 100.00% 95% 100% 1 25.000 1883.0 1883.00 67.42% 67.42% 32.58% 20% 55% 3/4 19.000 863.0 863.00 30.90% 98.32% 1.68% 0% 15% 1/2 12.500 44.0 44.00 1.58% 99.89% 0.11% 0% 10% 3/8 9.500 0.0 0.00 0.00% 99.89% 0.11% 0% 5% N° 4 4.750 0.5 0.51 0.02% 99.91% 0.09% 0% 4% Nº 8 2.360 0.0 0.00 0.00% 99.91% 0.09% 0% 3% N° 16 1.180 0.0 0.02 0.00% 99.91% 0.09% 0% 2% N° 50 0.300 0.1 0.11 0.00% 99.92% 0.08% 0% 1% N°200 0.075 0.2 0.19 0.01% 99.92% 0.08% Fondo 0.1 2.17 0.08% 100.00% TOTAL 2790.9 2793.0 100% Nota. Resultado del análisis granulométrico por lavado y tamizado Fuente: Elaboración propia. Figura 10 Curva granulométrica del agregado grueso Nota. El grafico muestra el resultado de la curva granulométrica del agregado grueso Fuente: Elaboración propia. 48 Contenido de humedad (MTC E 215 - 2016) Los ensayos de contenido de humedad se realizaron en base a la Norma MTC 339.185 y la norma MTC E215 “Ensayo para contenido de humedad total de los agregados por secado” Figura 11 Contenido de húmedad Nota. En la figura muestra el contenido de humedad realizada en el laboratorio Fuente: Elaboración propia. • Con ayuda de un tamiz de ½” obtenemos la muestra 49 Figura 12 Ensayo de contenido de humedad Nota. En la imagen muestra el peso obtenido para la muestra. Fuente: Elaboración propia. Cálculos Calculamos el contenido de humedad con la siguiente formula: p = 100(W-D) D Donde: P = Contenido de humedad total evaporada de la muestra (%) W = Masa inicial de muestra húmeda (g) D = Masa de muestra seca (g) p = 100(W-D) D p = (2807-2798) 𝑥100 2798 P= 0.32 50 Tabla 9 Contenido de Humedad Contenido de Humedad Datos del ensayo muestra N°1 Capsula N° 1 Peso agregado húmedo + recipiente (g) 2807 Peso agregado seco + recipiente (g) 2798 Peso del agua (g) 9 Peso del recipiente (g) 0 Peso neto del suelo seco (g) 2798 % de Humedad 0.32 Nota. La tabla N°9, muestra los datos de contenido de humedad obtenidos en el laboratorio Fuente: Elaboración propia Peso unitario suelto, compactado y vacíos del agregado grueso (MTC E203 - 2016). Los ensayos de peso unitario suelto, compactación y vacíos del agregado grueso se realizó de acuerdo a la norma (MTC E 203 - 2016) Figura 13 Peso unitario suelto, compactado y vacíos del agregado grueso 51 Nota. En la imagen muestra el ensayo del peso específico suelto, compactado y vacíos del agregado grueso. Fuente: Elaboración propia. Tabla 10 Peso unitario suelto y vacíos del agregado grueso Peso Unitario Suelto y Vacíos del Agregado Grueso Datos del ensayo Muestra 01 Muestra 02 Peso del Molde (gr) 4810 4810 Peso del Molde + Muestra Suelta (gr) 18206 17810 Peso de la Muestra Suelta (gr) 13396 13000 Volumen del Molde (cm³) 9438.95 9438.95 Peso Unitario Suelto (gr/cm³) 1.419 1.377 Peso Específico (kg/m³) 2608.696 2608.696 Peso Unitario Suelto (kg/m³) 1419.226 1377.272 Porcentaje de Vacíos 45.60% 47.20% Nota. En la siguiente tabla N°10, se evidencia los valores del peso unitario suelto y vacíos del agregado grueso. Fuente: Elaboración propia Peso unitario suelto (kg/m³) = 1398.249 Porcentaje de vacíos = 46.40% 52 Tabla 11 Peso unitario varillado y vacíos del agregado grueso Peso unitario varillado y vacíos del agregado grueso Datos del ensayo Muestra 01 Muestra 02 Número de Capas 3 3 Número de Golpes 25 25 Peso del Molde (gr) 4810 4810 Peso del Molde + Muestra Varillada (gr) 20058 19710 Peso de la Muestra Varillada (gr) 15248 14900 Volumen del Molde (cm³) 9438.95 9438.95 Peso Unitario Varillado (gr/cm³) 1.615 1.579 Peso Específico (kg/m³) 2608.696 2608.696 Peso Unitario Varillado (kg/m³) 1615.43 1578.57 Porcentaje de Vacíos 38.08% 39.49% Nota. En la siguiente tabla N°11, se evidencia los valores del peso unitario varillado y vacíos del agregado grueso. Fuente: Elaboración propia Peso Unitario compactado (kg/m³) = 1597.00 Porcentaje de Vacíos = 38.78% Peso específico, Gravedad específica y Absorción del Agregado (MTC E 206 – 2016). Las pruebas de peso específico, gravedad específica y absorción del agregado se realizaron según a la norma MTC E206. 53 Figura 14 Peso específico, gravedad especifica y absorción del agregado Nota. En la imagen muestra la prueba del peso específico, gravedad específica y absorción realizada en el laboratorio Fuente: Elaboración propia Tabla 12 Peso específico y absorción del agregado grueso Peso específico y absorción del agregado grueso (MTC E 206) Datos del ensayo Muestra 01 Peso de la canastilla sumergida (gr) 748 Peso de la Muestra Seca (gr) 3480 Peso de la canastilla + muestra sumergida (gr) 2954 Peso de la Muestra Saturada con Superficie Seca (gr) 3540 Peso del Agua Absorbida (gr) 60 Nota. La siguiente tabla N°12, muestra los valores del peso específico y absorción del agregado grueso Fuente: Elaboración propia 54 Peso Específico (gr/cm³) = 2.61 Capacidad de Absorción (%) = 1.72% Materiales Arena Fina Muestreo de agregados Para el estudio se recolecto muestras de piedra chancada y arena gruesa de la cantera Murillo ubicada en Pachachaca – Abancay. Los materiales extraídos de las canteras de Murillo, fueron transportados al laboratorio en bolsas y transporte privado para evitar pérdida y/o contaminación de estos materiales Figura 15 Muestreo del agregado fino Nota. La figura muestra el muestreo de la arena fina en la cantera de murillo - Pachachaca Fuente: Elaboración propia 55 Análisis granulométrico por tamizado (MTC E 204 - 2016) El ensayo de granulometría se hizo de acuerdo a la Norma MTC E204 “análisis granulométrico para arena fina” Figura 16 Análisis granulométrico por Tamizado MTC E204-2016 Nota. En esta imagen se muestra el análisis granulométrico por tamizado de la arena fina Fuente: Elaboración propia. 56 Tabla 13 Análisis granulométrico por lavado y tamizado de arena fina Análisis granulométrico por lavado y tamizado Muestra inicial 434.0gr Muestra lavada y secada 665.0 Peso recipiente 0.0gr Gradación Tamiz Peso ret. Peso corr. %Ret. %retenido acumulado %Pasa Límite inferior Límite superior (Pulg.) (mm) (gr.) (gr.) 3/8" 9.500 0.0 0.00 0.00% 0.00% 100.00% 100% 100% Nº 4 4.750 15.8 15.78 3.64% 3.64% 96.36% 95% 100% Nº 8 2.360 86.2 86.16 19.85% 23.49% 76.51% 80% 100% Nº 16 1.180 124.2 124.21 28.62% 52.11% 47.89% 50% 85% Nº 30 0.600 105.7 105.70 24.35% 76.46% 23.54% 25% 60% Nº 50 0.300 62.3 62.25 14.34% 90.81% 9.19% 5% 30% N° 100 0.150 25.9 25.85 5.96% 96.76% 3.24% 0% 10% N°200 0.075 12.1 12.10 2.79% 99.55% 0.45% Fondo 1.7 1.95 0.45% 100.00% TOTAL 433.8 434.0 100% Nota. La tabla N°13 muestra los resultados del análisis granulométrico por lavado y tamizado de la arena fina. Fuente: Elaboración propia Figura 17 Curva granulométrico del agregado fino Nota. En el gráfico de la curva granulométrica muestra los resultados del análisis granulométrico por lavado y tamizado del agregado fino Fuente: Elaboración propia. 57 Contenido de Humedad (MTC E 215 - 2016) Los ensayos de contenido de humedad se hicieron de acuerdo a la Norma MTC 339.185 y la norma MTC E215 “Ensayo para contenido de humedad total de los agregados por secado” Figura 18 Contenido de humedad Nota. En la imagen muestra el contenido de humedad del agregado fino realizado en el laboratorio Fuente: Elaboración propia Cálculos Calculamos el contenido de humedad con la siguiente formula: 100(𝑊 − 𝐷) 𝑝 = 𝐷 Donde: P = Contenido total de humedad total evaporada de la muestra (%) W = Masa inicial de la muestra húmeda (g) D = Masa de muestra seca (g) 𝑝 = 𝑝 = 100(W-D) D (481.00-434.00) 434.00 𝑥100 P= 10.83 58 Tabla 14 Contenido de humedad del agregado fino Contenido de humedad del Agregado fino Datos del ensayo Muestra 01 Cápsula Nº 1 Peso agregado húmedo + recipiente (g) 481.00 Peso agregado seco + recipiente (g) 434.00 Peso del agua (g) 47.00 Peso del recipiente (g) 0.00 Peso neto del suelo seco (g) 434.00 % de Humedad 10.83 Nota. En la tabla N°14 muestra los valores obtenidos en el laboratorio del ensayo de contenido de humedad de agregado fino Fuente: Elaboración propia Peso unitario suelto, compactado y vacíos del agregado fino (MTC E 203 – 2016) Los ensayos de peso unitario suelto, compactado y vacíos de la grava se realizaron de acuerdo a la norma (MTC E 203 - 2016). 59 Tabla 15 Peso unitario suelto y vacíos del agregado fino Peso unitario suelto y vacíos del agregado fino Datos del ensayo Muestra 01 Muestra 02 Peso del Molde (gr) 2008 2008 Peso del Molde + Muestra Suelta (gr) 6937 6940 Peso de la Muestra Suelta (gr) 4929 4932 Volumen del Molde (cm³) 2831.70 2831.70 Peso Unitario Suelto (gr/cm³) 1.741 1.742 Peso Específico (kg/m³) 2763.483 2763.483 Peso Unitario Suelto (kg/m³) 1740.650 1741.710 Porcentaje de Vacíos 37.01% 36.97% Nota. La tabla N°15 muestra los valores obtenidos en el laboratorio del ensayo peso unitario suelto y vacíos del agregado fino Fuente: Elaboración propia Peso Unitario Suelto (kg/m³) = 1741.180 Porcentaje de Vacíos = 36.99% 60 Tabla 16 Peso unitario varillado y vacíos del agregado Peso unitario varillado y vacíos del agregado fino Datos del ensayo Muestra 01 Muestra 02 Número de Capas 3 3 Número de Golpes 25 25 Peso del Molde (gr) 2008 2008 Peso del Molde + Muestra Varillada (gr) 7318 7320 Peso de la Muestra Varillada (gr) 5310 5312 Volumen del Molde (cm³) 2831.70 2831.70 Peso Unitario Varillado (gr/cm³) 1.875 1.876 Peso Específico (kg/m³) 2763.483 2763.483 Peso Unitario Varillado (kg/m³) 1875.199 1875.905 Porcentaje de Vacíos 32.14% 32.12% Nota. La tabla N°16 muestra los valores obtenidos en el laboratorio del ensayo peso unitario varillado y vacíos del agregado fino Fuente: Elaboración propia Peso Unitario compactado (kg/m³) = 1875.55 Porcentaje de Vacíos = 32.13% Peso específico, gravedad específica y absorción del agregado fino (MTC E 205 – 2016). La prueba del específico, gravedad específica y absorción de la arena fina se realizaron de acuerdo a la norma (MTC E 205 - 2016). 61 Tabla 17 Gravedad específica y absorción del agregado grueso Gravedad específica y absorción del agregado fino (MTC E 205) Datos del ensayo Muestra 01 Volumen del Picnómetro (ml) 500 Peso del Picnómetro (gr) 141.9 Peso de la Muestra Seca (gr) 491.9 Peso del Picnómetro + Agua + Muestra (gr) 961.0 Peso de la Muestra Saturada con Superficie Seca (gr) 503.3 Peso del Picnómetro + Agua (gr) 647.1 Peso de la Muestra Sumergida (gr) 313.9 Peso del Agua Desplazada (gr) 178.0 Peso del Agua Absorbida (gr) 11.4 Nota. La tabla N°17 se muestra los valores obtenidos en el laboratorio del ensayo de gravedad específica y absorción del agregado fino Fuente: Elaboración propia Peso Específico (gr/cm³) = 2.76 Capacidad de Absorción = 2.32% 62 Resumen de los ensayos realizados Tabla 18 Resumen de los ensayos Ensayos realizados Agregado Grueso Agregado Fino Contenido de humedad 0.32 % 10.83 % Peso unitario suelto 1398.249 kg/cm3 1741.18 kg/cm3 porcentajes de vacíos 46.4 % 36.99 % Peso unitario varillado 1597.00 kg/cm3 187.55 kg/m3 porcentaje de vacíos 38.78 % 32.13 % Peso especifico 2.61 gr/cm3 2.76 gr/cm3 Capacidad de Absorción 1.72 % 2.32 % Nota. La tabla N°18, se muestra el resumen de los ensayos realizados en el laboratorio del agregado grueso y agregado fino Fuente: Elaboración propia Elaboración del diseño de mezcla Diseño por el método del ACI Características del cemento ✓ YURA / TIPO I ✓ F’c= 210 kg/cm² ✓ Slump =3” ✓ Pe = 3.15 gr/cm³ 63 Características de los agregados. Tabla 19 Características de los agregados Características Agregado Grueso Agregado Fino Peso unitario suelto (kg/m³) 1398.249 1741.18 Peso unitario compactado (kg/m³) 1597 187.55 Peso específico (kg/m³) 2610 2760 Módulo de fineza 7.98 3.43 Absorción % 1.72 2.32 TMN ½” - Contenido de humedad (%) 0.32 10.83 Nota. En la tabla N°19 da a conocer las características de los agregados para el diseño de mezcla. Fuente: Elaboración propia Contenido de aire y de agua TMN = 1/2”, se toma la tabla 02 de la CAPECO con aire atrapado ✓ Aire = 2.5 % ✓ Agua = 193 Lt/m³ Relación A/C (Por resistencia F´cr) Para f´c = 210 kg/cm², Interpolamos con los datos en la tabla de la CAPECO. 0.53-X 0.53-0.61 40(0.53 – 0.61) = 50(0.53 -X) 200 0.61 210 X 250 0.53 250-210 = 250-200 64 21.2 – 24.4 = 26.5 – 0.53X 𝑋 = 26.5 − 21.2 + 24.4 0.53 X = 56.04 Contenido de cemento Despejamos c C = 193 =0.56 C C = 193 =344.64 0.56 C = 344.64/42.5 C = 8.109 bls Peso del Agregado grueso Peso a.g = b bo x peso u.c peso a.g =0.60 m³ x 1597.00 kg/m³ Peso a.g = 958.2 kg Volumen absoluto 344.64 kg Cemento = 3.15 gr cm³x1000 Cemento = 0.109 m³ 193 kg Agua = 1000 kg m³ Agua = 0.193 m³ Aire = 2.5 100 Aire = 0.025 m³ 65 Vol del A.g = 958.2 kg 2610kg m³ Vol del A.g = 0.36 m³ Sumamos todos los valores Cemento = 0.109 m³ Agua = 0.193 m³ Aire = 0.025 m³ Vol a.g = 0.367 m³ Σ = 0.694 m³ Vol A.Fino = 1m3 – 0.694 m³ Vol A.Fino = 0.306 m³ Cálculo del peso del agregado fino Peso A.F = 0.36 m3 x 2760 kg/m³ Peso A.F = 844.56 kg Diseño en el estado seco - Cemento = 344.64 kg - Agregado fino = 844.56 - Agregado grueso = 958.2 kg - Agua = 193 lt Corrección por humedad de los agregado Peso seco x w % +1 100 Agregado fino = 844.56 kg 66 Agregado fino = 844.56 x ( 10.83 100 +1) Agregado fino = 936.03 kg Agregado grueso = 958.2 kg Agregado grueso = 958.2 kg x ( 0.32 100 + 1) Agregado grueso = 961.27 kg Aporte de agua a la mezcla (%𝒘 − % 𝒂𝒃𝒔)𝒙 𝒂𝒈𝒓𝒆𝒈𝒂𝒅𝒐 𝒔𝒆𝒄𝒐 𝟏𝟎𝟎 (10.83-2.32)x 844.56 Agregado fino = 100 Agregado fino = 71.87 lt Agregado grueso = (0.32-1.72) x 958.2 100 Agregado grueso = -13.41 lt Σ = 57.59 lt Agua efectiva Agua = 193 lt – (57.59 lt) Agua = 135.41 lt Proporcionamiento del diseño Tabla 20 Proporcionamiento del diseño Cemento A. fino A. grueso Agua 344.64 kg 936.03 kg 961.27 kg 135.41 lt 1 2.72 2.79 16.70 67 Nota. A continuación, la siguiente tabla N°21 muestra el proporcionamiento del diseño de mezcla que se utilizo Fuente: Elaboración propia. Procedimiento Se realizo el diseño de mezcla con cemento, grava, arena y agua. Figura 19 Diseño de Mezcla Nota. En la figura muestra la preparación y el diseño de mezcla Fuente: Elaboración propia Ponemos las briquetas en un lugar plano, para ser colocado la mezcla de acuerdo a la norma ACI 211. 68 Figura 20 Moldes de briquetas Nota. En la figura se evidencia el encerado de los moldes para ser llenado con la mezcla preparada. Fuente: Elaboración propia Rellenar el molde uniformemente en 3 capas iguales cada capa se debe compactar con 25 golpes con ayuda de una varilla, distribuyéndolas uniformemente en el molde. Figura 21 Moldes con mezcla de concreto Nota. En la figura muestra el proceso de colocación de la mezcla y los golpes con la varilla en 3 capas Fuente: Elaboración propia. 69 Una vez compactado cada capa, golpee ligeramente los bordes del molde de 10 a 15 veces con un mazo de goma para liberar las burbujas de aire. Figura 22 Probetas de concreto terminadas de elaborar Nota.En la figura se muestra el chuseo o golpe la varilla en la capa final del molde. Fuente: Elaboración propia Después se procedió a someterse al simulador portátil los moldes con la mezcla en tiempos diferentes a los 15 min,30 min y 45 min. Figura 23 Simulador artificial de lluvia, en proceso de funcionamiento 70 Nota. En la figura se evidencia el simulador portátil de la precipitación pluvial Fuente: Elaboración propia Figura 24 Moldes de briquetas con mezcla de concreto sometidos al simulador portátil en tiempos de 15 min,30min y 45 min Nota. En la figura se muestra los moldes del concreto sometidos a la precipitación pluvial, en los diferentes tipos de lluvia Leve, Moderada y Fuerte. Fuente: Elaboración propia. Después de ello se realiza el desmoldado de las briquetas después de 18 o 24 horas. 71 Figura 25 Proceso de desmoldación de las briquetas después de 24 horas Nota.En la figura se muestra desmoldado las briquetas, para llevar al siguiente paso que viene ser el curado. Fuente: Elaboración propia Después de ser desencofradas las briquetas, es sometido a la posa del curado hasta la edad requerida para la rotura de briqueta. Figura 26 Proceso del curado de probetas después del desencofrado de los moldes en un tiempo de 24 horas 72 Nota.En esta figura observamos el proceso del curado para ser llevado a la rotura Fuente: Elaboración propia Prueba de resistencia a la compresión del hormigón. Se realizaron pruebas de compresión a las briquetas y se calculó el esfuerzo de compresión para el área total de la muestra (Ag) como lo muestra la NTP 399. 604.Las muestras deben ser ensayadas a los 28 días preferentemente con un curado periódico durante los primeros 7 días. Figura 27 Prueba de resistencia a la compresión del hormigón 73 Nota. En esta figura muestra la rotura de las probetas en el laboratorio Fuente: Elaboración propia. Figura 28 Proceso de rotura de briquetas en la maquina a compresión Nota.En la figura se observa el proceso de la rotura de las briquetas en la maquina a compresión para determinar su resistencia Fuente: Elaboración propia Resultados del laboratorio 74 Tabla 21 Resultados del laboratorio de la rotura de briquetas en la edad de los 7 días en 15 min,30min y 45 min N° Identificación de Muestras Medidas (cm) Edad Carga Máxima Resistencia de Diseño Resistencia Alcanzada Resistencia Tipo de Falla H D (Días) (kg-f) (kg/cm²) (kg/cm²) (%) 1 Briqueta Patrón - 7 Días 30.00 15.02 7 27294 210.00 154.05 73.36 cono 2 Briqueta Patrón - 7 Días 30.00 15.03 7 25642 210.00 144.53 68.82 cono 3 Briqueta Patrón - 7 Días 30.00 15.01 7 26829 210.00 151.62 71.20 cono 4 Briqueta (15 min) - 7 Días 30.00 15.02 7 22633 210.00 127.74 60.83 semi cono 5 Briqueta (15 min) - 7 Días 30.00 15.03 7 23682 210.00 133.48 63.56 semi cono 6 Briqueta (15 min) - 7 Días 30.00 15.01 7 21944 210.00 124.02 59.06 cono 7 Briqueta (30 min) - 7 Días 30.00 15.02 7 18182 210.00 102.62 48.87 semi cono 8 Briqueta (30 min) - 7 Días 30.00 15.03 7 19632 210.00 106.65 52.69 semi cono 9 Briqueta (30 min) - 7 Días 30.00 15.01 7 18680 210.00 105.57 50.27 cono 10 Briqueta (45 min) - 7 Días 30.00 15.02 7 14356 210.00 81.02 38.58 semi cono 11 Briqueta (45 min) - 7 Días 30.00 15.03 7 13764 210.00 77.58 36.94 semi cono 12 Briqueta (45 min) - 7 Días 30.00 15.01 7 14097 210.00 79.67 37.94 cono Nota. En esta tabla N°21 se evidencia los resultados obtenidos del laboratorio en la rotura de las briquetas en la edad de los 7 días en los tiempos de 15 min,30 min y 45 min. Fuente: Elaboración propia Resistencia a Compresión - 7 Días 160.00 140.00 120.00 100.00 80.00 60.00 40.00 20.00 150.07 128.41 104.95 79.42 75 Figura 29 Resultado de la resistencia a la compresión en la edad de los 7 días Nota. En este grafico lineal se evidencia los resultados de la resistencia a compresión en la edad de los 7 días Fuente: Elaboración propia Figura 30 Resultados de barras de la resistencia a compresión en la edad de los 7dias. 0.00 Sin influencia Con influencia Level (15 min) Con influencia Moderada (30 min) Con influencia Fuerte (45 min) Resistencia 150.07 128.41 104.95 79.42 Nota. En este gráfico de barras se evidencia el resultado de la resistencia a compresión en los 7 días, y como ha influenciado la lluvia en los 15 min,30 min y 45 min Fuente: Elaboración propia 160.00 140.00 120.00 100.00 80.00 60.00 40.00 20.00 0.00 Resistencia a Compresión a los 7 días Sin influencia ; 150.07 Con influencia Level (15 min); 128.41Con influencia Moderada (30 min); 104.95 Con influencia Fuerte (45 min); 79.42 Resistencia 0 1 2 3 4 5 Influencia de la precipitacion pluvial R e si st en ci a a lc an za da 76 Tabla 22 Resultados del laboratorio de la rotura de briquetas en la edad de los 14 días en 15 min,30 min y 45 min N° Identificación De Muestras Medidas (cm) Edad Carga máxima Resistencia de Diseño Resistencia Alcanzada Resistencia Tipo de falla H D (Días) (kg-f) (Kg/cm²) (Kg/cm²) (%) 1 Briqueta Patrón - 14 Días 30.00 15.02 14 30997 210.00 180.95 84.19 Superficial 2 Briqueta Patrón - 14 Días 30.00 15.04 14 31410 210.00 179.69 83.50 Superficial 3 Briqueta Patrón - 14 Días 30.00 15.01 14 30166 210.00 175.81 81.18 Superficial 4 Briqueta (15 min) - 14 Días 30.00 15.02 14 24181 210.00 150.57 64.99 Cono y hendedura 5 Briqueta (15 min) - 14 Días 30.00 15.04 14 25328 210.00 148.32 67.89 Semi cono 6 Briqueta (15 min) - 14 Días 30.00 15.01 14 24298 210.00 147.44 65.39 Cono y hendedura 7 Briqueta (30 min) - 14 Días 30.00 15.02 14 23363 210.00 118.96 62.79 Columnar 8 Briqueta (30 min) - 14 Días 30.00 15.04 14 24474 210.00 119.76 62.60 Cono y hendedura 9 Briqueta (30 min) - 14 Días 30.00 15.01 14 22487 210.00 120.10 60.52 Columnar 10 Briqueta (45 min) - 14 Días 30.00 15.02 14 15798 210.00 89.16 42.46 Columnar 11 Briqueta (45 min) - 14 Días 30.00 15.04 14 15179 210.00 85.44 40.69 Columnar 12 Briqueta (45 min) - 14 Días 30.00 15.01 14 176.95 210.00 86.29 41.09 Cono y corte Nota. En esta tabla N°22 se evidencia los resultados de la resistencia a compresión del patrón y con influencia de la lluvia en15 min,30min y45 min en la edad de los 14 ddías. Fuente: Elaboración propia. Resistencia a Compresion - 14 Días 77 Figura 31 Resultado de la resistencia a compresión en los 14 días Nota. En este grafico lineal evidencia los resultados de la resistencia a compresión en la edad de los 14 días Fuente: Elaboración propia. Figura 32 Resultados en barras de la resistencia a compresión en la edad de los 14 días 180.00 160.00 140.00 120.00 100.00 178.82 80.00 148.78 60.00 119.61 86.96 40.00 20.00 0.00 Sin influencia Con influencia Level (15 min) Con influencia Moderada (30 min) Con influencia Fuerte (45 min) Resistencia 178.82 148.78 119.61 86.96 Nota. En este gráfico de barras muestra el resultado de la resistencia a compresión en los 14 días, y como ha influenciado la lluvia en los 15 min,30 min y 45 min Fuente: Elaboración propia Influencia de la precipitacion pluvial 5 4 3 2 1 0 0.00 Resistencia 50.00 Con influencia 45 min; 86.96 min; 119.61 100.00 Con influencia 15 min; 148.78Con influencia 30 150.00 Sin influencia ; 178.82 200.00 Resistencia a compresión a los 14 días R e si st en ci a a lc an za da 78 Tabla 23 Resultados del laboratorio de la rotura de briquetas en la edad de los 21 días en 15 min,30min y 45 min. N° Identificación de Muestras Medidas (cm) Edad Carga Máxima Resistencia de Diseño Resistencia Alcanzada Resistencia Tipo de Falla H D (Días) (kg-f) (Kg/cm²) (Kg/cm²) (%) 1 Briqueta Patrón - 21 Días 30.00 15.00 21 35724 210.00 180.95 96.27 Semi Cono 2 Briqueta Patrón - 21 Días 30.00 15.00 21 35686 210.00 179.69 95.17 Columnar 3 Briqueta Patrón - 21 Días 30.00 15.02 21 34497 210.00 175.81 92.71 Semi Cono 4 Briqueta (15 min) - 21 Días 30.00 15.00 21 26128 210.00 150.57 75.41 Cono y corte 5 Briqueta (15 min) - 21 Días 30.00 15.00 21 27138 210.00 148.32 73.13 Semi Cono 6 Briqueta (15 min) - 21 Días 30.00 15.02 21 26268 210.00 147.44 70.60 Cono y corte 7 Briqueta (30 min) - 21 Días 30.00 15.00 21 25700 210.00 118.96 69.26 Semi Cono 8 Briqueta (30 min) - 21 Días 30.00 15.00 21 25831 210.00 119.76 69.61 Semi Cono 9 Briqueta (30 min) - 21 Días 30.00 15.02 21 25992 210.00 120.10 69.86 Semi Cono 10 Briqueta (45 min) - 21 Días 30.00 15.00 21 17113 210.00 89.16 46.12 Semi Cono 11 Briqueta (45 min) - 21 Días 30.00 15.00 21 17035 210.00 85.44 45.91 Semi Cono 12 Briqueta (45 min) - 21 Días 30.00 15.02 21 17316 210.00 86.29 46.54 Semi Cono Nota. En esta tabla N°24 muestra los resultados de la resistencia a compresión del patrón y con influencia de la lluvia en15 min,30min y45 min en la edad de los 21 días. Fuente: Elaboración propia Resistencia a Compresion - 21 Días 80.00 60.00 40.00 20.00 133.52 96.99 79 Figura 33 Resultados de la resistencia a compresión en los 21 días Nota. En este grafico lineal muestra los resultados de la resistencia a compresión en la edad de los 21 días Fuente: Elaboración propia. Figura 34 Resultados en barras de la resistencia a compresión en la edad de los 21 días 200.00 180.00 160.00 140.00 120.00 100.00 195.81 162.77 0.00 Sin influencia Con influencia Level (15 min) Con influencia Moderada (30 min) Con influencia Fuerte (45 min) Resistencia 195.81 162.77 133.52 96.99 Nota. En este gráfico de barras muestra el resultado de la resistencia a compresión en los 21 días, y como ha influenciado la lluvia en los 15 min,30 min y 45 min Fuente: Elaboración propia Influencia de la precipitacion pluvial 5 4 3 2 1 0 Resistencia Con influencia 104.95 Fuerte (45 min); 79.42 Con influencia Level (15 min); 128.41Con influencia Moderada (30 min); 150.07 Resistencia a compresión a los 21 días Sin influencia ; 160.00 140.00 120.00 100.00 80.00 60.00 40.00 20.00 0.00 R e si st en ci a a lc an za da 80 Tabla 24 Resultados del laboratorio de la rotura de briquetas en la edad de los 28 días en 15 min,30 min y 45 min N° Identificación de Muestras Medidas (cm) Edad Carga Máxima Resistencia de Diseño Resistencia Alcanzada Resistencia Tipo de Falla H D (Días) (kg-f) (Kg/cm²) (Kg/cm²) (%) 1 Briqueta Patrón - 28 Días 30.00 15.03 28 39352 210.00 221.81 105.62 Semi cono 2 Briqueta Patrón - 28 Días 30.00 15.01 28 38033 210.00 220.94 102.35 Cono y Corte 3 Briqueta Patrón - 28 Días 30.00 15.02 28 37650 210.00 220.49 101.19 Desprendimiento 4 Briqueta (15 min) - 28 Días 30.00 15.03 28 30006 210.00 180.13 85.16 Semi cono 5 Briqueta (15 min) - 28 Días 30.00 15.01 28 30817 210.00 176.16 82.93 Cono y Corte 6 Briqueta (15 min) - 28 Días 30.00 15.02 28 31687 210.00 192.84 80.54 Cono y Corte 7 Briqueta (30 min) - 28 Días 30.00 15.03 28 28009 210.00 148.87 75.18 Cono y Corte 8 Briqueta (30 min) - 28 Días 30.00 15.01 28 28710 210.00 147.25 77.26 Cono 9 Briqueta (30 min) - 28 Días 30.00 15.02 28 28253 210.00 155.46 75.93 Semi cono 10 Briqueta (45 min) - 28 Días 30.00 15.03 28 20080 210.00 113.18 53.90 Semi cono 11 Briqueta (45 min) - 28 Días 30.00 15.10 28 19195 210.00 108.48 51.66 Cono 12 Briqueta (45 min) - 28 Días 30.00 15.02 28 20760 210.00 117.17 55.79 Cono Nota. En esta tabla N°24 muestra los resultados de la resistencia a compresión del patrón y con influencia de la lluvia en15 min,30min y45 min en la edad de los 28 días. Fuente: Elaboración propia 81 Resistencia a compresion - 28 dias 250.00 221.08 183.04 200.00 150.53 150.00 112.94 100.00 50.00 Figura 35 Resultados de la resistencia a compresión en los 28 días Nota. En este grafico lineal muestra los resultados de la resistencia a compresión en la edad de los 28 días Fuente: Elaboración propia Figura 36 Resultados en barras de la resistencia a compresión en la edad de los 28 días 0.00 Sin influencia Con influencia Level (15 min) Con influencia Moderada (30 min) Con influencia Fuerte (45 min) Series1 221.08 183.04 150.53 112.94 Nota. En este gráfico de barras muestra el resultado de la resistencia a compresión en los 28 días, y como ha influenciado la lluvia en los 15 min,30 min y 45 min Fuente: Elaboración propia Resistencia Influencia de la precipitacion pluvial 4.5 4 3.5 3 2.5 2 1.5 1 0.5 0 50.00 0.00 Con influencia Moderada (30 min); 150.53Con influencia Fuerte (45 min); 112.94 100.00 Sin influencia ; 221.08 Con influencia Level (15 min); 183.04 250.00 200.00 150.00 Resistencia a compresión a los 28 días R e si st en ci a a lc an za da 82 Tabla 25 Comparación de promedios de la resistencia a compresión con influencia y sin influencia Días Sin influencia Con influencia Leve (15 min) Con influencia Moderada (30 min) Con influencia Fuerte (45 min) 7 150.07 128.41 104.95 79.42 14 178.82 148.78 119.61 86.96 21 195.81 162.77 133.52 96.99 28 221.08 183.04 150.53 112.94 Nota. En esta tabla N°25, se muestra la comparación de los promedios de cada muestra sin influencia de la precipitación pluvial, y con influencia de la precipitación pluvial en tiempos y edades diferentes Fuente: Elaboración propia Figura 37 Gráfico de comparación de la resistencia a compresión de los 7,14,21 y 28 días Nota. En este gráfico se muestra un resumen del resultado de la resistencia a compresión del concreto patrón y del concreto con influencia de la precipitación pluvial en las edades de 7,14,21 y 28. Fuente: Elaboración propia. Fuerte (45 min) Moderada (30 min) Level (15 min) SIN INFLUENCIA Influencia de la lluvia en tiempos diferentes 30 25 20 15 10 5 0 50.00 0.00 21; 96.99 14; 86.96 28; 150.53 28; 112.94 14; 148.78 14; 119.61 7; 150.07 7; 128.41 7; 104.95 7; 79.42 100.00 21; 162.77 21; 133.52 150.00 28; 183.04 14; 178.82 21; 195.81 200.00 28; 221.08 250.00 Grafico resumen de la resistencia a compresion R e s is te n c ia a lc a n z a d a 83 Discusión de resultados Para una mezcla de f’c = 210 kg/cm² diseñado para los 7,14 ,21 y 28 días de edad, sometido a la precipitación pluvial Leve especialmente a los 28 días alcanzo a una fuerza de 184.04 kg/cm², lo cual no supera al diseño establecido de 210 kg/cm², su resistencia baja en 12 %. Para una mezcla de f’c = 210 kg/cm² diseñado para los7,14 ,21 y 28 días de edad, sometido a la precipitación pluvial Moderada especialmente a los 28 días alcanzo a una fuerza de 150.53 kg/cm², lo cual no supera al diseño establecido de 210 kg/cm², su resistencia baja en 28 %. Para una mezcla de f’c = 210 kg/cm² diseñado para los 7,14 ,21 y 28 días de edad, sometido a la precipitación pluvial fuerte especialmente a los 28 días alcanzo a una fuerza de 112.94 kg/cm², lo cual no supera al diseño establecido de 210 kg/cm², su resistencia baja en 45 %. Elamary et al(2015),“Estudio experimental sobre el efecto de la lluvia sobre hormigón fresco”, concluyeron que la lluvia afecta a los 28 días a la fuerza compresiva del hormigón fresco y reduce su resistencia del 10% al 30%. Medina(2018), “La incorporación de la precipitación pluvial en el desempeño del hormigón como aporte a la construcción” concluyo que el agua de lluvia afecta a entre un 20 % a 30% a la mezcla lo cual reduce la resistencia a la compresión, debido a que la lluvia contiene óxidos de nitrógeno y óxidos de azufre, lo que hace que esta cam