CAPITULO I

PLANTEAMIENTO DEL ESTUDIO

1.1 Planteamiento Y Formulación Del Problema

1.1.1. Planteamiento del problema:

La ciudad de Huancayo posee un clima muy peculiar, pues en el día las

temperaturas pueden alcanzar hasta los 28 ºC, mientras que por las noches esta

puede caer hasta por debajo de los 0 ºC. Esta variabilidad brusca de temperatura,

así como otros factores climáticos como la humedad, la velocidad de los vientos y

las estaciones son factores determinantes para la aparición de Fisuras por

Contracción Plástica en las losas y pavimentos rígidos de concreto hidráulico a

edades tempranas. Por tal motivo, se resuelve investigar algún tipo de adición o

aditamento para el concreto de manera que pueda contrarrestar los efectos en

mención. Dicha investigación servirá en la posteridad para considerar un monitoreo

y control eficiente de las Fisuras por Retracción Plástica en la construcción de

Pavimentos Rígidos.

Conservar y preservar el desempeño estructural de la carpeta de concreto

en los pavimentos rígidos es una tarea muy relevante dentro de la propagación de

su vida útil, pues si el paño llegaría a fallar a consecuencia de agrietamientos y

rajaduras en la calzada, también podría verse involucrado en Sistema Estructural

del Pavimento Rígido (base de Material Granular) y por lo tanto se reduciría la

capacidad de rodadura de este. Es por tal motivo que se requiere investigar cómo

restringir las Fisurasiones por Retracción Plástica en edades tempanas del

concreto, para prevenir fallas mayores en los pavimentos, los cuales pueden ser

escalonamiento de los paños, bacheo, infiltración de agua en el material de base, y

hasta la extrusión de la capa base.

Muchas veces se puede escuchar la incomodidad de los transportistas y

usuarios de las vías de transito que son de Pavimentación Rígida, a consecuencia

de la aparición y propagación de Fisuras y Grietas a los largo de los paños de

Concreto y que además generaran fallas de mayor importancia con el tiempo como

ya se mencionó anteriormente. Pues estas molestias podrían reducirse si se tuviera

un viaje placentero y cómodo, manteniendo el grado de transitabilidad de las

calzadas. Es por tal razón que se pretende investigar algún tipo de adición o

aditamento para el concreto hidráulico empleado en la Construcción de Pavimentos

Rígidos de manera que se controle la Fisuración por Retracción Plástica, evitando

que en el futuro involucren a otro tipo de fallas en la carpeta de rodadura que

generen malestar e incomodidad en los usuarios de este tipo de vías.

Los costos de mantenimiento preventivo y correctivo de vías son elevados y

dentro de la concepción del diseño de los Pavimentos Rígidos tan solo se considera

uno a dos mantenimientos durante su vida útil de este. Pero casi nunca se tiene en

cuenta que si se da la aparición de Fisuras por Contracción Plástica y no se

controla de manera adecuada en edad temprana del concreto, este pavimento

requerirá mayor incidencia de mantenimientos para preservar la capacidad de

rodadura y mantener el desempeño frente a las solicitaciones de carga para el que

fue diseñado inicialmente. Al investigar sobre las adiciones para el concreto a fin de

evitar la Fisuración por Retracción Plástica, se pretende evitar mantenimientos

imprevistos que no se hayan considerado durante la etapa de diseño e

indirectamente reducir los costos de prevención y reparación que se soliciten.

En la ciudad de Huancayo, el sector construcción está avanzando

enormemente, pero aún se arrastra deficiencia en los procesos constructivos con

los que se ejecutan las obras viales en esta ciudad. Son pocos los profesionales

que tienen conocimiento sobre el Monitoreo, Evaluación y Control de Fisuras por

Contracción Plástica en los Pavimentos Rígidos de Concreto Hidráulico, pues no

están familiarizados con el empleo y aplicación de las herramientas de medición

con que se cuentan a nivel mundial para la detección, reconocimiento y posterior

tratamiento de las Fisuras y Grietas. Al investigar algún aditamento para el concreto

empleado en Pavimentos Rígidos que reduzca las Fisuras por Contracción Plástica

se podrá dar a conocer cuáles son las herramientas para el Monitoreo, Evaluación y

Control de Fisuras y Grietas, así como los patrones a seguir para su aplicación para

todos los profesionales afines a las obras de Pavimentación Rígida y que requieran

Concretos masivos.

Figura N° 01 Fuente : Juárez Álvaro.

La utilización de las fibras en el concreto estos, se utiliza en un bajo

contenido de fibra de maguey, pero primero se colocan los agregados luego se

incorporan el cemento, el agua y posteriormente los aditivos, todo es mezclado en

una revolvedora mecánica. Finalmente se agrega la fibra de maguey tratando de

dispersarla en la mezcla. El procedimiento de mezclado deberá cumplir con la

norma ASTM C-94.

El procedimiento de mezclado, colado y compactado es muy similar a l

sugerido para concretos reforzados con fibras de acero, vidrio o plásticas .Sin

embargo, este material de construcción requiere de cuidados especiales para

evitar que se afecten sus propiedades.

En el caso de Cemento – Fibras de Maguey, Los trabajos de concreto para

determinar su resistencia a flexión y tenacidad. Usando 5% en volumen de

fibras de maguey de 0.5mm hasta 1m de longitud alineándolas en el molde para

reforzar concretos de relación agua/cemento =0.5. Los resultados encontrados

fueron un incremento 3 veces la resistencia a flexión, 7 veces la tenacidad y 7

veces la resistencia al impacto.

Por 10 que de acuerdo a sus resultados las fibras largas resultaron

más efectivas. Así también, se encontró que adicionando fibras cortas junto con

las fibras largas se incrementaba la resistencia a la primera grieta cuando e l

compuesto es sujeto a flexión.

Reforzando los morteros el estudio considero la variación en la Longitud y

el volumen de la fibra, además de la condición inicial de humedad de la fibra,

saturada y seca. Los resultados encontrados indican que mortero sin fibra tiene

una resistencia a flexión ligeramente mayor que Los morteros con fibra de 7 y 28

días de edad se incrementa hasta un naturales sisal debe también ser durable

para que la inversión sea justificable. La durabilidad se relaciona con la resistencia

del concreto al deterioro originado por causas externas (variaciones de humedad

10% a los 63 días de edad. A medida que transcurra el tiempo la resistencia

disminuiría.

El ingeniero Fernando Luis Cárdenas Tovar, nos plantea que

generalmente hemos denominado tipos de pavimentos por la cuestión funcional, de

cada uno de ellos, y llamamos al pavimento flexible como pavimento asfaltico,

como la estructura con dos capas fundamentales que tiene una serie de

metodologías para poder diseñar dichas capaz, al hablar de pavimentos rígidos

depende de la estructura funcional de este y el comportamiento que presenta

según el diseño de mezcla que se le adecue. Como es en este caso la adición de

una fibra natural que hace, que la mezcla con el concreto exista una mayor

cohesión y por ende existan la menor cantidad de fisuras en los pavimentos

rígidos.

1.1.2. Formulación del problema

1.1.2.1. General

¿Cómo influyen las Fibras Naturales del Maguey a manera de

adiciones al concreto en el Control de Fisuras por Retracción

Plástica en los Pavimentos Rígidos?

1.1.2.2. Específico

¿Cómo Analizar, comparar e interpretar los resultados de la

influencia de las adiciones de Maguey al concreto hidráulico en las

Fisuras por Contracción Plástica de las Pavimentos Rígidos?.

¿Cómo describir las causas y consecuencias que ocasionan las

Fisuras por Contracción Plástica en los Pavimentos Rígidos.

1.2. Objetivos

1.2.1. General

Determinar la influencia de las Fibras Naturales del Maguey como adición

al concreto en el Control de Fisuras por Retracción Plástica en los Pavimentos

Rígidos.

1.2.2. Específico

Analizar, comparar e interpretar los resultados de la influencia de las

adiciones de Maguey al concreto hidráulico en las Fisuras por

Contracción Plástica de las Pavimentos Rígidos.

Describir las causas y consecuencias que ocasionan las Fisuras por

Contracción Plástica en los Pavimentos Rígidos

1.3. Justificación e importancia

1.3.1. Justificación teórica

Con la presente investigación se desea corroborar lo indicado por el Comité

ACI 224.1R-93 que hace mención en su publicación “Causas, Evaluación y

Reparación de Fisuras en Estructuras de Hormigón”, otorgándole una posible

solución a los problemas del concreto aquí mencionados, mediante el uso de

una adición natural que vendría a ser las fibras naturales del Maguey.

1.3.2. Justificación metodológica

Al realizar la presente investigación se podrá describir el comportamiento

del concreto hidráulico en su estado plástico, al que han sido adicionadas las

fibras naturales de Maguey, y con mayor razón su influencia en el control de

Fisuras por Retracción Plástica. Esto se podrá lograr mediante la elaboración

de Paños de Prueba Experimentales.

CAPITULO II

MARCO TEORICO

2.1. Antecedentes del problema

Articulos Cientificos

El artículo científico de Sulcahuaman (2007). , que tiene como título “Materiales

compuestos de cemento, papel reciclado, quitosano y refuerzo de fibras de Sisal

químicamente modificadas”, cuyo objetivo es analizar, el concreto reforzado con fibras, es

aquel fabricado con cementos hidráulicos y fibras dispersas en forma aleatoria.

proporcionan un tipo de micro refuerzos como alternativa para mejorar sus propiedades

mecánicas, dando como resultado productos más económicos y ligeros, además de

brindar seguridad al ser antisísmicos La investigación presenta como resultado de los

ensayos, han mostrado que el refuerzo con fibra de sisal no produce un efecto favorable

respecto a las propiedades mecánicas de la matriz sola; no obstante, las fibras evitan el

colapso catastrófico del material en comparación al material sin refuerzo que rompe en

forma frágil al alcanzar la carga de rotura.. El trabajo concluye analizando el porcentaje de

absorción de agua como los daños debido al hinchamiento disminuyen significativamente

en las fibras impregnadas con solución de quitosano.

En el Articulo científico de Medina y Cifuentes (2007) que tiene como titulo “Hormigón

Reforzado con Fibras de Polipropileno. Influencia de la Ductilidad de la Fibra Sobre la

Fragilidad y el Efecto Tamaño” indican que: la adición de fibras de polipropileno al

hormigón, mejora las propiedades mecánicas del mismo. En este sentido se experimenta

un aumento de la resistencia característica a compresión, concluyendo con una

resistencia a tracción indirecta y de la resistencia a flexotracción.

En el Articulo Cadima (2013). que tiene como titulo “Influencia de las fibras de maguey en

el concreto por fisuras por contracción plástica en losas de concreto”, que: con la

incorporación de fibras metálicas a la mezcla se mejoran las propiedades mecánicas, se

controla la fisuración por retracción, de esta manera se mejora la calidad del hormigón

incrementando su durabilidad. En este sentido se experimenta un aumento de la

resistencia del concreto. Se puede apreciar un mayor soporte en comprensión que en

tracción en ensayos físicos.

En el articulo de Barlow,(1993), que tiene como Titulo “El Comité ACI 224. American

Concrete Intitute. En ACI 224.1R-93 “Causas, Evaluación y Reparación de Fisuras en

Estructuras de Hormigón”. USA: ACI; 1993. Se resumen las causas de fisuración de las

estructuras de hormigón. Se presentan los procedimientos usados para evaluar la

fisuración del hormigón y las principales técnicas para reparar fisuras. Se discuten los

principales métodos de reparación de fisuras y se brinda una guía para su correcta

aplicación.

En el articulo de Moraño (2005), que tiene como titulo “El Enfibrado de los Materiales de

Construcción” Algunos materiales tradicionales de construcción se refuerzan con fibras con

el fin de obtener ciertas propiedades que mejoren la calidad del producto final. Los

materiales que se suelen enfibrar son los derivados del cemento (hormigones proyectados,

soleras y prefabricado tipo GRC) y del yeso (prefabricados de yeso), Como se puede

observar todas las fibras mejoran las propiedades mecánicas de los materiales

a las que se les añade, fundamentalmente a la resistencia a tracción y por tanto todas las

características relacionadas con esta propiedad, elasticidad, absorción de energía,

ductibilidad, etc.

La razón de utilizar una u otra fibra está relacionada con las propiedades de la fibra y lo

que se le va a solicitar de prestaciones a la misma, como un comportamiento al fuego

mejor del material compuesto. Pero lo más importante es el precio de la misma.

TESIS o TESINAS

1) Francisco (2005) en su tesis titulada: “El sisal ” presentado para obtener el grado de

Máster en Ingeniería de Quimica en la Universidad Nacional de Ingeniería, el Año 2005

La investigación llego a las siguientes conclusiones.

1. concluye que todas las fibras mejoran las propiedades mecánicas de los materiales

a las que se les añade, fundamentalmente a la resistencia a tracción y por tanto

todas las características relacionadas con esta propiedad, elasticidad, absorción de

energía, ductilidad, etc.

2. La razón de utilizar una u otra fibra está relacionada con las propiedades de la fibra

y lo que se le va a solicitar de prestaciones a la misma, como un comportamiento al

fuego mejor del material compuesto. Pero lo más importante es el precio de la

misma.

3. Todo lo indicado hace presumir que los materiales de construcción que poseen un

comportamiento frágil serán todos reforzados y en un breve espacio de tiempo los

hormigones no tendrán barras corrugadas (hierro) en su interior serán sustituidas

por fibras, principalmente metálicas

2) Juárez Álvaro (2010), en su tesis titulada “concretos base cemento Portland reforzados

con fibras naturales (Agave lechuguilla ) como materiales para construcción en México.”

presentado para optar el Máster en Ingeniería de Estructuras, Cimentaciones y Materiales

en la Universidad Politécnica de Madrid-España en el año 2010.señala también que:

1. En función del tipo de fibras se mejoran en general las características mecánicas

del hormigón.

2. Actualmente se cuentan con un sinfín de fibras que se le adicionan a los concretos,

dependiendo las propiedades mecánicas que se desean alcanzar en este.

3) Mármol P (2010) . en su tesis titulada “Hormigones con Fibras de Acero Características

Mecánicas” Madrid – España: Universidad Politécnica de Madrid, en el año 2010 , Señala

que.

1. En función del tipo de fibras se mejoran en general las características mecanicas

del hormigón

2. Las fibras de vidrio son utilizadas normalmente en prefabricación, ya que

estructuralmente no pueden utilizarse por la reacción que presentan con los álcalis

del cemento.

4) Moraes M.(2006) en su tesis titulada “Botánica Económica de los Andes Centrales”.

Bolivia: Fondo Editorial UMSA; en el año 2006, señala que

1. Las plantas como el maguey tiene una textura mas resistente a la tracción

2. Las fibras de maguey tienen un poder de cohesión entre sus componentes

5) Cedeño (2009) en su tesis titulada “Fisuras por Retracción en el Hormigón” Guayaquil –

Ecuador: Escuela Superior Politécnica del Litoral, en el año 2009.señala que

1. Ningún método de control de fisuramiento por retracción garantiza que

las fisuras sean evitadas, se puede reducir su propagación o su

tamaño pero no eliminarlas.

2. La relación agua/cemento es el principal factor que se debe cuidar en

el diseño de las mezclas, procurando que sea baja pero no con mucho

contenido de cemento ya que este tiene influencia para elevar la

retracción, considerando un rango de 0.35 a 0.5 como idóneo.

3. A mayor resistencia del hormigón mayor será la retracción que se

produzca, ya que para obtener resistencias altas se necesitara mayor

cantidad de cemento y cuanto más resistente sea este habrá más

deshidratación del hormigón.

2.2. Bases teóricas

2.2.1. Fibras naturales de Maguey

De las múltiples plantas que benefician al ser humano, el maguey ha sido

una de las más aprovechadas, tanto por los antiguos mesoamericanos como

por las actuales habitantes del altiplano central. Pocos son los vegetales que

proporcionan al hombre casa, vestido, sustento y salud, además de ser un

medio de conocimientos (papel). Por estas razones el maguey ha sido calificado

como excepcional.

Moraes M., Øllgaard B., Kvist L., Borchsenius F. y Balslev H. En “Botánica

Económica de los Andes Centrales”. Bolivia: Fondo Editorial UMSA; 2006,

menciona que el uso y manejo de las plantas de fibra ha sido de capital

importancia para el avance de la civilización humana. Para estudiar su

importancia en la región de los Andes centrales, se realizó una revisión

bibliográfica sobre los usos de las plantas de fibra en Ecuador, Perú y Bolivia.

En total se encontraron 67 especies pertenecientes a 24 familias de plantas

vasculares. Las familias con un mayor número de especies fueron Poaceae

(18), Arecaceae (10), Asteraceae (6), Fabaceae s.l. (5) y Malvaceae (4). Las

categorías de uso que tuvieron un mayor número de especies fueron cestería

(35), cordelería (19), techado de casas (19) y fabricación de escobas (18). En la

actualidad, el uso de las plantas de fibra tiene gran importancia en las

sociedades rurales y campesinas andinas porque ofrecen multitud de recursos

domésticos para gente con escasos recursos económicos. Los productos de

cestería, cordelería y textiles conforman una parte importante de la cultura

material de la región andina. Los productos elaborados con Agave americana,

Arundodonax, Aulonemiaqueko, Furcraea andina, Heteropsisecuadorensis,

Juncusarcticus y Schoenoplectuscalifornicus se comercializan en los mercados

locales o nacionales y su explotación representa una buena fuente de ingresos

económicos para las familias que trabajan intensivamente con las plantas. Las

monocotiledóneas o plantas de fibra dura tuvieron mayor importancia comercial

que las dicotiledóneas o plantas de fibra blanda. En Ecuador se registró el

mayor número de especies de plantas de fibra y el mayor número de especies

comercializadas, sin embargo, estudios más detallados de etnobotánica de

plantas de fibra en los Andes de Ecuador, Perú y Bolivia, aportarán nuevas

especies útiles y comercializables.

Aunque históricamente muchas fibras han sido usadas para reforzar varios

materiales deconstrucción, ha sido hasta años recientes que los científicos se

han dedicado a estudiar a las fibras naturales como refuerzo, ya que

anteriormente su uso se limitaba exclusivamente a la producción de ropa,

colchones y cobijas. Las fibras naturales están disponibles razonablemente en

grandes cantidades en muchos países en desarrollo y representan una fuente

renovable

2.2.1.1. Concepto de Fibras Vegetales y/o Naturales

La Real Academia de la Lengua Española, define Las fibras

vegetales propiamente dichas se componen de células largas y

delgadas de esclerénquima. Estas células tienen la característica de

desarrollar una segunda pared vegetal, dentro de la primera, cuando la

célula ha completado su crecimiento, con lo que finalmente se

conforman paredes celulares mucho más gruesas que en otro tipo de

células. Su función es la de dar soporte, dureza y rigidez a los tejidos

vegetales. La composición de la pared celular de las fibras vegetales es

principalmente de celulosa y en segundo término de lignina, pero

también se pueden encontrar taninos, gomas, pectinas y otros

polisacáridos.

2.2.1.2. Dimensiones de Fibras Vegetales y/o Naturales

Las fibras se encuentran en varias partes de la planta, corteza, tallo

o tronco, ramas, hojas, pero son más frecuentes en los tejidos

vasculares. En función de la localización de la fibra en la planta, se las

clasifica en tres grupos:

a) Fibras Blandas, cuando la fibra se encuentra en el floema de los

tallos; se presenta en las dicotiledóneas, por ejemplo en el lino, yute o

cáñamo (Cannabis sativa)

b) Fibras Duras, cuando las fibras se encuentran en el floema de las

hojas en forma de haces que se sobreponen unos con otros, lo que los

hace más fuertes por su mayor lignificación; se presenta en las

monocotiledóneas, por ejemplo: maguey, cabuya (Furcraea andina) o

abacá (Musa textilis).

c) Fibras De Superficie, que corresponde a los pelos de la epidermis de

la semilla, por ejemplo: en el algodón.

2.2.1.3. El Maguey

La Real Academia de la Lengua Española, define al ‘Maguey o Pita’

como una planta vivaz, oriunda de México, de la familia de las

Amarilidáceas, con hojas o pencas radicales, carnosas, en pirámide

triangular, con espinas en el margen y en la punta, color verde claro, de

15 a 20 cm de anchura en la base y de hasta 3 m de longitud; flores

amarillentas, en ramilletes, sobre un bohordo central que no se

desarrolla hasta pasados varios años, pero entonces se eleva en pocos

días a la altura de 6 ó 7 m. Se ha naturalizado en las costas del

Mediterráneo. De las hojas se saca buena hilaza, y una variedad de

esta planta produce, por incisiones en su tronco, un líquido azucarado,

de que se hace el pulque.

El género Agave está compuesto por plantas suculentas

pertenecientes a una extensa familia botánica del mismo nombre:

Agavaceae. Se les conoce con el nombre común de agave, pita,

maguey, cabuya, fique, mezcal. Su centro de origen está en México,

aunque actualmente se distribuyen desde el sur de Estados Unidos

hasta el norte de Venezuela y Colombia.

Estas plantas forman una gran roseta de hojas gruesas y carnosas,

generalmente terminadas en una afilada aguja en el ápice y, a menudo,

también con márgenes espinosos. El robusto tallo leñoso suele ser muy

corto, por lo que las hojas aparentan surgir de la raíz.

2.2.1.4. Métodos para Extracción de Fibras de Maguey

Conocido como descortezación (Maiti 1995, Levetin&McMahon

1999). Para ello, se separan mecánicamente la corteza de los tejidos

vegetales que contienen las fibras a mano, o bien industrialmente con

el uso de maquinaria. Posteriormente se secan al sol y finalmente la

fibra se suele extraer mediante un proceso químico. Para ello se meten

las fibras en agua con soda cáustica, fosfatos u otros químicos para

eliminar las gomas y pectinas que contienen los tejidos de la propia

fibra. Después se sacan del agua, se lavan y se dejan secar al sol.

2.2.2. Fisuras por Contracción Plástica

Las grietas (fisuras) por contracción plástica se forman en la superficie del

concreto fresco inmediatamente después de su vaciado (también conocido

como vertido o colado) y mientras aún permanece en estado plástico. Estas

grietas principalmente aparecen en superficies horizontales.

Usualmente son paralelas entre sí a una distancia del orden de 1 a 3 pies (0.3 a

0.9 m), relativamente superficiales, y generalmente no interceptan el perímetro

de la losa. Cuando altas tasa de evaporación provocan que la superficie del

concreto se seque antes de que haya fraguado, es muy probable que ocurra el

agrietamiento por contracción plástica.

Barlow P., Darwin D., Liu T. y Scanlon A. conjuntamente con el Comité ACI

224. American Concrete Intitute. En ACI 224.1R-93 “Causas, Evaluación y

Reparación de Fisuras en Estructuras de Hormigón”. USA: ACI; 1993 indica

que: La fisuración por retracción plástica ocurre cuando está sujeto a una

pérdida de humedad muy rápida provocada por una combinación de factores

que incluyen las temperaturas del aire y el hormigón, la humedad relativa y la

velocidad del viento en la superficie del hormigón. Estos factores pueden

combinarse de manera de provocar niveles altos de evaporación superficial

tanto en clima caluroso como en clima frío. Si la humedad se evapora de la

superficie del hormigón recién colocado más rápido de lo que puede ser

remplazada por el agua de exudación, el hormigón superficial se contrae.

Debido a la restricción proporcionada por el hormigón debajo de la capa

superficial que se seca, en el hormigón débil, plástico y en proceso de

rigidización se desarrollan tensiones detracción que provocan fisuras poco

profundas pero de profundidad variable, que pueden formar un patrón poligonal

aleatorio, o bien pueden aparecer básicamente paralelas unas a otras. Estas

fisuras a menudo son bastante anchas en la superficie. Su longitud varía entre

pocos milímetros y más de un metro, y su separación puede ser de pocos

milímetros o de hasta 3 m. Las fisuras por retracción plástica comienzan como

fisuras de poca profundidad, pero pueden convertirse en fisuras cuya

profundidad abarque la totalidad de la altura del elemento.

2.2.2.1. Concepto de fisuras por Contracción Plástica

La Real Academia de la Lengua Española, define como ‘Fisura’ (del

latín fissūra) a la grieta que se produce en un objeto. Y a la vez define

‘Grieta’ a la hendidura alargada que se hace en la tierra o en cualquier

cuerpo sólido.

La naturaleza del hormigón, el proceso de hidratación del cemento

y las acciones atmosféricas, hacen que las fisuras estén sustanciadas

con el mismo. Las fisuras, son roturas que aparecen generalmente en

las superficies del hormigón, por la presencia de tensiones superiores a

su capacidad de resistencia.

Las Fisuras por Contracción Plástica aparecen ocasionalmente, en

la superficie del concreto fresco, poco después de haber sido colocado

y cercano al tiempo en que se realiza el acabado. Estas hendiduras se

desarrollan por la pérdida de agua por evaporación de la superficie del

concreto y generalmente se asocian a los colados en climas cálidos; sin

embargo, pueden ocurrir en cualquier ocasión en que las condiciones

ambientales produzcan una evaporación rápida del agua en la

superficie del concreto.

2.2.2.2. Causas y Factores

Las Grietas por Contracción Plástica son causadas por una rápida

pérdida de agua de la superficie del concreto antes de que este haya

fraguado. La condición crítica existe cuando la tasa o velocidad de

evaporación de la humedad superficial excede la tasa en el cual el agua

de exudación (sangrado) que sube pueda reemplazarla.

Las condiciones que generan altas tasas de evaporación en la

superficie del concreto del concreto, y por lo tanto incrementan la

posibilidad del agrietamiento por contracción plástica, incluyen:

- Una velocidad de viento superior a 8 km/h.

- Una baja humedad relativa.

- Altas temperaturas ambientales y del Concreto.

Las mezclas de concreto con una baja exudación por sí mismas, o

con agua de exudación, reducida; son susceptibles al agrietamiento por

contracción aun cuando las Tasa de evaporación sean bajas. Los

factores que reducen la cantidad de exudación son un alto contenido de

materiales cementantes, un alto contenido de finos, un contenido

reducido de agua, aire incorporado, una elevada temperatura del

concreto y las secciones más finas. El concreto que contiene humo de

sílice (microsílice) requiere particular atención para evitar en secado

superficial durante el vaciado.

Cualquier factor que retrase el fraguado incrementa la posibilidad

del agrietamiento por contracción plástica. El fraguado retardado puede

ser consecuencia de uno o más de los siguientes factores: tiempo frío,

sub-bases frías, alto contenido de agua, bajos contenidos de cemento,

retardadores de fraguado, algunos reductores de agua y adiciones de

materiales cementantes.

2.2.2.3. Dimensiones

El agua que se encuentra por debajo de la superficie del concreto

forma un menisco entre las partículas finas de cemento y de agregados

causando una fuerza de tensión que se desarrolla en las capas

superficiales.

Si la superficie del concreto ha comenzado a fraguar y ha

desarrollado suficiente resistencia a la tensión para resistir dichas

fuerzas, no se forman grietas.

Si la superficie se seca muy rápidamente, el concreto puede

permanecer plástico y las grietas no se desarrollan en ese momento,

pero se formaran seguramente tan pronto como se endurezca un poco

más.

Longitud

Espesor

Incidencia

Brote de Fisuras

2.2.2.4. Mecanismo y Ocurrencia de Eventos

El mecanismo de la generación de fisuras por contracción plástica es

el siguiente:

a) El agua de exudación aparece en la superficie.

b) La evaporación del agua es mayor que la velocidad del agua de

exudación.

c) La superficie del concreto se seca.

d) La superficie de concreto trata de contraerse.

e) El concreto húmedo trata de resistir la contracción.

f) Se generan esfuerzos en el concreto plástico.

g) Se forma la fisura de contracción plástica.

2.2.2.5. Importancia

Las fisuras de contracción plástica son antiestéticas; sin embargo,

raramente afectan la resistencia y durabilidad de los pisos y los

pavimentos. No obstante, si a través de éstas ingresan sustancias

perjudiciales pueden afectar el desempeño de la estructura y disminuir

su durabilidad. Por lo tanto, es importante controlar, evaluar y evitar la

aparición de fisuras por contracción plástica para lograr estructuras más

durables que aseguren un ciclo de servicio aceptable con el menor

costo de mantenimiento.

2.3. Definición de Términos Básicos

a) Concreto u Hormigón, según Rivva E. “Materiales para el Concreto”. (1º Edición).

Lima-Perú: Fondo Editorial ICG; Diciembre 2008, es considerado el más versátil de

los materiales de construcción actuales. Es una Mezcla, adecuadamente dosificada,

de cemento, agregado fino y grueso. Adicionalmente también puede tener en su

composición aditivos, adiciones y fibra.

b) Curado, según Harmsen T. E. “Diseño de Estructuras de Concreto Armado”. (3º

Edición). Lima-Perú: Fondo Editorial PUCP; 2002, viene a ser el proceso por el cual

se busca mantener saturado el concreto hasta que los espacios de cemento fresco,

originalmente llenos de agua sean reemplazados por los productos de la

hidratación del cemento. El curado pretende controlar el movimiento de temperatura

y humedad hacia dentro y hacia fuera del concreto. Busca, también, evitar la

contracción de fragua hasta que el concreto alcance una resistencia mínima que le

permita soportar los esfuerzos inducidos por ésta.

c) Colada, Ferrer C. y Amigó. V. “Tecnología de Materiales”. Valencia - España:

Editorial de la Universidad Politécnica de valencia; 2003, es el proceso que consiste

simplemente en llenar un molde con el material fluido el cual toma la forma del

molde al solidificar.

d) Fibras en el Concreto, según Rivva E. “Materiales para el Concreto”. (1º Edición).

Lima-Perú: Fondo Editorial ICG; Diciembre 2008, son elementos discontinuos que

se adiciona a la mezcla de concreto para mejorar su resistencia a la flexión y corte,

disminuyendo o eliminando su tendencia a agrietarse, ya sea por asentamiento

plástico, contracción plástica, contracciones térmicas iniciales, o contracción por

secado a largo plazo.

CAPITULO III

HIPÓTESIS Y VARIABLES

3.1. Hipótesis

3.1.1 Hipótesis General

Las fibras naturales del Maguey a manera de adiciones influyen

significativamente en el control de Fisuras por Contracción Plástica en los

paños de prueba, elaborados en el laboratorio de Concretos de la Universidad

Continental de Ciencias e Ingeniería, porque el uso de fibras hace que la adición

del concreto, con las fibras naturales presenten una mayor cohesión, que a su vez

no permitan que presenten fisuras en las losas de concreto.

3.1.2 Hipótesis Específicas

Es factible analizar, comparar e interpretar los resultados de la

influencia de las adiciones de Maguey al concreto hidráulico en las

Fisuras por Contracción Plástica de las Pavimentos Rígidos.

Las Fisuras por Contracción Plástica en los paños de prueba pueden

ocasionar problemas mayores de no ser controlados.

3.2. Variables Y Operacionalización

3.2.1 Variables

En el presente estudio las variables a ser investigadas son:

X : Fibras Naturales del Maguey

Y : Fisuras por Contracción Plástica

V1 : Temperatura del Ambiente

V2 : Humedad Relativa

V3 : Velocidad de Vientos

V4 : Calidad del Concreto

V5 : Compactación de Sub-

base.

V6 : temperatura del

Concreto

V7 : Colada y/o Colocación

V8 : Curado

3.2.2. Operacionalización de las Variables

En el siguiente cuadro se muestra como se desarrollará la

Operacionalización en el presente trabajo de investigación.

VARIABLE DIMENSIÓN INDICADORES ÍNDICE / ITEM

Fibras

Naturales del

Maguey

Longitud de

Fibra Milímetros (mm) -

Diámetro de

Fibra Milímetros (mm) -

Dosificación Porcentual (%)

Dado en relación al

volumen total de

Concreto que será

mezclado.

Fisuras por

Contracción

Plástica

Longitud Milímetros (mm) -

Espesor Milímetros (mm) -

Incidencia Porcentual (%)

Dado en relación al

área de cada uno

de los paños de

prueba.

Brote de Fisuras Tiempo (hh:mm)

Edad del Concreto

en la que aparecen

las fisuras