UNIVERSIDAD SAN PEDRO FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL Resistencia a la compresión de un mortero cemento-arena adicionando 10% y 20% de mucílago de nopal. Tesis para obtener el título profesional de ingeniero civil Autor Bulnes Gambini, Carlos Mauro Asesor Flores Reyes, Gumercindo Chimbote – Perú 2018 PALABRAS CLAVE: Tema Resistencia de mortero Especialidad Tecnología del concreto KEYWORDS: Theme Mortar strength Speciality Concrete technology LINEA DE INVESTIGACIÓN: Código Línea 1.0 Ingeniería 2.0 Ingeniería y Tecnología 2.1 Ingeniería Civil i Resistencia a la compresión de un mortero cemento-arena adicionando 10% y 20% de mucílago de nopal. ii Resumen: El presente proyecto de investigación estuvo enfocado en determinar la resistencia de un mortero partiendo desde su fabricación, utilizando material natural mucilago de nopal en su elaboración adicionándolo en un 10% y 20%. Este proyecto fue experimental, teniendo en cuenta que el material mucílago de nopal fue extraído de manera acuosa, cortando en rebanadas que se pusieron a remojar en agua en una cantidad recomendable de 7 días; dicha sustancia fue adicionada a la mezcla patrón de un mortero; también se fabricaron morteros patrón sin adición, con el fin de llevar a cabo la realización de cuadros comparativos de las resistencias obtenidas. En esta investigación, se determinaron los componentes químicos del mucílago de nopal, se determinaron fluideces para que se puedan tener resultados equivalentemente comparativos. Se elaboraron 27 probetas de mortero (9 patrón, 9 experimental con 10% de adición y 9 con 20% de adición), y posteriormente se determinaron las resistencias. Se determinó que las adiciones de 10% y 20% de mucílago de nopal tienden a disminuir la resistencia a la compresión de morteros a los 28 días con respecto a un mortero patrón, siendo expresadas éstas disminuciones en porcentajes de 11.02% y 5.60%, respectivamente. Las disminuciones se debieron a la presencia de componentes químicos un tanto dañinos del mucílago de nopal, entre ellos el sodio, que tiende a deteriorar el mortero con el transcurrir del tiempo, y la presencia de potasio, que tiende a dañar al mortero, ya que actúa de manera brusca con el agua y/o humedad y esta hace que no se pueda hidratar de manera adecuada; por otra parte el pH de 4.18 (ácido) también fue responsable de esta disminución. iii Abstract: The present research project was focused on determining the resistance of a mortar starting from its manufacture, using natural material cactus mucilage in its elaboration adding it in 10% and 20%. This project was experimental, taking into account that the cactus mucilage material was extracted in an aqueous way, cutting into slices that were put to soak in water in an advisable quantity of 7 days; said substance was added to the master mix of a mortar; also standard mortars without addition were made, in order to carry out the comparative tables of the obtained resistances. In this investigation, the chemical components of the cactus mucilage were determined, the fluids were determined so that they could have equivalent results. A total of 27 mortar specimens were prepared (9 standards, 9 experimental with 10% addition and 9 with 20% addition), and the resistances were subsequently determined. It was determined that additions of 10% and 20% of cactus mucilage tend to decrease the resistance to compression of mortars at 28 days with respect to a standard mortar, with reductions in percentages of 11.02% and 5.60%, respectively. The decreases were due to the presence of dangerous chemical components of cactus mucilage, between them sodium, which tends to deteriorate the mortar with the lapse of time, and the presence of potassium, which tends to damage the mortar, since it is a tool that can’t be hydrated properly; on the other hand the pH of 4.18 (acid) was also responsible for this decrease. iv Índice General Contenido Palabras clave-Keywords – Línea de investigación i Título ii Resumen i i i Abstract iv Índice v I). Introducción 1 II). Metodología 34 III). Resultados 39 IV). Análisis y discusión 64 V). Conclusiones y Recomendaciones 67 VI). Agradecimientos 68 VII). Referencias bibliográficas 6 9 VIII). Anexos y apéndices 72 Anexo N°1 : Ensayos del agregado fino 72 Anexo N°2 : Ensayo de alcalinidad (pH) del mucílago de nopal 77 Anexo N°3 : Ensayo de fluidez 79 Anexo N°4 : Ensayo de fluorescencia de rayos X 83 Anexo N°5 : Ensayos de resistencia a la compresión 87 Anexo N°6 : Prueba de hipótesis ANOVA 97 Anexo N°7 : Panel fotográfico 99 v Índice de Tablas Tabla 1. Clasificación de los morteros de pega de mampostería simple según 10 resistencia a la compresión a 28 días y según dosificación Tabla 2. Composición química del cemento portland tipo I 12 Tabla 3. Límites permisibles 16 Tabla 4. Granulometría de la arena gruesa 19 Tabla 5. Aplicaciones de morteros según su fluidez 22 Tabla 6. Variable dependiente 33 Tabla 7. Variable independiente 33 Tabla 8. Diseño en bloque completo al azar 35 Tabla 9. Técnicas e instrumentos de investigación 36 Tabla 10. Resultado de fluorescencia de rayos x del mucílago de nopal 39 Tabla 11. pH del mucílago de nopal 39 Tabla 12. Contenido de humedad agregado fino (ASTM D-2216) 40 Tabla 13. Gravedad específica y absorción agregado fino (según norma 40 ASTM C-127) Tabla 14. Peso unitario suelto del agregado fino 40 Tabla 15. Peso unitario compactado del agregado fino 41 Tabla 16. Requisitos físicos de gradación para el cálculo de la fluidez 41 Tabla 17. Requisitos físicos de gradación para elaborar los especímenes 42 Tabla 18. Proporción de materiales utilizado para calcular la fluidez del 43 mortero patrón Tabla 19. Dosificación de materiales utilizado para calcular la fluidez del 43 mortero experimental con 10% y 20% de adición Tabla 20. Fluidez del mortero 44 Tabla 21. Dosificación de materiales utilizado para elaborar los 44 especímenes del mortero patrón. Tabla 22. Dosificación de materiales utilizado para elaborar los 44 especímenes del mortero experimental con 10% y 20% de adición Tabla 23. Medidas de dispersión del mortero patrón 45 Tabla 24. Medidas de dispersión del mortero experimental con 10% de adición 46 Tabla 25. Medidas de dispersión del mortero experimental con 20% de 47 adición Tabla 26. Ensayos de compresión patrón 3 días 48 Tabla 27. Ensayos de compresión patrón 7 días 48 Tabla 28. Ensayos de compresión patrón 28 días 48 Tabla 29. Ensayos de compresión experimental 10% de 3 días 49 Tabla 30. Ensayos de compresión experimental 10% de 7 días 49 Tabla 31. Ensayos de compresión experimental 10% de 28 días 49 Tabla 32. Ensayos de compresión experimental 20% de 3 días 50 Tabla 33. Ensayos de compresión experimental 20% de 7 días 50 Tabla 34. Ensayos de compresión experimental 20% de 28 días 50 Tabla 35. Pesos de morteros patrón de 3 días 51 Tabla 36. Pesos de morteros patrón de 7 días 51 Tabla 37. Pesos de morteros patrón de 28 días 51 Tabla 38. Pesos de morteros experimental 10% de 3 días 52 Tabla 39. Pesos de morteros experimental 10% de 7 días 52 Tabla 40. Pesos de morteros experimental 10% de 28 días 52 Tabla 41. Pesos de morteros experimental 20% de 3 días 53 Tabla 42. Pesos de morteros experimental 20% de 7 días 53 Tabla 43. Pesos de morteros experimental 20% de 28 días 53 Tabla 44. Resultados finales de ensayos de compresión 54 Tabla 45. Ensayos de compresión patrón en porcentajes 54 Tabla 46. Ensayos de compresión experimentales en porcentajes 54 Tabla 47. Cuadro comparativo de morteros patrón y experimental 55 Tabla 48. Resistencias de especímenes según días de curado 62 Tabla 49. Cálculo de la prueba ANOVA 62 Lista de Figuras Figura 1. Resistencia a la compresión patrón (kg/cm2) vs. edad(días) 56 Figura 2. Resistencia a la compresión exp. 10% (kg/cm2) vs. edad(días) 57 Figura 3. Resistencia a la compresión exp. 20% (kg/cm2) vs. edad(días) 58 Figura 4. Resistencia a la compresión (kg/cm2) vs. edad(días) 59 Figura 5. Resistencia a la compresión (kg/cm2) vs. edad(días) 60 Figura 6. Pesos especímenes fraguados (gr) vs edad (días) 61 Figura 7. Pesos especímenes curados (gr) vs edad (días) 61 I). INTRODUCCIÓN De los antecedentes encontrados se ha abordado algunos trabajos relevantes a esta investigación, como el de Guadalupe y Suárez (2006) en su trabajo de investigación buscó analizar el efecto de impermeabilidad del mucílago de nopal en bloques de tierra comprimidos, concluyendo los siguientes puntos. Se encontró que los bloques de tierra comprimido incrementan significativamente la resistencia a la compresión seca y húmeda hasta un 61.5 ± 4.6%. Relación volumen/porosidad: La porosidad disminuye conforme se incrementa la concentración de mucílago. Los bloques incrementan su resistencia a la abrasión lo que podría verse reflejado en su durabilidad. Los resultados aquí obtenidos muestran que el mucílago de nopal mejora, en general, las características de los bloques de tierra comprimidos debido a la reducción de porosidad relacionado con un cambio en la permeabilidad del sólido. El efecto del mucílago de nopal en la permeabilidad al parecer es debido a una inhibición en la interacción entre el agua y el sólido que no permite el ascenso del líquido por capilaridad. Por otro punto, en la investigación de Ramírez (2006) desarrolló la investigación que busca determinar las propiedades de durabilidad del hormigón y el análisis microestructural en pastas de cemento con adición de mucílago de nopal como aditivo natural, en la cual se concluyó lo siguiente. El mucílago de nopal disminuye la fluidez en las pastas de cemento, actuando como aditivo modificador de viscosidad, además de actuar como aditivo retardante al incrementar los tiempos de fraguado. En la microestructura de las pastas elaboradas con a/c se observan cristales de hidróxido de calcio, silicato hidratado de calcio y etringita; sin embargo, en las pastas de m/c solo se aprecia etringita y el silicato hidratado de calcio. Los resultados de XRD indican una menor reducción del C3S y C2S entre 3 y 28 días de edad en las pastas conteniendo mucílago de nopal, comparado con las pastas conteniendo solo agua, mostrando el efecto del mucílago como retardante de la hidratación del cemento. 1 El mucílago de nopal redujo significativamente la absorción capilar de agua en todas las mezclas de hormigón curadas por cero y siete días en húmedo con respecto a las mezclas control. El coeficiente de difusión de cloruros en el hormigón conteniendo mucílago de nopal, relación m/c = 0,30, fue menor en todas las edades de prueba y ambos tipos de curado con respecto al control. En el hormigón con relación m/c = 0,45, el mucílago de nopal contribuyó a disminuir el coeficiente de difusión solo hasta 120 días de edad en ambos tipos de curado con respecto al control. En lo que respecta a la relación m/c = 0,60, el mucílago de nopal solo contribuyó a disminuir el coeficiente de difusión en el hormigón curado en húmedo por siete días con respecto al control. Asimismo, se revisó la investigación realizada por el Instituto Politécnico Nacional (2012), que buscaba determinar los efectos del extracto de nopal sobre el concreto, la cual se determinó como conclusión lo siguiente. El extracto del nopal incrementa la resistencia a la compresión y reduce la permeabilidad del concreto. El concreto hidráulico es uno de los materiales de construcción más utilizados a nivel mundial y México no es la excepción. Su producción necesita propiedades adecuadas de la pasta de cemento para obtener una alta deformabilidad y también una alta resistencia a la disgregación. También se revisó la investigación de Durán (2013), que abordó la influencia del mucílago de nopal como reductor de la retracción en concreto auto-consolidable, definiendo como conclusión lo siguiente. En general, y para las edades entre 28 y 91 días, el mucilago de nopal dosificado por cualquiera de los dos modos estudiados, condujo a reducciones marginales en la resistencia a compresión, en un rango de 2 a 9 % con relación a las mezclas de referencia y a la de curado interno convencional con agua. Con relación a las mezclas con aditivo SRA las reducciones fueron de 2 a 8 %. El mucilago de nopal no modifico el módulo de elasticidad (E). Con relación a la referencia, la mayor expansión inicial que exhibieron las mezclas con mucilago de nopal condujo a reducciones significativas de la retracción autógena. El mucilago de nopal en solución acuosa para el curado interno resulto más efectivo que el curado interno convencional con agua para mitigar las retracciones autógenas. 2 En la investigación de Amarán y Ravi (2016) se abordó como influencia determinar el efecto del cactus sobre las propiedades reológicas del cemento, llegando a las siguientes conclusiones: El uso de cactus en el cemento mejora la plasticidad, trabajabilidad y resistencia a la compresión. La consistencia del cemento incrementó en 0.5% por cada 10% de adición de CEX (mucílago de nopal). La relación a/c óptima se reduce cuando se incrementa CEX. Propiedad de auto-curado obtenida con adición de CEX. Según la investigación de Coronado, Hernández, López, Horta, Rojas y Selvera (2011) se buscó determinar el mejoramiento de las propiedades mecánicas del cemento hidráulico utilizando una sustancia activa derivada del Cactus Opuntia, la cual se concluyó con lo siguiente: Los aditivos derivados del nopal mejoran la trabajabilidad en el momento de mezclado. El uso de arabinosa, polvo de nopal y xilosa adicionado en 5% actúa como retardante. El uso aislado de la arabinosa y xilosa tiene un comportamiento muy similar al polvo de nopal, por medio de esta investigación se ha verificado que estos aditivos son una alternativa más para aumentar la resistencia a la compresión, mejorar las mezclas, así como también ayuda a ralentizar los tiempos de fraguado. También se revisó la investigación de Molina y Valdivia (2007) que tenía como objetivo buscar el efecto de impermeabilidad en morteros de tierra utilizando goma de tuna. El propósito de esta investigación es conocer la utilización de la goma de tuna como impermeabilizante en morteros de tierra para recubrimiento de viviendas de adobe, tapial y quincha. Para la investigación se midió la temperatura y el pH del mucilago de tuna para garantizar un buen desarrollo del proceso, seguidamente se fabricaron muestras de mortero sin estabilizar y estabilizados con goma de tuna en proporciones respecto al peso seco de tierra de 5%, 10%, 15% y 20% luego de dos meses de secado, los testigos fueron sometidos a las siguientes pruebas: ensayo de variaciones de dimensiones, ensayo de humedecimiento y secado, ensayo de capilaridad y ensayo de erosión. Luego de observar los resultados obtenido y compararlos entres si, se concluyó que la goma de tuna como estabilizante, otorga mejoras significativas a los revestimientos de 3 morteros de tierra frente a la humedad, siendo la proporción que ofrece mejor resistencia frente a la húmedas el tratamiento con 20% con contenido de goma de tuna en su composición respecto a su peso seco de tierra. Asimismo, se revisó el estudio de Lope y Lucio (2016). Tuvo como objetivo general determinar la resistencia a la compresión de un concreto F’C= 210kg/cm2 sustituyendo al cemento en un 2.5%, 3.5% y 4.5% por mucílago de nopal con respecto a un concreto convencional, concluyendo lo siguiente: La resistencia a compresión se manifiesta que al sustituir el mucilago de nopal en un 2.5%, la resistencia promedio a los 07 días es de 160.14 kg/cm2, a los 14 días es de 180.93 kg/cm2, a los 21 días es de 200.26 kg/cm2 y a los 28 días es de 208.07 kg/cm2. La resistencia promedio a los 07 días es de 163.65 kg/cm2, a los 14 días es de 184.36 kg/cm2, a los 21 días es de 199.49 kg/cm2 y a los 28 días es de 211.64 kg/cm2. Por ultimo al sustituir un 4.5% nos da una resistencia promedio de 161.12 kg/cm2, 178.49 kg/cm2, 203.68 kg/cm2 y 209.56 kg/cm2 tanto a los 07, 14, 21 y 28 días. Los resultados indica que al sustituir un 3.5%, mejora la resistencia a compresión en los días 07, 14, 21 y 28 días donde cumplen los parámetros de ruptura pero no supera al concreto patrón, mientras que al sustituir el mucilago de nopal en un 2.5% y 4.5% no cumplen con dichos parámetros de diseño en su totalidad. Según el estudio de Carbajo y Valverde (2015), tenían como objetivo principal determinar la resistencia a la compresión de un concreto F’C= 210kg/cm2 con adición del 2% de mucílago de tuna en relación al curado con el uso del agua de mar y agua residual agrícola, y se concluyó que la resistencia a la compresión del concreto patrón + el 2% de adición del mucilago de tuna llega a incrementar en un 5.30% de la resistencia a la compresión del concreto patrón, ambos curados con el agua potable. Esto se debe al alto contenido de sílice en el mucílago de tuna y a los contenidos mínimos de los cloruros y sulfatos que se encuentran en el agua potable, ya que se verificó y se comparó con la tabla del límite permisible para el agua de mezcla y curado según la NTP 339.088. La resistencia a la compresión del concreto patrón + el 2% de mucilago de tuna llega a incrementar en un 8.60% de la resistencia a la compresión del concreto patrón, ambos curados con el agua residual agrícola. Se llegó a incrementar de la resistencia óptima en un 2.76% el concreto patrón + el 2% de adición de mucilago de tuna. Esto se debe al alto 4 contenido de sílice en el mucílago de tuna y de los contenidos mínimos de los cloruros y sulfatos que se encuentran en el agua residual agrícola, la acidez del agua para este caso influye moderadamente en la disminución de la resistencia; ya que se verificó y se comparó con la tabla del límite permisible para el agua de mezcla y curado según la NTP 339.088. De acuerdo a lo revisado en los antecedentes se justifica la presente investigación en los aspectos social y del conocimiento. El uso de mortero es prácticamente cotidiano en el rubro de la construcción, es decir, se puede utilizar como material de agarre, revestimiento de muros, etc. La exigencia de este material es alta por sus múltiples usos, por lo que tecnológicamente se puede innovar a su vez para mejorar, ya que la fabricación de este material en su manera convencional solo contiene los materiales básicos (cemento, arena y agua). Este proyecto de investigación trata de acceder a dicha innovación, con materiales solventes, renovables y naturales, para así también disminuir el daño al medio ambiente. Dicho material es el mucilago de nopal, que es una sustancia totalmente vegetal. Con la implementación de este material totalmente natural en la elaboración de un mortero se busca obtener como resultado un mortero que tenga una más alta resistencia, aminorar costos, para la accesibilidad de los usuarios, y también para contribuir al medio ambiente. La materia prima nombrada tiene un acceso importante, ya que nuestro país es un gran productor de tuna y la abundancia de ésta está asegurada de la mano de la agricultura, ya que los frutos de esta planta tienden a ser exportados a otros países. Entonces estaríamos refiriéndonos la segura ejecución del proyecto. La idea principal de este proyecto radica en brindar una alternativa innovadora en la fabricación de un mortero, que puede beneficiar a la población de Nuevo Chimbote en zonas que se están consolidando, que usualmente se pueden ver afectadas por el agua de las lluvias y/o los salitres, de tal manera que se cuide la economía de familias que están accediendo a un terreno para poder construir sus viviendas, decreciendo el impacto que puede ocasionar la fabricación del mismo cemento y su utilización (en términos económicos y medioambientales); y teniendo en cuenta las exigencias que nos otorga la Norma Técnica Peruana con respecto a la fabricación de morteros. Teniendo como aporte científico la utilización de vegetales para los temas de construcción. 5 Uno de los problemas que más afecta a nuestro país es el constante cambio climático que se da hoy en día, que gracias a la contaminación y el calentamiento global somos víctimas de estas drásticas variaciones. En tiempos de verano, los mares, ríos, etc., sufren las evaporizaciones y éstas luego se convierten en lluvias, las cuales en la parte de la Sierra es donde afecta más. En la costa pueden existir estos fenómenos esporádicamente, de los cuales no estamos libres (de los que luego suceden desborde de ríos, Fenómeno El Niño). En tiempos de invierno la humedad asciende y afectan estructuras de edificaciones, como también a los revestimientos hechos a base de mortero, ya sean en casas, edificios y diferentes construcciones. También tomemos en cuenta los tipos de terrenos que existen, que pueden tener un nivel freático alto ya sea por estar cerca al mar; y un agente peligroso que existe que daña cimientos y muros, el salitre. Todos estos puntos conllevan a enfocarnos en un problema: la humedad. Estamos vulnerables a sufrir daños por este causante, y tenemos que encontrar soluciones para frenar este siniestro. En este proyecto, se trata de establecer si existe relación significativa o no entre el problema y los efectos planteados. Actualmente el estado de las viviendas rurales en la zona de la Sierra en Áncash, son preocupantes ya que las condiciones de funcionalidad y problemas consecuentes requieren una intervención urgente a fin de evitar la propagación de daños y además concientizar a los pobladores con nuevos hábitos de construcción mediante su participación directa en este proyecto. La prevención de futuros desastres mediante la intervención directa en las viviendas es entonces la mejora funcional de la vivienda y evitar de esta manera problemas económicos. Para ello la capacitación a la población para que utilicen adecuadamente los métodos de empleo de materiales naturales para obtener viviendas mejoradas y para que se motiven a incorporar nuevas técnicas de albañilería, enfocándonos en esta investigación en el uso de mortero, ya que éstos son la primera parte de una edificación que se ve afectada. Hay 6 que aclarar que, debido a la falta de información se están tomando medidas empíricas en el uso de mortero, por eso es que hay muchos malos resultados con el pasar del tiempo. En el distrito de Nuevo Chimbote existen viviendas en su mayoría de 1 y 2 pisos, las cuales no cuentan con medidas de seguridad estructural. Hoy en día, en la autoconstrucción, la gente opta por construir sus viviendas de manera sencilla, aun conociendo los daños que puede traer, por ejemplo, la humedad. Las lluvias no son tan frecuentes en nuestro distrito de Nuevo Chimbote, pero no se puede ser indiferente a este fenómeno, ya que cuando se dan, el agua penetra los muros mediante el revestimiento y los asentamientos de ladrillos y pueden llegar a ocasionar serios daños, los cuales pueden ser costosos al momento de una reparación. Vivimos en un distrito donde el nivel freático es alto, por lo que los salitres pueden dañar los cimientos y partes bajas de los muros, por el fenómeno de capilaridad. El uso de aditivos es una opción a la que podemos acudir para evitar estos daños; la fabricación de aditivos químicos puede ocasionar daños al medio ambiente, ya que se utilizan sustancias no sostenibles ni amigables ecológicamente; y los precios pueden estar por encima de la disponibilidad de cada usuario. Este proyecto de investigación esta direccionada a este tipo de casos, que los nuevos pobladores tengan en cuenta que se pueden utilizar materiales fabricados con agregados completamente renovables, en el uso de mortero de cemento-arena y en ella la adición de un material natural mucilago de nopal obteniendo no solo un impermeabilizante natural, sino que también le otorga una óptima resistencia a la compresión. Y también en otorgar medidas de información para que la población entera tenga el conocimiento y se hagan aplicaciones de uso de mortero a base de estudio, ya que poco se viene haciendo para mejorar el uso y consecuencias. Esto nos conlleva a tener como propósito el siguiente problema de investigación: ¿De qué manera la adición de mucílago de nopal en 10% y 20% en la elaboración de un mortero cemento-arena influirá en la resistencia a la compresión? Después de haber formulado la problemática es necesario la conceptuación y operacionalización de las variables. 7 Definición de mortero Los morteros son mezclas plásticas aglomerantes, que resultan de la combinación de arena y agua con un cementante que puede ser cemento, cal, yeso, o una mezcla de estos materiales. (GRAVIL, 2015) La dosificación de los morteros varía según los materiales y el destino de la mezcla. Se elaboran comúnmente en forma manual, mecánicamente o bien, premezclados. Es amplia la utilización de morteros, de cemento, de cal o mixtos; destacando su empleo en mamposterías, aplanados, recubrimientos y pegado de piezas diversas. MORTERO= CEMENTO PORTLAND + AGREGADOS + AIRE + AGUA El cemento y el agua reaccionan químicamente uniendo las partículas de los agregados, constituyendo un material heterogéneo. Propiedades de los morteros Las propiedades principales del mortero de concreto deben entenderse en su relación con el producto terminado, que es el mortero. Se pueden dividir en dos categorías mayores: Propiedades en estado plástico Manejabilidad: Está relacionada con la consistencia, la cual se refiere al estado de fluidez del mortero, es decir que tan dura (seca) o blanda (fluida) es la mezcla cuando se encuentra en estado plástico. (NTP 334.003) En general, se acepta como medida de la manejabilidad, el valor de fluidez de la mezcla obtenido en la mesa de flujo de acuerdo a la norma ASTM C-230 “Standard Specification for Flow Table for Use in Tests of Hydraulic Cement” (Especificación estándar de la mesa de flujo para el uso en ensayos de cemento hidráulico). Retención de agua: Es una medida de la habilidad del mortero para mantener su plasticidad cuando quede en contacto con una superficie absorbente, como una unidad de mampostería. La retención de agua incide en la velocidad de endurecimiento y la resistencia a compresión del mortero, ya que afecta la hidratación del cemento. (NTP 334.057) 8 Velocidad de endurecimiento Los tiempos de fraguado inicial y final del mortero deben estar entre límites adecuados. Sin embargo, éstos dependen de diversos factores como las condiciones del clima, la composición de la mezcla o la mano de obra, hoy en día son fácilmente controlables con el uso de aditivos. La norma ASTM C-403 “Standard Test Method for Time of Setting of Concrete Mixtures by Penetration Resistance” (Método de ensayo estándar para el tiempo de fraguado de mezclas de concreto por la resistencia a la penetración), da un método de ensayo para evaluar este parámetro. (NTP 334.006) Propiedades en estado no plástico Retracción: Es la pérdida de volumen del mortero, y se debe principalmente a reacciones químicas de hidratación de la pasta, sobre todo en aquellas con una alta relación agua- cemento. Adherencia: (NTP 331.052): La propiedad más importante del mortero es su habilidad para adherirse a las piezas de mampostería o acero. Resistencia a la compresión (NTP 334.051): Propiedad mecánica que le permite al mortero soportar a compresión. Durabilidad: Es la resistencia a los agentes externos como las bajas temperaturas, la penetración del agua, desgaste por abrasión, retracción al secado, eflorescencias, agentes corrosivos, o choques térmicos, entre otros, sin deterioro de sus condiciones físico-químicas con el tiempo. Permeabilidad: Es la característica de dejar filtrar ya sea aire o agua. Los morteros trabajables y uniformes, pueden hacer que la mampostería sea más resistente a la permeabilidad al agua. Eflorescencia: Es la cristalización de las sales solubles y es causada por el movimiento de agua de adentro hacia fuera de la pared Apariencia: Un aspecto que tiene importancia en el mortero es su apariencia, especialmente en mampostería de bloques a la vista Clasificación de los morteros Según la Norma ASTM C 270, los morteros se clasifican de acuerdo a sus propiedades o sus proporciones, considerando que toda especificación se realizará solo por una de ellas, 9 nunca ambas. Características del Mortero Tipo “M”: Es un mortero de alta resistencia a la compresión. Brinda mayor durabilidad en comparación de los otros tipos de morteros. Uso destinado a mampostería sometida a grandes fuerzas de compresión, acompañadas de congelamiento, grandes cargas laterales de tierra, vientos fuertes y temblores. Se recomienda su uso en estructuras en contacto con el suelo, cimentaciones, muros de contención, etc. Características del Mortero Tipo “S”: Posee mayor adherencia que otros morteros. Uso en estructuras sometidas a cargas de compresión normales, pero que a la vez requieran alta adherencia. Debe usarse en casos donde el mortero es el único agente de adherencia con la pared, como el revestimiento de cerámicos. Tabla 1 Clasificación de los morteros de pega de mampostería simple según resistencia a la compresión a 28 días y según dosificación Tipo de Resistencia a Cemento Cemento Cal Agregado Fino mortero la compresión portland albañilería Suelto (kg/cm2) 1 1 0.25 M 175 1 - S 126 0.5 1 0.25 a 0.50 1 - N 53 - 1 Entre 2.25 y 3 1 - 0.50 a 1.25 veces la suma de cemento y cal utilizado O 25 - 1 1.25 a 1.50 1 - K 5 1 1 2.50 a 4.00 Fuente: Sánchez de Guzmán, Diego. Tecnología del concreto y el mortero. (2001) 10 CEMENTO PORTLAND: Definición: El cemento es un conglomerante formado a partir de una mezcla de caliza y arcilla calcinadas y posteriormente molidas, que tiene la propiedad de endurecerse al contacto con el agua. Hasta este punto la molienda entre estas rocas es llamada Clinker, esta se convierte en cemento cuando se le agrega yeso, este le da la propiedad a esta mezcla para que pueda fraguar y endurecerse. (ARAUJO, 2011) Clinker Es un producto artificial obtenido de la calcinación a elevadas temperaturas (1400 – 1450ºC) de la mezcla en proporciones específicas de polvo de rocas arcillosas y calizas, obteniéndose módulos de varios tamaños usualmente ¼’’ a 1’’ de diámetro de color negro característico, reluciente y duros al enfriarse. Materias primas utilizadas en la elaboración de Cemento Portland Los dos materiales principales con que se fabrica el cemento Portland son: la piedra caliza y arcilla. Fabricación del Cemento Portland Las materias primas, finamente molidas e íntimamente mezcladas, se calientan hasta principios de la fusión (1400-1450 ºC), usualmente en grandes hornos giratorios, que pueden llegar a medir más de 200m de longitud y 5.50m de diámetro. El Clinker enfriado y molido a polvo muy fino, es lo que construye el cemento portland comercial. Durante la molienda se agrega una pequeña cantidad de yeso (3 o 4 %), para regular la fragua del cemento. Composición química del Cemento Portland Como el cemento es una mezcla de muchos compuestos, resulta impráctica su representación con una formula y química. No obstante los compuestos químicos establecidos por primera vez por Le Chatelier en 1852, son los que definen el comportamiento del Cemento hidratado. Hay cuatro compuestos que constituyen más del 90% del peso del cemento y son: 11 Tabla 2 Composición química del cemento portland tipo I COMPUESTO SIMBOLO Silicato Tricálcico (3CaO.SiO2) C3S Silicato Dicálcico (2CaO.SiO2) C2S Aluminio Tricálcico (3CaO.Al2O3) C3A Aluminio Ferrita Tricálcica (4CaO.Al2O3.Fe2O3) C4AF Fuente: IECA. Componentes y propiedades del cemento. (2013) Cada uno de los cuatro compuestos principales del cemento portland contribuyen en el comportamiento del cemento, cuando pasa del estado plástico al endurecido después de la hidratación. Silicato Tricálcico (C3S): Este compuesto químico define la resistencia inicial y tiene incidencia directa en el calor de hidratación. Silicato Dicálcico C2S: Este compuesto define la resistencia a largo plazo, teniendo menos incidencia en el calor de hidratación. Aluminio Tricálcico C3A: Este compuesto por sí solo no incide en la revista del cemento, pero en combinación con los silicatos condiciona el fraguado violento actuando como catalizador, por lo que es necesario añadir yeso en el proceso de 3% a 6% para controlarlo. Aluminio Ferrita Tricalcica C4AF: Tiene trascendencia en la velocidad de hidratación y en menor incidencia en el calor de hidratación. Oxido de Magnesio (MgO): Este componente tiene importancia para contenidos mayores del 5% pues genera problemas de expansión en la pasta hidratada y endurecida. Oxido de Potación y Sodio (K2O5NaO): Son más importantes estos álcalis cuando entran en contacto con cierto tipo de agregados produciéndose reacciones químicas generando expansiones en los cementos y morteros. Oxido de magnesio y titanio (Mn2O3, TiO2): El primero no tiene significación especial en las propiedades del cemento, salvo en su colocación, que tiende a ser marrón si se tiene 12 contenidos mayores al 3% y se ha observado que para contados mayores del 5% existe disminución de las resistencias a largo plazo. El segundo componente influye en la resistencia, reduciéndola para contenidos mayores del 5%. Características del Cemento Portland El cemento portland es un polo de color gris, más o menos verdoso. Se vende en bolsas que tienen un peso neto de 42.5kg. Y un pie cubico de capacidad. En aquellos casos en que no se conozca el valor real se considerara para el cemento un peso específico de 3.15. Cemento Portland Tipo I: Es el cemento destinado a Obras de concreto de uso general, donde no se requiere de propiedades especiales. Es el cemento que se utilizó para el desarrollo de la tesis de investigación. El cemento empleado en la preparación del concreto deberá cumplir con algunos requisitos de las siguientes Normas INDECOPI. AGUA: Definición: El agua es un elemento fundamental para la hidratación del cemento y el desarrollo de sus propiedades, por lo tanto este componente debe cumplir ciertos requisitos para llevar a cabo su función en la combinación química, sin ocasionar problemas colaterales si tiene ciertas sustancias que pueden dañar al concreto. El agua de mezcla en el concreto tiene tres funciones principales: Reaccionar con el cemento para hidratarlo. Actuar como lubricante para contribuir a la trabajabilidad del conjunto. Procurar la estructura de vacíos necesarios en la pasta para que los productos de hidratación tengan espacios para desarrollarse. (MARTINEZ 2010) También deberá hacerse un ensayo de resistencia a la compresión a los 7 y 28 días, preparando testigos con agua destilada o potable y con el agua cuya calidad se quiere 13 evaluar, considerándose como satisfactorias aquellas que arrojen una resistencia mayor o igual a 90% que la del concreto preparado con agua potable. Un método rápido para conocer la existencia de ácidos en el agua, es por, medio de un papel tornasol, el que sumergido en agua acida tomara un color rojizo. Así mismo para determinar la presencia de yeso u otro sulfato es por medio de cloruro de bario; se filtra el agua (unos 50 grs) y se le hecha algunas gotas de ácido clorhídrico; luego más gotas de solución de cloruro de bario, si se forma un precipitado blanco (sulfato de bario) es señal de presencia de sulfatos. Esta agua debe entonces mandarse analizar a un laboratorio para saber su concentración y ver si está adentro del rango permisible. Deberá entenderse que estos ensayos rápidos no pueden reemplazar a los de laboratorio, y solo se utilizan para tener indicios que posteriormente se comprobara en un laboratorio competente. Agua recomendable: No existe un patrón definitivo en cuanto a las limitaciones en composición química que debe tener el agua de mezcla, ya que incluso aguas no aptas para el consumo humano sirven para preparar concreto y por otro lado depende mucho del tipo de cemento y las impurezas de los demás ingredientes. Como dato interesante, es una evidencia que en el Perú muy pocas “aguas potables” cumplen con las limitaciones nominales indicadas, sobre todo en lo que se refiere a los contenidos de sulfatos y carbonatos, sin embargo sirven para el consumo humano y consecuentemente para el concreto. AGREGADOS: Definición: Se define como agregados al conjunto de partículas inorgánicas obtenidos o producidos a partir de rocas ígneas, sedimentarias o metamórficas, cuyas dimensiones están comprendidas entre los límites fijados en la NTP 400.011. 14 Llamados también áridos, son materiales inertes que se combinan con los aglomerantes (cemento, cal, etc) y el agua formando los concretos y morteros. (BOGGS 2009) El Agregado en el Concreto: El concreto es una masa endurecida de materiales heterogéneas como son el cemento, el agua y los agregados y a veces algunos aditivos; de estos materiales el que en mayor proporción interviene en la formación del concreto son los agregados, material que no se puede considerar como un simple relleno sino que su selección y empleo debe de estar de acuerdo con las normas establecidas, ya que las proporciones del concreto dependen de las propiedades de los agregados también. Los agregados ocupan comúnmente de 60% a 75% del volumen del concreto (70% a 85% en peso), e influyen notablemente en las propiedades del concreto cuando este es recién mezclado y endurecido, en las proporciones de la mezcla, y en la economía. Función del agregado en el concreto: Las tres principales funciones del agregado en el concreto son: Proporcionar una masa de partículas capaz de resistir las acciones mecánicas de desgaste o de intemperismo, que puedan actuar sobre el concreto. Reducir los cambios de volumen resultantes de los procesos de fraguado y endurecimiento; de humedecimiento y secado o de calentamiento de la pasta. Proporcionar un relleno natural de bajo costo adecuado a la pasta, reduciendo el contenido de esta por unidad de volumen y por lo tanto, tener un costo por unidad de volumen de concreto no elevado. Función del agregado en el concreto: Además de la consideración de la composición mineral y las características superficiales de las partículas de agregado, la buena gradación granulométrica de estos agregados es de vital importancia en el diseño e interacción de la mezcla ya que esta propiedad así como la superficie específica, módulo de fineza y tamaño máximo influyen fundamentalmente sobre 15 las propiedades de concreto en su estado no endurecido y maximiza la densidad logrando una reducción de vacíos con la que se estaría optimizando el concreto. Materiales perjudiciales al concreto contenidos en los agregados: Los límites permisibles son: Tabla 3 Límites permisibles MATERIAL PORCENTAJE Arcilla 0.25% Partículas blandas 5% Materias más finas que la malla N°200 1% Carbón y lignito 1% Fuente: González Sandoval, Federico. Supervisión de obras de concreto (2009) Agregados para concreto de diversos pesos unitarios: Una característica importante del concreto es su peso unitario, porque es el indicador de las propiedades que a su vez influyen decisivamente en el ejemplo que se le da. Como es evidente, dicha característica del concreto depende principalmente del peso específico de los agregados que lo integran. Las clases de concreto según su peso unitario son: Baja Densidad: Son concretos de baja densidad cuyo peso varía entre 300800 Kg/m3, dicho concreto es usado para aislamiento termino y acústico de muy baja resistencia (menos de 70Kg7cm2). Ligero Intermedio: Son concretos de peso ligero intermedio que varía entre 800-1400 kg/m3, dicho concreto no es de uso estructural, de baja resistencia (de 70 a 175 kg/cm2). Ligero Estructural: Son concretos ligeros cuyo peso varía entre 1400-1900 Kg/m3, dicho concreto es de uno estructural de mediana y alta resistencia (de 175-500 Kg/cm2). Peso Normal: son concretos normales, cuyo peso varía desde 22002500Kg/m3, el cual puede ser de uso no estructural, desde muy baja hasta alta resistencia (de 500 hasta 1200 Kg/cm2 e inclusive mas). Pesado: son concretos cuyo peso varía entre 2600-5500 Kg/m3 y es usado frecuentemente para blindaje contra radiaciones, contrapesos de puentes levadizos y otras aplicaciones especiales, con diversos requisitos de resistencia. 16 AGREGADO FINO: Definición: El agregado fino es un material que es obtiene de la desintegración natural o artificial de otros agregados de mayor tamaño. Esta comprendido por todos tamaños que pasan por la malla 3/8’’ y quedan retenidas en la malla N° 200. Para ser utilizado en la proporción de concreto deberá cumplir con ciertas propiedades físicas controladas por normas de calidad. (WILLIAM 2007) Propiedades Físicas del Agregados Fino: El agregado fino a utilizarse en el concreto debe cumplir ciertos requisitos mínimos de calidad según las especificaciones de las Normas Técnicas Peruanas NTP. La determinación de estos requisitos denominadas propiedades físicas nos permitirán obtener valor que serán utilizadas para los diseños de mezclas de concretos a estudiar. Las propiedades físicas a determinar son: peso específico, peso unitario, granulometría, módulo de finura, porcentaje de finos que pasa la malla N°200, contenido de humedad y absorción. A continuación presentamos las propiedades físicas estudiadas. Peso Específico (N.T.P 400.022 / A.S.T.M C-128) Peso específico de masa; es la relación del peso al aire de un volumen unitario de un agregado incluyendo los vacíos al peso en aire de igual densidad de un volumen igual de agua destilada, se puede emplear agua potable libre de gas a la temperara establecida. Se usa en los diseños de mezclas y en la determinación del peso sólido y volumen absoluto. La norma ASTM C-128 indica el procedimiento para determinar el peso específico del agregado fino. Teniendo comúnmente el siguiente rango para concretos normales: peso unitario de 2200 kg/m3 a 2550 Kg/m3 y un peso específico de los agregados de 2.4 gr/cm3 a 2.8 gr/cm3. 17 Peso específico aparente; es la relación del peso en aire de volumen unitario de un agregado al peso en aire de igual densidad de un volumen igual de agua destilada o agua potable libre de gas a la temperatura establecida. Es necesario para la dosificación de la mezcla de la mezcla, para el cálculo de los volúmenes absolutos del material. Peso Unitario (N.T.P 400.0172 / A.S.T.M C-29) El peso unitario de un agregado es el peso que alcanza un determinado volumen unitario, considerando los vacíos que se encuentran en su interior; se expresa en kilogramos por metro cubico. El peso unitario se expresa en dos formas: el suelto y el compactado. Peso Unitario Suelto: El agregado se llena continuamente hasta completar un volumen establecido sin ningún tipo de compactación. Peso Unitario Compactado: El agregado se llena en tres partes iguales, aplicando compactación por validación por varillado a cada capa de acuerdo a la especificación de la norma. El peso unitario está influenciado por su: Gravedad especifica. Granulometría. Perfil y Textura superficial. Condición de humedad. Grado de compactación de masa. Granulometría (N.T.P 400.012 / A.S.T.M C-33) 18 Esta propiedad caracteriza al agregado en base a la densidad de tamaños de sus partículas que lo conforman. Para esta caracterización de tamaños debe analizar mediante su separación en 7 fracciones, cribándola a través de las malla normalizadas como “serie estándar” cuyas aberturas se duplican sucesivamente a partir de la más reducida que es igual a 0.150mm (ASTM N° 100) y cuyo procedimiento de ensayo está dado por la norma indicada. La importancia de esta propiedad es que de acuerdo a la forma como están distribuidos sus tamaños tienen influencia directa sobre el comportamiento del cemento fresco y endurecido. Tabla 4. Granulometría de la arena gruesa MALLA ASTM % QUE PASA N° 4 (4.75 mm) 100 N° 8 (2.36 mm) 95 a 100 N° 16 (1.18 mm) 70 a 100 N° 30 (0.60 mm) 40 a 75 N° 50 (0.30 mm) 10 a 35 N° 100 (0.15 mm) 2 a 15 N° 200 (0.075 mm) Menos de 2 Fuente: NTP 399.607 Superficie Específica: Se define como la suma total de las áreas superficial por unidad de peso del agregado fino. Se asume generalmente para fines de cálculo y simplificación que todas las partículas son de forma esférica, y además que el diámetro es el promedio entre los 2 tamices: el inferior y el superior inmediato, lo cual introduce error, además que no tiene el sustento experimental del módulo de fineza, por lo que no se usa mucho salvo a nivel de investigación. Módulo de Fineza (N.T.P 400.011 / A.S.T.M C-125) Siendo igual a la centésima parte de la suma de los porcentajes retenidos acumulados en cada una de las mallas de la serie estándar, el. valo≤r mdefl ≤mód. ulo de fineza para la fabricación del concreto debe estar comprendido entre . 19 Las arenas que presentan un m.f. inferior a 2.30 se consideran demasiadas finas e inconvenientes para el concepto porque suelen requerir mayor consumo de cemento, lo cual repercute en el aspecto económico y en los cambios volumétricos. Si son mayores a 3.10 resultan demasiados gruesos y también se les juzga inadecuada ya que producen mezclas ásperas y segregables. El módulo de finura del agregado fino se calcula mediante la sumatoria de los porcentajes retenidos acumulados de los tamices: N°4, 8, 16, 30, 50 y 100, dividiendo entre 100; del ensayo granulométrico. De la forma siguiente: . 𝐹 = ° + ° + ° + ° + ° + ° Material fino que pasa la malla N° 200 Este ensayo nos permite determinar en porcentaje la cantidad de material de tamaño menor que la malla N° 200, que se encuentra adherido a las paredes del agregado o que se encuentra como material suelto mezclado con el agregado fino. Contenido de humedad (N.T.P. 400.011/ A.S.T.M. C-12) Este valor indica el porcentaje de agua que posee el agregado y se obtiene al determinar el contenido de agua de una muestra húmeda secada al horno a 110°C, entre el peso de la materia; y a este coincide se multiplica por 100. Los agregados usualmente son considerados en un estado saturado y superficialmente seco, es decir con todos sus poros abiertos y llenos de agua y libre de humedad superficial, siendo una condición ideal para fines prácticas de diseño y dosificación ya que se supone que los agregados no añaden ni quitan agua a la mezcla. Porcentaje de absorción (N.T.P. 400.011/ A.S.T.M. C-125) La absorción de un agregado se indica por el porcentaje total de agua interna que le es necesario tomar a un agregado para llegar a la condición de saturado con superficie seca; condición del equilibrio 20 Es una medida de la porosidad del agregado y su valor máximo permite saber cuánto de agua tomara el agregado en la mezcla del concreto. La absorción en el agregado fino no suele exceder del 5%. Requisitos de uso: El agregado fino será arena natural. Sus partículas serán limpias, de perfiles preferentemente angulares, duros, compactos y resistentes. El agregado fino deberá estar libre de cantidades perjudiciales de polvo, terrones partículas escamosas o blandas, requisitos, pizarras, álcalis, materia orgánica, sales u otras sustancias perjudiciales. Debe cumplir las normas sobre su granulometría. Características del Mortero Las propiedades del concreto son sus características o cualidades básicas, estas son: TRABAJABILIDAD: Facilidad de colocación de la mezcla. Se utiliza como medida de la manejabilidad, la fluidez de la mezcla medida en el ensayo de la masa de flujo. De los factores que incluyen en la fluidez se puede nombrar los siguientes: (NTP 334.057) Relación agua / cemento /, relación cemento / arena y granulometría de la arena, entre otros. NTP 334.003 / ASTM C-230 “Standard Specification for Flow Table for Use in Tests of Hydraulic Cement” (Especificación estándar de la mesa de flujo para el uso en ensayos de cemento hidráulico). 21 Tabla 5. Aplicaciones de Morteros según su Fluidez Consistencia Fluid % Condiciones de Colocación Dura 80 a 100 Secciones sujetas a (Seca) vibración Media 100 a 120 Sin vibración (Plástica) Fluida 120 a 150 Sin vibración (Húmeda) Fuente: SÁNCHEZ DE GUZMÁN, Diego. Tecnología del concreto y el mortero. 2001 FLUIDEZ: El agua contenida en el mortero hidráulico le confiere cierta fluidez, hay morteros que requieren cierto nivel especificado de fluidez el mismo que se mide por el incremento del diámetro de la base mayor del molde que contiene al mortero. (MTC E 617-200) Ensayo de fluidez del Mortero: OBJETO: Determinar la fluidez de morteros de cemento hidráulico, utilizando la mesa de flujo. FINALIDAD Y ALCANCE: El agua contenida en el mortero hidráulico le confiere cierta fluidez, hay morteros que requieren cierto nivel especificado de fluidez el mismo que se mide por el incremento del diámetro de la base mayor del molde que contiene al mortero. Este ensayo no pretende considerar los problemas de seguridad asociados con su uso. Es responsabilidad de quien la emplee establecer prácticas apropiadas de seguridad y salubridad correspondientes y determinar las obligaciones de su uso e interpretación. 22 REFERENCIA NORMATIVA NTP 334.057: CEMENTOS. Método de ensayo para determinar la fluidez de morteros de cemento Portland. NTP 334.126: CEMENTOS. Mesa de flujo para ensayos de cemento Portland. ASTM C 230: “Standard Specification for Table for Use in Test of Hydraulic Cement”. EQUIPOS, MATERIALES E INSUMOS EQUIPOS Mesa de flujo, mostrada en la Figura 1, consta básicamente de lo siguiente: un soporte, un árbol y una plataforma circular. La plataforma o mesa (Figura 2a) de forma circular, de 254 mm ± 2,54 mm (10” ± 0,1") de diámetro y 7,62 mm (0,3") de espesor; de bronce o latón de dureza Rockwell no menor de 25 B, la cara inferior reforzada con 6 nervios integrales dispuestos radialmente. La cara superior plana, pulida y libre de defectos superficiales. El árbol es un elemento que va unido perpendicularmente al centro de la plataforma por medio de una rosca, y que a su vez se montará rígidamente en el soporte, de tal forma que pueda bajar y subir verticalmente, dentro de una altura determinada, por medio de una leva rotativa. La tolerancia para la altura es de ± 0,13 mm (± 0,005”) para mesas nuevas, y de ± 0,38 mm (± 0,015") para mesas en uso. La leva y el árbol (figuras 2b y 2c) deben ser de acero semiduro; el acero del árbol debe ser endurecido por templado. El árbol debe ser recto. La tolerancia entre el diámetro del cilindro del soporte y el árbol, estará comprendida entre 0,05 mm y 0,08 mm (0,002" y 0,003") para mesas nuevas, y entre 0,05 mm y 0,25 mm (0,002” y 0,010") para mesas usadas. La leva debe tener forma de espiral, con un radio que aumenta de 12,7 mm a 31,75 mm (1/2” a 1/4") en 360 grados. El extremo del árbol no debe golpear la leva en el punto de caída, debe hacer contacto con ésta suavemente antes de 120 grados, contados a partir de dicho punto. La leva y el árbol deben diseñarse en tal forma que la plataforma no rote más de una vuelta en 25 caídas. Las superficies de la cara superior del soporte y del resalte del 23 árbol, deben hacer contacto perfecto en el momento de la caída de la plataforma; para esto, deben mantenerse pulidas, planas y paralelas a la cara superior de la plataforma. El soporte debe ser de hierro fundido de grano fino de alta calidad y debe tener tres (3) nervios de refuerzo integral, a lo largo de toda la altura, separados 120 grados. Un mínimo de 6,35 mm (1/4") de la cara superior del soporte, debe endurecerse por templado. La mesa de flujo debe ser accionada por un motor de 0,3 W (1/20 HP) como mínimo, conectado al eje de la leva por medio de un engranaje helicoidal blindado, que reduzca la velocidad. La velocidad de la leva debe ser de 100 rpm. El motor no debe montarse o soportarse en la base del soporte, ni en el árbol. Fundido de la mesa de flujo. El soporte de la mesa se atornillará firmemente a una platina de hierro o acero, de 254 mm (10") de lado y 25,4 mm (1") de espesor, cuya cara superior sea fresada hasta obtener una superficie plana y pulida. La placa debe anclarse a un pedestal de concreto por medio de cuatro (4) pernos de 12,7 mm (½") de diámetro, embebidos en el pedestal un mínimo de 152,4 mm (6"). La base del pedestal y la cara inferior de la placa deben hacer contacto en todos sus puntos. El pedestal será un tronco piramidal monolítico, de 635 mm a 762 mm (25" a 30") de altura, con sección cuadrada superior, cuyo lado sea entre 254 mm y 280 mm (10” y 11”) y cuya base cuadrada que tiene como lado entre 381 mm y 406 mm (15” y 16"). Bajo cada esquina del pedestal debe colocarse un empaque cuadrado de corcho de 100 mm (4") de lado, por 12,7 mm (½") de espesor. Se debe controlar frecuentemente el nivel de la mesa, la firmeza del pedestal y el ajuste de los pernos de anclaje. Una vez que ha sido montado el árbol en el pedestal, la plataforma deberá nivelarse en las posiciones alta y baja a lo largo de diámetros perpendiculares entre si. El árbol de la mesa de flujo, debe mantenerse limpio y cuidadosamente lubricado con aceite liviano, tipo (SAE-10), lo mismo que la leva, para disminuir el desgaste. Cuando la mesa no haya sido usada durante algún tiempo, debe levantarse y dejarse caer la plataforma por lo menos 12 veces antes de empezar los ensayos. Molde. Será de bronce o latón, de dureza Rockwell no inferior a 25 B, su peso no será inferior a 907 g, y su espesor mínimo de 5,1 mm (0,2"); su forma es de tronco de cono 24 recto, con base superior de 69,8 mm ± 0,5 mm (2,75” ± 0,02") de diámetro para moldes nuevos y 69,8 mm ± 1,3 mm (2,75 ± 0,05") de diámetro, para moldes usados; la base inferior será de 100 mm ± 0,5 mm (4” ± 0,02") de diámetro y altura de 50 ± 0,5 mm (2 ± 0,02"). La base menor estará provista de un collar integral para facilitar su remoción en la base inferior del molde, debe colocarse una corona de un material resistente a la acción corrosiva del mortero y unos 254 mm de diámetro mayor y 100 mm de diámetro menor, con el objeto de evitar que el mortero que queda fuera del molde, cuando esté lleno, caiga sobre la plataforma. Calibrador. Se usará uno del tipo mostrado en la Figura 5 para medir los diámetros de la base del mortero. Compactador. Será de material no absorbente, no abrasivo, ni quebradizo, como caucho de dureza media o madera (roble curado). La sección transversal debe ser rectangular, de unos 13 mm x 16 mm (½” x 0,6") y una longitud entre 130 mm y 150 mm (5" y 6"). MATERIALES Probeta graduada de 250 mL ± 1 mL a 20 ºC. Espátula o badilejo de acero, cuya paleta tenga de 100 mm a 150 mm de longitud. Guantes de jebe. INSUMOS Agua desionizada o destilada (la temperatura del agua durante la mezcla será de 23 °C± 1,7 ºC, dentro del rango del ambiente de mezclado, 20 ºC – 28 ºC y la humedad relativa en el laboratorio no debe ser menor de 50%.) MUESTRA Pesar 650 g ± 0,1 g de cemento. 25 Colocar toda el agua (agua desionizada o destilada, de no disponer puede ser agua potable limpia) en el recipiente de mezclado Agregar el cemento al agua para permite la absorción durante 30 segundos. Encender la mezcladora y mezclar a velocidad lenta (140 rpm ± 5 rpm), durante 30 segundos. Detener la mezcladora durante 15 segundos, en este tiempo se raspa la pasta que pueda haber quedado adherida a las paredes del recipiente y se incorpora al resto de la pasta. Encender la mezcladora, nuevamente, a velocidad media (285 rpm ± 10 rpm) y mezclar durante 1 minuto para obtener la pasta. Procedimiento Llenado del molde: Limpiar y secar la plataforma de la mesa de flujo, colocar el molde en el centro, verter en el molde una capa del mortero, de unos 25 mm (1") de espesor, y apisonar con 20 golpes del compactador, uniformemente distribuidos; llenar totalmente el molde con una segunda capa de mortero y proceder igual que en la primera capa. La presión del compactador, deberá ser tal que asegure el llenado total y uniforme del molde, retirando el exceso de mortero de la capa superior y alisando la superficie por medio de una espátula. Determinación de la fluidez: Lleno el molde, limpiar y secar la plataforma de la mesa, teniendo cuidado de secar el agua que está alrededor de la base del molde. Después de un (1) minuto de terminada la operación de mezclado, retirar el molde, levantándolo e inmediatamente dejar caer la mesa de flujo desde una altura de 12,7 mm (½") 25 veces en 15 segundos. Luego medir el diámetro de la base del mortero, por lo menos en cuatro puntos equidistantes y calcular el diámetro promedio. CALCULOS E INFORMES Cálculos 26 La fluidez, es el aumento del diámetro promedio de la base de la muestra, expresado como un porcentaje del diámetro original. Determinar el diámetro promedio y calcular el porcentaje de fluidez, de acuerdo a la siguiente fórmula: % fluidez = Diametro Prom. ed cimo − . cm x Precisión y Dispersión PRECISION Para un operador de laboratorio, se ha establecido la desviación normal en 4 %. Luego de dos ensayos realizados por el mismo operador con tandas similares, no deben diferir en más del 11%. (Nota 1) La desviación estándar multilaboratorio, ha sido establecida en 11 %. Luego, los resultados de dos diferentes laboratorios con tandas similares, no deben diferir en más del 31% (Nota 1). Nota 1. Los valores obtenidos cuando se varía el contenido de agua para obtener una fluidez dada, no son aplicables para la precisión. VELOCIDAD DE ENDURECIMIENTO Los tiempos de fraguado final e inicial de un mortero están entre 2 y 24 horas; dependen de la composición de la mezcla y de las condiciones ambientales como el clima y humedad. (NTP 334.006) La norma ASTM C-403 “Standard Test Method for Time of Setting of Concrete Mixtures by Penetration Resistance” (Método de ensayo estándar para el tiempo de fraguado de mezclas de concreto por la resistencia a la penetración), da un método de ensayo para evaluar este parámetro Tasa de evaporación del agua de la mezcla en función del tiempo. Varían según: Tipo de curado 27 Humedad de la mezcla Diseño de la mezcla Humedad del ambiente OBTENCIÓN DE LA MEZCLA (NTP 334.003:2008): Establece el método para obtener morteros de consistencia plástica por mezcla mecánica. TIPO DE CEMENTO A USAR (NTP 334.147:200), CONTENIDO DE IONES CLORURO SOLUBLES EN AGUA (NTP339.076:2009), TAZA DE ABSORCIÓN DE AGUA (NTP 399.631:2010), CONTENIDO DE AIRE (NTP334.048:2003), LOS ADITIVOS PARA MORTEROS (NTP 399.632:2010). PENCA DE TUNA: La tuna es una planta arborescente que puede alcanzar los 5 metros de altura. Está compuesta por cladodios carnosos y aplanados que simulan las hojas. En cada una de esas pencas se observan areolas de donde surgen los grupos de gloquidios, diminutas espinas como pelos barbados y delgados que desprenden de la planta, y se pegan fácilmente a la piel, causando irritación. PRODUCCION DE LA TUNA: A NIVEL NACIONAL: En el año 2005 se estimaba una producción de tuna fruta de 64,594 TM a nivel nacional, producidas a partir de 12,030 ha de tunales. (AVENDAÑO 2008) Dieciséis departamentos del Perú tienen tunales, los de mayor producción son: Ayacucho (20.25%), Huancavelica (14.65%), Arequipa (14.84%), Lima (14.02%) y Apurímac (8.25%); con excepción de Lima y Ayacucho que venden en el mercado limeño y marginalmente al exterior, la mayoría producen para el consumo regional. 28 En general, en los departamentos productores se cosecha la tuna fruta entre noviembre y marzo; sólo en Lima y en Ayacucho (Huanta), aunque en menor proporción; existe producto todo el año gracias al riego y al manejo de los tunales por parte de los agricultores de estas zonas. Ayacucho vende al mercado limeño principalmente tuna amarilla (39.4%); Lima, tuna morada y blanca (59.95%); Ica, desde hace dos años, tuna amarilla (0.65%). En el mes de febrero se registra un pico de la oferta de tuna fruta para el caso de la producción de Ayacucho y Lima (más de 3,000 TM), mientras que en julio hay una significativa reducción de la oferta (menos de 200 TM). USO DE LA TUNA Son muchos los sectores industriales que se pueden beneficiar con la explotación de la tunas, ya que esta planta es grande para el desarrollo de diferentes tecnologías para el beneficio del hombre .A continuación se menciona algunos de estos, y la forma de explotación de este cactáceo. Agroindustria de alimentación y bebidas para consumo humano (producción de diversos alimentos, bebidas alcohólicas y analcoholicas de tuna) Agroindustria de alimentos de animales suplementos y piensos de cladodios y desechos de la industria procesadora de tuna, como las cascaras y semillas. Industria farmacéutica (protectores gástricos de extractos de4mucilagos; capsulas y tabletas de polvo de tuna) Industria cosmética (cremas, shampoo, lociones) Industria de suplementos alimenticios (fibra y harina) Industria productora de aditivos naturales (gomas, colorantes, frutas) Sector turismo (artesanías) 29 USO EN LA CONSTRUCCIÓN Las investigaciones sugieren que el mucílago mejora las características físicas de las pastas de cemento y morteros. Por ejemplo, en pastas de cemento, disminuye la permeabilidad y aumenta la resistencia a la compresión. Se ha encontrado que adiciones de nopal y sábila deshidratada en concentraciones pequeñas pueden funcionar como acelerantes de fraguado de pastas de cemento y que disminuyen la trabajabilidad de morteros base cemento (disminuye su fluidez). Es decir, para que la fluidez de esos morteros con adiciones sea igual a los morteros sin las adiciones se tendría que aumentar la cantidad de agua en la mezcla. Esto podría aumentar la porosidad de los morteros y, en consecuencia, disminuir su resistencia a la compresión. Sin embargo, recientes estudios han probado que aunque el agua de mezclado se incrementó en los morteros con estas adiciones base nopal deshidratado, su resistencia no disminuyó siendo que ésta fue aumentando a edades mayores de 30 días a partir de la fabricación de los morteros (no se incluye a las adiciones con sábila por que en estas si disminuyó marginalmente la resistencia a la compresión del mortero). En este sentido, la lista de los resultados experimentales de la resistencia a la compresión (promedio de tres cubos por prueba) obtenidos en morteros base cemento usando adiciones deshidratadas de nopal y sábila a diferentes edades después del mezclado (Los porcentajes son por reemplazo de cemento en peso). Es interesante observar que las resistencias a la compresión de morteros con adiciones de nopal deshidratado se mantuvieron en valores similares a la mezcla control (sin adiciones) a pesar de que la relación agua/cemento (a/c) fue incrementada para obtener la misma fluidez. A mayores edades, la resistencia a la compresión de los morteros con mayores porcentajes de adición de nopal deshidratado alcanzó valores similares a la mezcla control. En contraste, la resistencia a la compresión de los morteros con adiciones de sábila deshidratada (con bajo porcentaje de reemplazo) disminuyó hasta un 28% de los valores obtenidos en las mezclas de control, por lo que, hasta ahora, con los resultados obtenidos, no se encontró mejora alguna en su uso. Deben continuar las investigaciones en este tema y así corroborar lo que hasta ahora se ha obtenido: las adiciones de nopal mejoran las propiedades físicas y mecánicas de pastas y morteros base cemento. 30 Uso del extracto de nopal para mejorar la resistencia a la segregación en concretos base cemento Portland El concreto auto consolidable (CAC) fue desarrollado en Japón en los años 8011 y se caracteriza por su alta deformabilidad y resistencia a la segregación, así como porque no requiere vibración para consolidarse en zonas congestionadas de refuerzo. Para diseñar este concreto existen tres métodos: el primero consiste en utilizar un alto contenido de finos, el segundo requiere del uso de agentes modificadores de viscosidad para poder reducir la cantidad de finos, y el tercero es una combinación de ambos. Los agentes modificadores de viscosidad (AMV) son polímeros solubles en agua usados para incrementar la viscosidad de la pasta y mejorar la estabilidad del concreto auto consolidable. MUCILAGO DE NOPAL Y COMPOSICIÓN QUÍMICA: Los cladodios del nopal (Opuntia spp.) y en menor grado sus frutos, son fuentes naturales de polisacáridos estructurales (Cárdenas et al, 1999; Sáenz, 2002). O. ficus- indica es una de las especies más estudiadas (Cárdenas et al., 1999). La presencia de mucílago y acidez en nopalitos, de semillas y mucílago en los frutos, afecta la aceptabilidad de los consumidores, principalmente en países distintos de México (Razo y Sánchez, 2002; Huerta y Montes, 2003; Corrales et al., 2004). De acuerdo con Nobel (1986), el mucílago O. ficus- indica es un hetero-polisacárido de alto peso molecular, puede tener cerca de 30.000 sub- unidades de arabinosa (35 a 45%), galactosa (20 a 25%), ramnosa (7 a 8%), xilosa (7-8%) y ácido galacturónico (19 a 31%) y las moléculas de mucílago tienen numerosas cargas negativas, que unen al Ca2+, al igual que la pectina. En cambio, Cárdenas et al. (1999) indicaron que el mucílago de cladodios de O. ficus-indica es un arabinogalactano ramificado, que presenta una fracción sin carga (55%), teniendo como composición química la arabinosa (47%), galactosa (18%), ramnosa (7%) y xilosa (23 %) y ácido galacturónico (5%). Además el mucílago contiene potasio, calcio, sílice, sodio como compuestos químicos principales. El potasio tiene una característica delicuescente (reacciona bruscamente con la humedad, o sea tiende a absorberla). El calcio del mucílago tiende a dar durabilidad al mortero al que se le aplicará. La sílice del mucílago es también un compuesto de la arena, entonces al aplicarse al mortero tendrá beneficios y la mejorará utilizándose como complemento. Y el sodio del mucilago otorga características de cerrar 31 poros internos al mortero en tiempos de fraguado y curado. Según la NTP 339.088 “Aditivos químicos en pastas, morteros y hormigón” detalla los tipos de mortero, entre ellos acelerantes, incorporadores de aire, reductores de agua y reguladores de fragua, impermeabilizantes, inhibidores de corrosión, superplastificantes o superfluidificantes. Y para efectos de esta investigación, dado a conocer las características del mucílago y sus compuestos químicos más importantes, tratará de actuar como un aditivo impermeabilizante que a su vez otorga mayor resistencia, y reductores de agua, ya que la sustancia será presentada de manera acuosa y se sustituirá en un porcentaje al agua. Se aplicaran los métodos estadísticos donde realizaremos la descripción, análisis e interpretación de los datos. Se utilizarán tablas de acuerdo a la composición química ya mencionada sobre el mucilago de nopal, según la Norma INDECOPI 331.018, la cual nos habla sobre la Absorción y el coeficiente de saturación, el uso de mucílago en cemento tiene influencia en la hidratación de las pastas de cemento, ya que actúan como agentes retardadores y no permiten la libre formación del hidróxido de calcio y del silicato hidratado de calcio. Esto último puede explicar por qué el mucílago de nopal, el cual es un polisacárido, actúa como aditivo retardante. El peso molecular de los polisacáridos utilizados por otros investigadores oscilan entre 1,48 x 106 y 11,6 x 106, por lo que son similares a los pesos moleculares reportados del mucílago de nopal, los cuales varían entre 1,56 x 106 y 4,3 x 106. PREPARACION DEL MUCÍLAGO DE NOPAL: La preparación de este estabilizante deberá usarse las pencas eliminando las espinas y cortarlas en rebanadas que se pondrán a remojar en agua, en cantidad de 100% en peso con respecto al peso de las pencas. El tiempo de remojo de las pencas para la fabricación influye en la resistencia del estabilizante. Según la investigación de Vargas, para condiciones climáticas de 15-20° C y humedad relativa entre 82% - 92%, el tiempo de remojo óptimo se encuentra entre los 14 y 25 días, siendo 18 días el tiempo de remojo que dio mejores resultados finales. Para tiempos de remojo mucho mayores o menores, el efecto del estabilizante es nulo. Durante este tiempo la pulpa de las pencas se disuelve completamente y solo queda la cáscara como material remanente. A continuación el color se oscurece y se pierde la consistencia gomosa. Según describe Vargas, el proceso de 32 descomposición de la tuna, para elaborar la goma de tuna, se da de la siguiente manera: “Los dos primeros días presenta un color verde claro, una consistencia gomosa y es transparente e inodoro. Luego cambia a un color verde, adquiere una mayor consistencia de goma, presenta un fuerte olor a materia orgánica y deja de ser transparente. Durante este periodo la pulpa de las pencas se disuelve completamente y solo queda la cáscara como material remanente. A continuación el color se oscurece y la consistencia gomosa se pierde. Aproximadamente a los 60 días de remojo se obtiene un líquido negro de consistencia semejante a la del agua con fuerte olor a materia orgánica descompuesta”. Además, Vargas afirma que durante el verano (20- 25° C) y 78% - 88% de humedad relativa), el tiempo de remojo ideal se reduce, y está entre los 7 y 14 días. Operacionalización de variables: Tabla 6 Variable Dependiente Variable Definición conceptual Definición operacional Indicador Se determinan llevando a Promedio Es el esfuerzo máximo que Resistencia a la puede soportar un material la rotura especímenes de Varianza compresión bajo una carga de 50mm de lado Desviación aplastamiento Estándar Fuente: Elaboración propia Tabla 7 Variable independiente Variable Definición operacional Indicador Proceso de selección de materiales (cemento, Porcentaje arena, agua) más el aditivo natural para Diseño de mezcla 10% y 20%. obtener un producto con características de trabajabilidad y consistencia.. Fuente: Elaboración propia En la presente tesis se formuló la siguiente hipótesis, la adición de mucilago de nopal en 10% y 20% en la elaboración de un mortero de cemento-arena mejorará la resistencia a la compresión en comparación con un mortero patrón. 33 El objetivo General del presente estudio es: Determinar la resistencia a la compresión de un mortero cemento-arena adicionando 10% y 20% de mucílago de nopal. Y como objetivos específicos tenemos: Determinar el pH del mucílago de nopal Determinar la composición química del mucílago de nopal, mediante el proceso de fluorescencia de rayos X. Determinar la relación a/c del mortero experimental basado en la fluidez del resultado de la relación a/c del mortero patrón. Determinar la resistencia a la compresión de acuerdo a sus dimensiones respectivas en unidades de mortero al adicionar 10% y 20% de mucilago de nopal y mortero patrón, y comparar resultados. II). METODOLOGÍA: El tipo de investigación es Aplicada, porque los resultados obtenidos servirán para la solución de problemas relacionados a la construcción, explicando cual es el efecto en la resistencia a la compresión al adicionar un porcentaje de mucilago de nopal en la elaboración de un mortero cemento-arena. Además descubriremos las cantidades mínimas necesarias para su elaboración y la pronta discusión del mucílago de nopal, este material será utilizado a la solución del problema relacionado a las contracciones de viviendas, brindando así un nuevo material para la edificación de viviendas que sea de mayor accesibilidad para la población. Los ensayos para determinar la resistencia a la compresión del mortero se harán de manera experimental, haciendo del tiempo un factor importante para la deducción de resultados. La mayor parte del estudio, se realizará en el laboratorio de mecánica de suelos, observando y analizando debidamente los resultados obtenidos con los técnicos profesionales en el ámbito de materiales de albañilería. La investigación es de enfoque cuantitativo, ya que se estudia las variables y sus indicadores objetivamente midiendo y registrando sus valores respuesta en los instrumentos de recolección de datos (guías de observación), medición numérica y el análisis estadístico. 34 El diseño de la Investigación será Experimental y el nivel será Cuasi-Experimental; en la que se estudiarán los morteros de cemento-arena con la adición de mucílago de nopal, para así compararlo con un mortero patrón. Por lo tanto se formara dos grupos de estudios, un grupo experimental constituido de mortero con mucílago de nopal y otro grupo de mortero patrón. Tal que se pueda obtener resultados favorables mejorando la resistencia la compresión el cual pueda beneficiar a la sociedad con la reducción de costos, viviendas más seguras ante lluvias (los daños serian mínimos ante las lluvias) y su aporte al estudio de la ingeniería civil. Siendo el esquema del diseño de investigación el siguiente: Tabla 8 Diseño en bloque completo al azar Resistencia a la compresión de un mortero cemento-arena adicionando 10% y Días de curado 20% de mucílago de nopal. PATRÓN 10% 20% 3 P1 E1 E1 P2 E2 E2 P3 E3 E3 7 P1 E1 E1 P2 E2 E2 P3 E3 E3 28 P1 E1 E1 P2 E2 E2 P3 E3 E3 Fuente: Elaboración propia Población: La finalidad es estudiar el comportamiento que tiene esta mezcla de elementos al ser utilizados en la elaboración de un mortero cemento-arena. El 10% y 20% de mucílago de nopal será utilizado como aditivo natural. La manera en que se utilizará en la mezcla será a base de una sustitución porcentual entre los elementos que la conforman. Esto nos da a saber que se realizarán dos tipos de mortero cemento-arena, uno de los cuales será la elaboración de muestras con el elemento ya mencionado en el proceso de investigación y una más de manera convencional que servirá como parámetro de 35 comparación, la cual se va a manejar sin ninguna modificación en sus componentes, para determinar las resistencias. Para la elaboración de los especímenes (cubos de mortero cemento-arena) se utilizaron las siguientes referencias: La penca de tuna se traerá del distrito de Ataquero, provincia de Carhuaz, departamento de Ancash. El agregado fino se obtendrá de la cantera La Sorpresa de la ciudad de Chimbote. Se utilizará cemento portland tipo I, el cual es un cemento de uso general en la construcción, que se emplea en obras que no requieren propiedades especiales. Muestra: Se trabajarán con la cantidad de la población a conveniencia del investigador, que consta de 27 probetas de mortero (9 patrón, 9 experimentales al 10% y 9 experimentales al 20%). La norma NTP 334.051 indica que, como mínimo se pueden realizar 2 especímenes por cada edad de ensayo, entonces, en este caso se trabajarán 3, ya que los moldes están estandarizados para ser elaborados de 3 en 3, especificado de la siguiente manera: Patrón (3 especímenes a los 3 días de curado; 3 a los 7 días y 3 a los 28 días). Experimental al 10% (3 especímenes a los 3 días de curado; 3 a los 7 días y 3 a los 28 días) y experimental al 20% (3 especímenes a los 3 días de curado; 3 a los 7 días y 3 a los 28 días). Las técnicas e instrumentos de investigación se muestran en la siguiente tabla: Tabla 9 Técnicas e Instrumentos de Investigación TÉCNICA INSTRUMENTO AMBITO (2 grupos) Observación Guía de observación Grupo Control Científica resumen. (Muestra de diseño de mezcla convencional) Fichas técnicas del laboratorio de las pruebas a Grupo Experimental realizar. (Muestra de diseño de mezcla con adición de mucílago de nopal) Fuente: Elaboración propia Se aplicarán métodos estadísticos, tanto descriptivos como inferenciales. 36 Para el presente proyecto de investigación el procesamiento de datos será posterior a los ensayos respectivos apoyados en una hoja de cálculo Excel. En dicho procesamiento se realizará: Representación de cuadros estadísticos y sus respectivas gráficas de dispersión y barra de datos obtenidos en la observación por cada indicador ensayado. Promedio por cada indicador ensayado. Comprobación o verificación de la hipótesis por prueba de diferencia de medias poblacional. Se usará el método de análisis de varianza ya que las variables de dicho proyecto son cuantitativas. Un análisis de varianza (ANOVA) prueba la hipótesis de que las medias de dos o más poblaciones son iguales. Los ANOVA evalúan la importancia de uno o más factores al comparar las medias de la variable de respuesta en los diferentes niveles de los factores. La hipótesis nula establece que todas las medias de la población (medias de los niveles de los factores) son iguales mientras que la hipótesis alternativa establece que al menos una es diferente. Para ejecutar un ANOVA, debe tener una variable de respuesta continua y al menos un factor categórico con dos o más niveles. Los análisis ANOVA requieren datos de poblaciones que sigan una distribución aproximadamente normal con varianzas iguales entre los niveles de factores. Sin embargo, los procedimientos de ANOVA funcionan bastante bien incluso cuando se viola el supuesto de normalidad, a menos que una o más de las distribuciones sean muy asimétricas o si las varianzas son bastante diferentes. Las transformaciones del conjunto de datos original pueden corregir estas violaciones. El nombre "análisis de varianza" se basa en el enfoque en el cual el procedimiento utiliza las varianzas para determinar si las medias son diferentes. El procedimiento funciona comparando la varianza entre las medias de los grupos y la varianza dentro de los grupos como una manera de determinar si los grupos son todos parte de una población más grande o poblaciones separadas con características diferentes. El ANOVA parte de algunos supuestos que han de cumplirse: La variable dependiente debe medirse al menos a nivel de intervalo. Independencia de las observaciones. La distribución de la variable dependiente debe ser normal. 37 Homocedasticidad: homogeneidad de las varianzas. Para nuestro proyecto se hará uso de este método, ya que es necesario porque cuando se requiere comparar dos o más medias es incorrecto utilizar repetidamente el contraste basado en la t de Student. En resumen, el análisis de varianza sirve para comparar si los valores de un conjunto de datos numéricos son significativamente distintos a los valores de otro o más conjuntos de datos. El método para comparar estos valores está basado en la varianza global observada en los grupos de datos numéricos a comparar. Típicamente, el análisis de varianza se utiliza para asociar una probabilidad a la conclusión de que la media de un grupo de puntuaciones es distinta de la media de otro grupo de puntuaciones, en este caso, para observaciones de datos como la resistencia a la compresión de nuestras muestras de mortero y variación de dimensional de la media poblacional. 38 III). RESULTADOS Los resultados obtenidos en diversos laboratorios, se muestran a continuación: Caracterización Química Tabla 10 Resultado De Fluorescencia De Rayos X del mucílago de nopal ELEMENTO % MASA METODO UTILIZADO Cl 0.0050 K 0.0171 Espectrometría de Fluorescencia Ca 0.0100 de Rayos X Ti 0.0012 Otros 99.667 Totales 100.00 Fuente: Laboratorio de Arqueometría de la UNMSM El mucílago de nopal fue extraído por método de maceración con agua a temperatura ambiente durante un período de 7 días, obteniendo una sustancia líquida coloidal. Potencial de Hidrógeno Tabla 11 pH Del Mucílago de Nopal MUESTRA ENSAYO pH Mucilago de nopal 4.18 Fuente: Laboratorio de Ensayos químicos COLECBI 39 Caracterización Del Agregado Tabla 12 Contenido de humedad agregado fino (ASTM D-2216) Prueba Nº 01 02 Tara + suelo húmedo (gr) 1053.1 1069.2 Tara + suelo seco (gr) 1048.2 1064.2 Peso del agua (gr) 4.9 5.0 Peso de la tara (gr) 199.4 214.1 Peso del suelo seco (gr) 848.8 850.1 Contenido de humedad (%) 0.58 0.59 Prom. Contenido humedad (%) 0.58 Fuente: Laboratorio Mecánica de Suelos de USP Tabla 13 Gravedad Específica Y Absorción Agregado Fino (Según Norma ASTM C-127) A Peso de material saturado superficialmente seco (aire) gr. 300.00 B Peso de picnómetro + agua gr. 654.40 C Volumen de masa + volumen de vacíos (A+B) cm³ 954.40 D Peso de picnómetro + agua + material gr. 845.30 E Volumen de masa + volumen de vacíos (C-D) cm³ 109.10 F Peso de material seco en estufa gr. 297.30 G Volumen de masa ( E-(A-F)) 106.40 H P.e. Bulk (Base Seca) F/E 2.725 I P.e. Bulk (Base Saturada) A/E 2.750 J P.e. Aparente (Base Seca) F/E 2.794 K Absorción (%) ((D-A/A)x100) 0.91 Fuente: Laboratorio Mecánica de Suelos de USP Tabla 14 Peso Unitario Suelto Del Agregado Fino Ensayo n° 1 2 3 Peso de molde + muestra (g) 7750 7800 7800 Peso de molde (g) 3326 3326 3326 Peso de muestra (g) 4424 4474 4474 Volumen de molde (cm3) 2788 2788 2788 Peso unitario (kg /m3) 1587 1605 1605 Peso unitario promedio (kg /m3) 1599 Corregido por humedad (kg /m3) 1589 Fuente: Laboratorio Mecánica de Suelos de USP 40 Tabla 15 Peso Unitario Compactado Del Agregado Fino Ensayo n° 1 2 3 Peso de molde + muestra (g) 8300 8340 8300 Peso de molde (g) 3326 3326 3326 Peso de muestra (g) 4974 5014 5004 Volumen de molde (cm3) 2788 2788 2788 Peso unitario (kg /m3) 1784 1788 1795 Peso unitario promedio (kg /m3) 1792 Corregido por humedad (kg /m3) 1782 Fuente: Laboratorio Mecánica de Suelos de USP Tabla 16 Requisitos Físicos De Gradación Para El Cálculo De La Fluidez Arena manufacturada N° mallas Pesos Arena % retenido % retenido % retenido manufacturada acumulado pasa (g) (%) # 4 0 0 0 100.0 100 # 8 17.87 3.9 3.9 96.10 95 -100 # 16 59.40 12.96 16.86 83.14 70 – 100 # 30 155.37 33.9 50.76 49.24 40 – 75 # 50 75.17 16.4 67.16 32.84 20 – 40 # 100 40.79 8.9 76.06 23.94 10 – 25 # 200 84.06 18.34 94.4 5.60 0 – 10 PLATO 25.67 5.6 100 - TOTAL 458.33 100 CONDICIÓN: Arena Gradada Total: 458.33 g Diagnóstico: Procede Módulo de Finura 2.92 Fuente: Elaboración propia 41 Tabla 17 Requisitos físicos de gradación para elaborar los especímenes. Arena manufacturada N° mallas Pesos Arena % retenido retenido % retenido % pasa manufacturada acumulado (g) (% pasa) # 4 0 0 0 100.0 100 # 8 26.81 3.9 3.9 96.10 95 100 # 16 89.1 12.96 16.86 83.14 70 100 # 30 233.06 33.9 50.76 49.24 40 75 # 50 112.75 16.4 67.16 32.84 20 40 # 100 61.19 8.9 76.06 23.94 10 25 # 200 126.09 18.34 94.4 5.60 0 10 PLATO 38.5 5.6 100 - - TOTAL 687.50 100 CONDICIÓN: Arena Gradada Total: 687.5 gr Diagnóstico: Procede Módulo de 2.92 Finura Fuente: Elaboración propia 42 Para elaborar los especímenes de mortero patrón y experimentales se realizarán en tres tandas para obtener las 9 muestras de mortero para ser ensayadas a 3, 7 y 28 días Dosificación de materiales Tabla 18 Proporción De Materiales Utilizado Para Calcular La Fluidez del mortero patrón. Relación Aglomerante Agregado Descripción Arena/ Agua / Agua (g) Fino (g) Cemento (g) Cemento Cemento Patrón 2.75 0.485 458 166.66 80.83 Fuente: Elaboración propia Tabla 19 Dosificación de materiales utilizado para calcular la fluidez del mortero experimental con 10% y 20% de adición. Relación Agregado Descripción Fino Mucílago de Arena/ Agua / Cemento Agua Nopal Cemento Cemento (g) (g) (g) (g) Exp – 1 (10%) 2.75 0.50 458.3 166.6 16.6 66.7 Exp – 2 (20%) 2.75 0.51 458.3 166.6 33.3 51.6 Fuente: Elaboración propia Determinación de la fluidez del mortero patrón y experimental Para determinar la fluidez del mortero patrón y experimental se realizó en base a la NTP 334.057:2011 CEMENTOS. Método de ensayo para determinar la fluidez de morteros de cemento Portland. Para este experimento, se utilizó una relación a/c determinada (0.485) para el mortero patrón, las cuales se obtuvieron 4 resultados, se promedió y se aplicó la fórmula para determinar el porcentaje de fluidez. Para el porcentaje de fluidez de los morteros experimentales se tuvo que encontrar una relación a/c diferente debido a la materia prima, y el resultado de éstos se basó en el porcentaje de fluidez del mortero patrón. 43 Tabla 20 Fluidez del mortero Diámetros (cm) Diámetro % Descripción Relación D (cm) Promedio D1 D2 D3 D4 ( cm) Fluidez Patrón 0.485 10.16 11.21 13.09 12.89 11.51 12.18 19.83 Exp – 1 (10%) 0.50 10.16 11.94 12.33 12.03 11.95 12.06 18.73 Exp – 2 (20%) 0.51 10.16 12.42 11.92 11.93 12.18 12.11 19.22 Fuente: Laboratorio Mecánica de Suelos de USP Tabla 21 Dosificación de materiales utilizado para elaborar los especímenes del mortero patrón. Agregado Relación Aglomerante Agua (g) Fino (g) Descripción Arena/ Agua / Cemento (g) Cemento Cemento Patrón 2.75 0.485 687.5 250 121.25 Fuente: Elaboración propia Tabla 22 Dosificación de materiales utilizado para elaborar los especímenes del mortero experimental con 10% y 20% de adición. Relación Agregado Descripción Fino Mucílago de Arena/ Agua / Cemento Agua Nopal Cemento Cemento (g) (g) (g) (g) Exp – 1 (10%) 2.75 0.50 687.5 250 25 100 Exp – 2 (20%) 2.75 0.51 687.5 250 50 77.50 Fuente: Elaboración propia 44 Precisión Tabla 23 Medidas de dispersión del mortero patrón. Medidas de dispersión Norma astm c 670 Resistencia Rango N° Identificación compresión Coef. Rango de Coef. de DÍAS de muestra Desv. (kg/cm2) Prom. Var. variación aceptación variación aceptaestándar 1s% d2s% 1s% ción d2s% PATRÓN 3D-1 383.00 3 PATRÓN 3D-2 371.00 373.67 46.21 6.79 1.8 4.3 3.9 10.9 PATRÓN 3D-3 367.00 PATRÓN 7D-1 429.00 7 PATRÓN 7D-2 381.00 399.00 456 21.35 5.3 12.5 3.9 10.9 PATRÓN 7D-3 387.00 PATRÓN 28-1 516.00 28 PATRÓN 28-2 526.00 511.33 203.55 14.26 2.7 6.9 3.8 10.6 PATRÓN 28-3 492.00 Promedio 3.2 7.9 3.7 10.4 Fuente: Elaboración propia En el caso de las muestras patrón el coeficiente de variación de las muestras a 7 días excede lo permisible, en este caso la norma NTP 334.051 menciona que las muestras no deben ser exceder el 8.70% d±el pr.omedio, obteniendo 8.7%*399=34.71. Las muestras deben estar en el rango de para ser válidas. 45 Tabla 24 Medidas de dispersión del mortero experimental con 10% de adición. Medidas de dispersión Norma astm c 670 Resistencia N° Identificación compresión Coef. Rango de Coef. Rango de DÍAS de muestra Desv. (kg/cm2) Prom. Var. variación aceptación variación aceptación estándar 1s% d2s% 1s% d2s% EXP 3D-1 380.00 3 EXP 3D-2 382.00 378.67 11.54 3.39 0.8 2.1 3.9 10.9 EXP 3D-3 374.00 EXP 7D-1 391.00 7 EXP 7D-2 439.00 418.00 402 20.05 4.7 12.2 3.9 10.9 EXP 7D-3 424.00 EXP 28D-1 465.00 28 EXP 28D-2 447.00 455.00 56 7.48 1.6 4.0 3.8 10.6 EXP 28D-3 453.00 Promedio 2.3 6.1 3.7 10.4 Fuente: Elaboración propia En el caso de las muestras experimentales al 10% el coeficiente de variación de las muestras a 7 días excede lo permisible, en este caso la norma NTP 334.051 menciona que las muestras no deben ser exceder el 8.70% del promedio, obteniendo 8.7%*418=36.36. Las muestras deben estar en el rango de ± . para ser válidas. 46 Tabla 25 Medidas de dispersión del mortero experimental con 20% de adición. Medidas de dispersión Norma astm c 670 Resistencia N° Identificación compresión Coef. Rango de Coef. Rango de DÍAS de muestra Desv. (kg/cm2) Prom. Var. variación aceptación variación aceptación estándar 1s% d2s% 1s% d2s% EXP 3D-1 378.00 3 EXP 3D-2 387.00 388.33 81.54 9.02 2.3 5.8 3.9 10.9 EXP 3D-3 400.00 EXP 7D-1 463.00 7 EXP 7D-2 466.00 457.67 94.83 9.74 2.1 4.9 3.9 10.9 EXP 7D-3 444.00 EXP 28D-1 471.00 28 EXP 28D-2 505.00 482.67 249.55 15.79 3.2 7.2 3.8 10.6 EXP 28D-3 472.00 Promedio 2.5 5.9 3.7 10.4 Fuente: Elaboración propia Para validar las muestras del mortero experimental con 20% de adición se considera lo estipulado en la norma ASTM C 670, pudiendo observar que el coeficiente de variación y el rango de aceptación se encuentra dentro de lo permisible como lo muestra la tabla 25. 47 Ensayos De Compresión PATRÓN Tabla 26 Ensayos de Compresión Patrón 3 días Descripción ÁREA (cm2) Peso (g) Fuerza (kg-f) FC= (kg/cm2) PATRÓN 3D-1 25.00 293.40 9583.00 383.00 PATRÓN 3D-2 25.00 293.90 9275.00 371.00 PATRÓN 3D-3 25.10 295.50 9204.00 367.00 Promedio 373.67 Fuente: Prueba de Compresión. LABORATORIO Nº1 ENSAYO DE MATERIALES – UNI Tabla 27 Ensayos de Compresión Patrón 7 días Descripción ÁREA (cm2) Peso (g) Fuerza (kg-f) FC= (kg/cm2) PATRÓN 7D-1 25.20 294.60 10801.00 429.00 PATRÓN 7D-2 25.30 295.40 9632.00 381.00 PATRÓN 7D-3 25.40 295.50 9807.00 387.00 Promedio 399.00 Fuente: Prueba de Compresión. LABORATORIO Nº1 ENSAYO DE MATERIALES – UNI Tabla 28 Ensayos de Compresión Patrón 28 días Descripción ÁREA (cm2) Peso (g) Fuerza (kg-f) FC= (kg/cm2) PATRÓN 28-1 25.50 292.20 13147.00 516.00 PATRÓN 28-2 25.50 295.00 13255.00 526.00 PATRÓN 28-3 25.40 295.50 12464.00 492.00 Promedio 511.33 Fuente: Prueba de Compresión. LABORATORIO Nº1 ENSAYO DE MATERIALES – UNI 48 EXPERIMENTAL 10% Tabla 29 Ensayos de Compresión Experimental 10% de 3 días Descripción ÁREA (cm2) Peso (g) Fuerza (kg-f) FC= (kg/cm2) EXP 3D-1 25.40 292.30 9657.00 380.00 EXP 3D-2 25.30 292.50 9641.00 382.00 EXP 3D-3 25.40 292.80 9487.00 374.00 Promedio 378.67 Fuente: Prueba de Compresión. LABORATORIO Nº1 ENSAYO DE MATERIALES – UNI Tabla 30 Ensayos de Compresión Experimental 10% de 7 días Descripción ÁREA (cm2) Peso (g) Fuerza (kg-f) FC= (kg/cm2) EXP 7D-1 24.80 289.50 9681.00 391.00 EXP 7D-2 24.90 289.70 10907.00 439.00 EXP 7D-3 24.80 291.50 10491.00 424.00 Promedio 418.00 Fuente: Prueba de Compresión. LABORATORIO Nº1 ENSAYO DE MATERIALES – UNI Tabla 31 Ensayos de Compresión Experimental 10% de 28 días Descripción ÁREA (cm2) Peso (g) Fuerza (kg-f) FC= (kg/cm2) EXP 28D-1 25.10 290.70 11641.00 465.00 EXP 28D-2 25.30 292.70 11311.00 447.00 EXP 28D-3 25.30 293.30 11433.00 453.00 Promedio 455.00 Fuente: Prueba de Compresión. LABORATORIO Nº1 ENSAYO DE MATERIALES – UNI 49 EXPERIMENTAL 20% Tabla 32 Ensayos de Compresión Experimental 20% de 3 días Descripción ÁREA (cm2) Peso (g) Fuerza (kg-f) FC= (kg/cm2) EXP 3D-1 25.10 294.70 9475.00 378.00 EXP 3D-2 25.30 295.30 9765.00 387.00 EXP 3D-3 25.00 296.20 10009.00 400.00 Promedio 388.33 Fuente: Prueba de Compresión. LABORATORIO Nº1 ENSAYO DE MATERIALES – UNI Tabla 33 Ensayos de Compresión Experimental 20% de 7 días Descripción ÁREA (cm2) Peso (g) Fuerza (kg-f) FC= (kg/cm2) EXP 7D-1 25.10 296.50 11618.00 463.00 EXP 7D-2 25.00 296.00 11649.00 466.00 EXP 7D-3 25.20 296.90 11162.00 444.00 Promedio 457.67 Fuente: Prueba de Compresión. LABORATORIO Nº1 ENSAYO DE MATERIALES – UNI Tabla 34 Ensayos de Compresión Experimental 20% de 28 días Descripción ÁREA (cm2) Peso (g) Fuerza (kg-f) FC= (kg/cm2) EXP 28D-1 25.10 293.20 11810.00 471.00 EXP 28D-2 25.00 294.00 12630.00 505.00 EXP 28D-3 25.10 294.70 11829.00 472.00 Promedio 482.67 Fuente: Prueba de Compresión. LABORATORIO Nº1 ENSAYO DE MATERIALES – UNI 50 Pesos de especímenes PATRÓN Tabla 35 Pesos de especímenes Patrón 3 días Pesos (gr) Muestra Fraguado Curado P-1 290.00 293.40 P-2 290.00 293.90 P-3 290.70 295.50 Promedio 290.29 294.27 Fuente: Laboratorio Mecánica de Suelos USP & LABORATORIO Nº1 ENSAYO DE MATERIALES – UNI Tabla 36 Pesos de especímenes Patrón 7 días Pesos (gr) Muestra Fraguado Curado P-1 289.50 294.60 P-2 290.00 295.40 P-3 290.20 295.50 Promedio 298.90 295.17 Fuente: Laboratorio Mecánica de Suelos USP & LABORATORIO Nº1 ENSAYO DE MATERIALES – UNI Tabla 37 Pesos de especímenes Patrón 28 días Pesos (gr) Muestra Fraguado Curado P-1 286.50 292.90 P-2 289.40 295.00 P-3 289.90 295.00 Promedio 288.60 294.23 Fuente: Laboratorio Mecánica de Suelos USP & LABORATORIO Nº1 ENSAYO DE MATERIALES – UNI 51 EXPERIMENTAL 10% Tabla 38 Pesos de especímenes Experimental 10% -3 días Pesos (gr) Muestra Fraguado Curado E-1 287.50 292.30 E-2 287.90 292.50 E-3 288.10 292.80 Promedio 287.83 292.53 Fuente: Laboratorio Mecánica de Suelos USP & LABORATORIO Nº1 ENSAYO DE MATERIALES – UNI Tabla 39 Pesos de especímenes Experimental 10% -7 días Pesos (gr) Muestra Fraguado Curado E-1 286.30 289.50 E-2 286.40 289.70 E-3 286.60 291.50 Promedio 286.43 290.23 Fuente: Laboratorio Mecánica de Suelos USP & LABORATORIO Nº1 ENSAYO DE MATERIALES – UNI Tabla 40 Pesos de especímenes Experimental 10% -28 días Pesos (gr) Muestra Fraguado Curado E-1 287.50 290.70 E-2 287.50 292.60 E-3 288.50 293.30 Promedio 287.83 292.20 Fuente: Laboratorio Mecánica de Suelos USP & LABORATORIO Nº1 ENSAYO DE MATERIALES – UNI 52 EXPERIMENTAL 20% Tabla 41 Pesos de especímenes Experimental 20% -3 días Pesos (gr) Muestra Fraguado Curado E-1 290.90 294.70 E-2 291.40 295.30 E-3 291.70 296.20 Promedio 291.33 295.40 Fuente: Laboratorio Mecánica de Suelos USP & LABORATORIO Nº1 ENSAYO DE MATERIALES – UNI Tabla 42 Pesos de especímenes Experimental 20% -7 días Pesos (gr) Muestra Fraguado Curado E-1 292.20 296.50 E-2 292.50 296.00 E-3 292.80 296.90 Promedio 292.50 296.47 Fuente: Laboratorio Mecánica de Suelos USP & LABORATORIO Nº1 ENSAYO DE MATERIALES – UNI Tabla 43 Pesos de especímenes Experimental 20% -28 días Pesos (gr) Muestra Fraguado Curado E-1 286.80 293.20 E-2 286.70 294.00 E-3 288.50 294.70 Promedio 287.67 293.97 Fuente: Laboratorio Mecánica de Suelos USP & LABORATORIO Nº1 ENSAYO DE MATERIALES – UNI 53 Resultados Finales Tabla 44 Resultados Finales de los Ensayos de Compresión Resistencias (kg/cm2) Días Patrón Experimental 10 % Experimental 20 % 3 373.00 378.67 388.00 7 399.00 418.00 457.67 28 511.33 455.00 482.67 Fuente: Prueba de Compresión. LABORATORIO Nº1 ENSAYO DE MATERIALES – UNI Ensayo de resistencia a la compresión (kg/cm2) obtenidas según morteros patrones Tabla 45 Ensayos de Compresión Patrón en Porcentajes Resistencias (kg/cm2) Días Patrón 3 373.00 72.95% 7 399.00 78.03% 28 511.33 100.00% Fuente: Prueba de Compresión. LABORATORIO Nº1 ENSAYO DE MATERIALES – UNI De los resultados obtenidos del Ensayo a la Compresión, se registra que se alcanzó una resistencia promedio que supera un 70% en los primeros 3 días. Así mismo podemos apreciar que los resultados registrados a los 7 días superaron el promedio del 75% y a los 28 días se obtuvo una resistencia de 511.33 Kg/cm2. Ensayo de resistencia a la compresión (kg/cm2) obtenidas según morteros experimentales Tabla 46 Ensayos de Compresión Experimentales en Porcentajes Resistencias (kg/cm2) Días Experimental 10 % Experimental 20 % 3 378.67 74.06% 388.33 75.95% 7 418.00 81.75% 457.67 89.50% 28 455.00 88.98% 482.67 94.40% Fuente: Prueba de Compresión. LABORATORIO Nº1 ENSAYO DE MATERIALES – UNI 54 Según apreciamos con los resultados obtenidos, podemos concluir que con el material adicionado las resistencias iniciales al sustituir 10% y 20% son superiores en porcentaje en comparación al patrón a los 3 y 7 días de edad. También se puede apreciar que, a partir de los 28 días, recién las dos sustituciones no logran superar al mortero patrón, ya que el experimental 1 logra un 88.98% y el experimental 2 logra un 94.40% Tabla 47 Cuadro Comparativo De Morteros Patrones Y Experimentales RESISTENCIAS (KG/CM2) DÍAS PATRÓN EXPERIMENTAL 10 % EXPERIMENTAL 20 % 3 373.67 378.67 388.33 7 399.00 418.00 457.67 28 511.33 455.00 482.67 Fuente: Prueba de Compresión. LABORATORIO Nº1 ENSAYO DE MATERIALES – UNI En conclusión, se obtuvieron buenos resultados en los ensayos a la compresión de los morteros experimentales, teniendo en cuenta las resistencias, ya que a la edad de 3 días logró superar en un 1.11% y a los 7 días superó en un 3.45% en el experimental con adición de 10%. En el experimental con 20% de adición se logró superar en un 3% a los 3 días y en un 11.47% a los 7 días. Sin embargo, ningún mortero experimental pudo superar al patrón a la edad de 28 días. 55 Ensayo de compresión (kg/cm2) de mortero patrón: DISEÑO PATRÓN 550.00 500.00 511.33 450.00 400.00 399.00 373.67 350.00 300.00 250.00 200.00 3 DIAS 7 DIAS 28 DIAS Figura 1. Resistencia a la Compresión (Kg/cm2) Vs. Edad (Días) Fuente: Prueba de Compresión. LABORATORIO Nº1 ENSAYO DE MATERIALES – UNI INTERPRETACIÓN: Según muestra la gráfica, indica que el mortero patrón de 3 días alcanzó el 73.08% de su máxima resistencia; y el mortero de 7 días alcanzó un 78.03% de su máxima resistencia. El mortero de 28 días alcanzó una resistencia de 511.33 kg/cm2 (100%). 56 Resistencia Compresión (kg/cm2) Ensayo de compresión (kg/cm2) de mortero experimental con 10% de adición: DISEÑO EXPERIMENTAL 10% 500.00 450.00 455.00 418.00 400.00 378.00 350.00 300.00 250.00 200.00 3 DIAS 7 DIAS 28 DIAS Figura 2. Resistencia a la Compresión (Kg/cm2) Vs. Edad (Días) Fuente: Prueba de Compresión. LABORATORIO Nº1 ENSAYO DE MATERIALES – UNI INTERPRETACIÓN: Según muestra la gráfica, indica que el mortero exp. 10% de 3 días alcanzó el 83.07% de su máxima resistencia; y el mortero de 7 días alcanzó un 91.87% de su máxima resistencia. El mortero de 28 días alcanzó una resistencia de 455kg/cm2 (100%). 57 Resistencia Compresion (Kg/cm2) Ensayo de compresión (kg/cm2) de mortero experimental con 20% de adición: DISEÑO EXPERIMENTAL 20% 500.00 482.67 450.00 457.67 400.00 388.33 350.00 300.00 250.00 200.00 3 DIAS 7 DIAS 28 DIAS Figura 3. Resistencia a la Compresión (Kg/cm2) Vs. Edad(Días) Fuente: Prueba de Compresión. LABORATORIO Nº1 ENSAYO DE MATERIALES – UNI INTERPRETACIÓN: Según muestra la gráfica, indica que el mortero exp. 20% de 3 días alcanzó el 80.45% de su máxima resistencia; y el mortero de 7 días alcanzó un 94.82% de su máxima resistencia. El mortero de 28 días alcanzó una resistencia de 482.67kg/cm2 (100%). 58 Resistencia Compresion (Kg/cm2) RESISTENCIA A LA COMPRESION PATRON Y EXPERIMENTALES RESISTENCIAS VS EDAD PROMEDIO DE RESISTENCIAS (Kg/cm2) 600.00 511.33 500.00 482.67457.67 455.00 418.00 399.00 400.00 373.67 378.00 388.33 300.00 PATRON EXP. 10% 200.00 EXP. 20% 100.00 0.00 3 DIAS 7 DIAS 28 DIAS EDADES Figura 4. Resistencia a la Compresión (Kg/cm2) Vs. Edad (Días) Fuente: Prueba de Compresión. LABORATORIO Nº1 ENSAYO DE MATERIALES – UNI INTERPRETACIÓN: Según el gráfico de barras, la resistencia a los 3 días obtenida en los especímenes de mortero experimentales al 10% y 20% han aumentado en 1.16% y 3.92%, respectivamente. También podemos observar que a la edad de 7 días, los morteros experimentales con 10% y 20% de adición aumentaron en un 14.70% y 4.76%, respectivamente, con respecto al mortero patrón. Por último, vemos que a la edad de 28 días, los morteros experimentales no logran superar al mortero patrón, teniendo un porcentaje de 94.40% y 88.98%. 59 RESISTENCIA A LA COMPRESION RESISTENCIA COMPRESIÓN PATRÓN Y EXPERIMENTALES 600.00 511.33 500.00 482.67455.00 457.67 418.00 399.00 373.67 378.00 388.33400.00 3 DIAS 300.00 7 DIAS 28 DIAS 200.00 100.00 0.00 PATRON EXP. 10% EXP. 20% Figura 5. Resistencia a la Compresión (Kg/cm2) Vs. Edad(Días) Fuente: Prueba de Compresión. LABORATORIO Nº1 ENSAYO DE MATERIALES – UNI INTERPRETACIÓN: Según muestra el gráfico de barras, indica que el mortero patrón de 3 días alcanzó el 73.08% de su máxima resistencia; y el mortero de 7 días alcanzó un 78.03% de su máxima resistencia. El mortero de 28 días alcanzó una resistencia de 511.33 kg/cm2 (100%). También se puede observar, el mortero exp. 10% de 3 días alcanzó el 83.07% de su máxima resistencia; y el mortero de 7 días alcanzó un 91.87% de su máxima resistencia. El mortero de 28 días alcanzó una resistencia de 455kg/cm2 (100%). Por último, se puede apreciar que el mortero exp. 20% de 3 días alcanzó el 80.45% de su máxima resistencia; y el mortero de 7 días alcanzó un 94.82% de su máxima resistencia. El mortero de 28 días alcanzó una resistencia de 482.67kg/cm2 (100%). 60 RESISTENCIA COMPRESIÓN (KG/CM2) Promedio pesos fraguados (gr.) 350.00 300.00 290.23 289.90 288.60 287.83 286.43 287.83 291.33 292.50 287.67 250.00 200.00 PATRON 150.00 EXP. 10% 100.00 EXP. 20% 50.00 0.00 3 DIAS 7 DIAS 28 DIAS EDADES Figura 6. Pesos de especímenes fraguados (gr.) vs edad (días) Promedio Pesos Curados (gr.) 350.00 300.00 294.27 295.17 294.23 292.53 289.57 292.20 295.40 295.47 293.97 250.00 200.00 Patron 150.00 EXP. 10% 100.00 EXP. 20% 50.00 0.00 3 DIAS 7 DIAS 28 DIAS EDADES Figura 7. Pesos de especímenes curados (gr.) vs edad (días) 61 Pesos Curados (gr.) Pesos Fraguados (gr) Tabla 48 Resistencias a la compresión de los especímenes de mortero patrón y con dos porcentajes adicionando mucílago de nopal según días de curado Resistencia de mortero Días de curado Experimental Experimental Patrón 10% 20% 3 373.67 378.67 388.33 7 399.00 418.00 457.67 28 511.33 455.00 482.67 Fuente: Prueba de Compresión. LABORATORIO Nº1 ENSAYO DE MATERIALES – UNI En la Tabla 48 se puede apreciar que las resistencias a la compresión de los especímenes de mortero son mayores a los 28 días de curado Después de verificar el cumplimiento de los supuestos de normalidad (Shapiro – Wilk) y homogeneidad de varianzas de las resistencias medias obtenidas en las probetas de mortero para cada tratamiento (adición de un porcentaje de aditivo natural mucílago de nopal) se procedió a realizar la prueba ANOVA Tabla 49 Cálculo de la prueba ANOVA para verificar las diferencias entre las medias de las resistencias a la compresión de los especímenes de mortero. Suma de Origen gl Media cuadrática F Sig cuadrados Sustitución 996,626 2 498,313 ,799 ,510 Días de curado 15934,926 2 7967,463 12,781 ,018 Error 2493,441 4 623,360 Total 19424,994 8 Fuente: Resultados de las Pruebas de Hipótesis con el SPSS En la tabla 49 se puede visualizar que el p-value > 𝛼 (0.510 > 0.05) entonces podemos decir que los datos muestran suficientes evidencias para aceptar la hipótesis nula. Por lo que podemos concluir que con nivel de 5% de significancia las resistencias medias en kg/cm2 logradas en los especímenes de mortero patrón y adiciones de 10% y 20% de mucílago de nopal son iguales. Es decir, no existe una diferencia significativa entre las resistencias medias de mortero. 62 También se tienen que para los días de curado p-value < 𝛼 (0.018 < 0.05) entonces podemos decir que las resistencias medias de los especímenes de mortero son diferentes a consecuencias de los días de curado. IV). ANÁLISIS Y DISCUSIÓN En la relación con antecedentes, lo siguiente: Si comparamos esta investigación con el estudio realizado por de Amarán y Ravi (2016), observamos que los resultados de resistencia a la compresión logran aumentar mientras más mucílago de nopal se utiliza, en cuanto a 10% de adición también aumenta la resistencia a la compresión, pero con adición de 20% de mucílago de nopal es la que más resistencia se puede obtener en todas sus edades (7, 14 y 28 días). En mi investigación solo aumenta la resistencia a la compresión en sus primeros días de curado (3 y 7), y a los 28 días tiende a disminuir. Esto se debe a que, en aquella investigación se concluyó que la óptima relación a/c es reducida con el incremento de mucílago de nopal, siendo éstas las siguientes: a/c patrón= 0.5; a/c con 10% de mucílago de nopal= 0.49; a/c con 20% de mucílago de nopal= 0.46. Eso explica el aumento de resistencia. Mientras que en mi investigación las relaciones a/c aumentaron gradualmente (Patrón=0.485; Exp. 10%= 0.50; Exp 20%=0.51), debido a que había que cumplir con lo establecido en un objetivo específico, que era que las relaciones a/c de los morteros experimentales se asemejen a la relación a/c del mortero patrón. De la investigación de Lope y Lucio (2016), en el resultado de fluorescencia de rayos X podemos observar que el mucílago de nopal, entre sus componentes químicos principales se encuentran el potasio con 58.04%, magnesio con 31.28% y el calcio con 6.78%. Podemos comparar que dichos compuestos químicos también se encuentran en el mucílago de nopal de esta investigación; dado que en la tabla N°10 existen “otros elementos”, por medio de este antecedente podemos afirmar que el magnesio es un compuesto principal de la materia prima. Según el antecedente de Domínguez (2011) el mucílago de nopal está compuesto por polisacáridos fibrosos altamente ramificados, y entre sus componentes se encuentran la L- arabinosa (47%), D-xilosa (23%), D-galactosa (18%), L-ramnosa (7%) y ácido D- 63 galacturónico (5%). Estos componentes reaccionan de manera favorable con la pasta del mortero, mejorando el curado interno. Esta sustancia al entrar en contacto con el agua y el cemento, durante la etapa de curado, reacciona de tal manera que sus partículas al ser hidratos de carbono y entrar en contacto con el agua tiende a aumentar sus propias masas, haciendo que en los especímenes se tapen los poros internos, de esta manera se puede deducir que disminuye la permeabilidad y por ende, aumentan resistencias iniciales, con lo que deducimos que esos efectos se han dado por realizados en esta investigación, las cuales actúan en los primeros días (3 y 7). De los ensayos realizados, se puede mencionar: En el cuadro N° 11, observamos el valor del pH del mucílago de nopal que tiene un valor de 4.18. El pH tiene un papel fundamental, ya que, en este caso, al tener un valor un tanto ácido, la reacción tendría que ser no tan favorable, eso explica los resultados de resistencia. En los primeros días de curado (3 y 7), los morteros experimentales sufren una ascensión de resistencia con respecto al patrón. Pero en la edad donde llega su máxima resistencia (28 días), la resistencia disminuye, dando a entender que el mucílago de nopal, debido al valor de acidez que tiene, puede causar desintegración y pérdida de resistencia, ya que, mientras más alta es la concentración de ácidos, más vigoroso puede ser el ataque. De la tabla N° 10, según el ensayo de fluorescencia de rayos X aplicada a la materia prima se puede apreciar el contenido de calcio (Ca) con un 0.0100% de masa, conocido también como cal viva. Este componente tiene la característica de otorgar durabilidad a las pastas de mortero. También está presente el potasio (K) con un 0.0171% de masa; este componente tiene la característica de ser delicuescente (que tienen una fuerte afinidad química por la humedad y que absorben cantidades relativamente altas de agua si son expuestos a la atmósfera). Cabe resaltar que este elemento es utilizado como componente secundario para la creación de cementos. Otro de los componentes que la contienen es el cloruro (Cl) con un 0.0050% de masa; favorece sobre el fraguado y la resistencia inicial del cemento portland, a pesar de ello, hay estudios que determinan que a ciertas cantidades propician la corrosión del acero en el concreto armado. El ACI recomienda límites de iones de cloruro (ACI 222 y ACI 318). Una de las aclaraciones que se tiene que hacer es que, según este ensayo se ha utilizado un espectrómetro de FRXDE marca Amptek, la cual no detecta la 64 presencia de elementos químicos que tienen un número atómico menores a 13 (Z=13), entre ellos está comprendido el sodio (Na) y Magnesio (Mg) como elementos principales, esta es la razón por la cual en la tabla N° 10 se puede ver un 99.667% de “otros elementos”, es ahí donde se deduce que esos porcentajes están comprendidos principalmente por los ya mencionados compuestos químicos como. Entonces, el sodio (Na) es un álcali al igual que el magnesio (Mg). En los especímenes de morteros realizados se deduce que estos compuestos químicos trabajan como acelerantes de fraguado. En esta investigación se observó que estos compuestos, al estar presentes como mayoría en la materia prima funcionaron de tal manera que, provocaron un incremento en la resistencia inicial en comparación al mortero patrón, pero producen también resistencias menores a los 28 días. Mientras más acelerantes se emplea para lograr una mayor resistencia inicial, se sacrifica acentuadamente la resistencia a largo plazo. También tiende a reducir la trabajabilidad, es por eso que se tuvo que aumentar progresivamente las relaciones a/c. Disminuye la exudación pero contribuyen a que aumente la contracción si no se cura el mortero apropiadamente. Tienen una gran cantidad de álcalis, por lo que aumenta el riesgo de reactividad alcalina por la presencia de sílice del agregado fino. Con respecto a las relaciones a/c, se han obtenido como resultados para el patrón 0.485 (19.88% de fluidez), para el experimental con 10% de adición se utilizó una relación a/c de 0.50 (18.82% de fluidez) y para el experimental con 20% de adición se utilizó una relación a/c de 0.51 (19.19% de fluidez). Se podría analizar que los morteros experimentales, debido al uso del mucílago de nopal, han necesitado poseer más agua, y como se sabe, mientras más agua posee una mezcla ésta tiende a reducir su resistencia. Pero en esta investigación se ha dado por hecho que, a pesar de poseer más agua, la resistencia no ha sido afectada considerablemente, ya que para los primeros días de curado (3 y 7) la resistencia ha aumentado. Por otro lado, para las resistencias con edades de 28 días sí se ha visto una reducción de la resistencia, pudiendo dejar en evidencia que se puede sustituir el agua por este material natural obteniendo resistencias favorables, sin afectarlas colosalmente. En la figura N°5 se puede observar las resistencias de los morteros, dando a conocer que el mortero experimental 10% de 3 días tiene una resistencia promedio de 378 kg/cm2, y el mortero experimental 20% de 3 días tiene una resistencia promedio de 388.33 kg/cm2, 65 dando a entender que ha superado en un 1.16% y 3.92% de la resistencia patrón de 3 días respectivamente, que alcanzó una resistencia de 373.67 kg/cm2. También observamos que a la edad de 7 días, el mortero patrón (399 kg/cm2) se ha visto superado por el mortero experimental 10% (418 kg/cm2), con un porcentaje de 14.70% y el mortero experimental 20% (457.67 kg/cm2), también ha aumentado su resistencia en un 4.76%. Y por último, a la edad de 28 días, los morteros experimentales de 10% (455 kg/cm2) y 20% (482.67 kg/cm2) no superaron al patrón, teniendo éstos unos porcentajes de 94.40% y 88.98%, respectivamente. 66 V). CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES En la presente investigación de llego a las siguientes conclusiones: La muestra de mucílago de nopal tiene cierto grado de acidez, obteniendo un valor de 4.18 de pH, que en cierta forma resulta dañina para la mezcla de mortero, ya que se trata de un ácido altamente reactivo pudiendo distorsionar la calidad de la misma con el transcurrir del tiempo. La composición química del mucilago de nopal tiene como componentes el Calcio (0.0100% Masa), Potasio (0.0171% Masa), Cloruro (0.0050% Masa), Titanio (0.0012% Masa). Entre otros componentes, como el Sodio y Magnesio, suman 99.667% Masa. Estos dos últimos elementos que son álcalis tienen un cierto comportamiento, las cuales actúan como acelerantes de fraguado (resistencias iniciales mayores) y existe un descenso de resistencias finales, porque al mezclarse con el agregado se produce la reacción álcali- sílice, que produce fisuras internas en los especímenes. La relación a/c del patrón fue de 0.485 con una fluidez de 19.83%; la relación a/c del experimental con 10% de adición fue de 0.50 con una fluidez de 18.73%; la relación a/c del experimental con 20% de adición fue de 0.51 con una fluidez de 19.22%. Se optó por que la fluidez de los experimentales se asemeje a la fluidez del patrón, para que los resultados sean equivalentemente comparativos. La resistencia a la compresión a los 28 días de los morteros experimentales se ha visto reducida con respecto al mortero patrón, siendo éstas disminuciones expresadas en porcentajes en 11.01% para el experimental con 10% de adición, y 5.60% para el experimental con 20% de adición, debido a los efectos que producen el pH y los elementos químicos determinados en el mucílago de nopal Se considera las siguientes recomendaciones: Aumentar el valor del pH determinado en el mucílago de nopal utilizando un regulador de pH, como por ejemplo el carbonato de sodio. Se recomienda realizar una investigación más profunda del tema con otras maneras de procesamiento del mucílago de nopal, entre ellas el nopal deshidratado y/o liofilizado, para determinar si los beneficios serían iguales o mejores. 67 Al momento de la etapa de curado, se recomienda saturar el agua con hidróxido de calcio (cal) para mantener la solución alcalina. Utilizar otros porcentajes de mucílago de nopal, para determinar si existe influencia debido a las cantidades posibles a experimentar, pudiendo ser éstas porcentajes mayores, de esta manera, se podrían tener diferentes resultados y sacar un mejor análisis. VI). AGRADECIMIENTOS Le agradezco a Dios, por haberme guiado a lo largo de mi carrera, por ser mi fortaleza en momentos de debilidad y por brindarme una vida llena de aprendizajes, experiencias y salud. Le doy gracias a mis padres Saúl Bulnes y Betty Gambini por apoyarme desinteresadamente en todo momento, por los valores que me han inculcado y por haberme dado la oportunidad de darme una excelente educación durante el trayecto de mi vida; y a mi hermana Linda Bulnes, de igual manera, por brindarme todo su apoyo incondicional. Agradezco a mis amistades por creer en mí y haber hecho de mi etapa universitaria un trayecto de vivencias que nunca olvidaré. Le agradezco la confianza, esfuerzo y dedicación a mi Asesor, Ing. Gumercindo Flores Reyes, por las aportaciones hechas para la realización y culminación de este proyecto de investigación, y de igual manera a los integrantes de mi Jurado Evaluador. 68 VII). REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS Amaran, R. y Ravi, R. (2016). “Efecto del cactus sobre las propiedades reológicas del cemento” Chennai, India. SRM University. Araujo, O. (2011). Materiales de construcción: cemento. México. Universidad Autónoma de Yucatán. Avendaño, E. (2008). 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T_PATR_RE ,321 3 - ,883 3 ,332 T_EXP_RE_10 ,177 3 - 1,000 3 ,966 T_EXP_RE_20 ,285 3 - ,931 3 ,494 Análisis de Varianza Variable dependiente: RESISTENCIA Suma de Media Origen gl F Sig. cuadrados tipo cuadrática III Modelo 16931,553 4 4232,888 6,790 ,045 corregido Intersección 1659235,960 1 1659235,960 2661,761 ,000 ADICIÓN 996,626 2 498,313 ,799 ,510 DIAS_CURADO 15934,926 2 7967,463 12,781 ,018 Error 2493,441 4 623,360 Total 1678660,953 9 Total corregida 19424,994 8 Subconjuntos homogéneos 98 ANEXO N°7: PANEL FOTOGRÁFICO 99 RECOLECCIÓN DE MATERIAL Foto N° 01: Visita al distrito de Ataquero, provincia de Carhuaz, departamento de Áncash para la recolección de los nopales. Foto N° 02: Obtención del nopal listo para su debido procesamiento. 100 Foto N° 03: Nopal listo para ser recortado en rodajas de 1cmx1cm, aproximadamente. Foto N° 04: Nopal cortado y almacenado en un recipiente para su posterior macerado. 101 Foto N° 05: Se procede a echar agua en proporción 1:1 (peso/volumen), de esta manera se deja macerar por 7 días. Foto N° 06: Obtención del mucílago de nopal, materia prima que se va a utilizar en el experimento. 102 Foto N° 07: Muestra de mucilago de nopal almacenada en botella de plástico, para los ensayos de pH y fluorescencia de rayos X. Foto N° 08: Visita al Laboratorio de Arqueometría, facultad de Ciencias Físicas, Universidad Nacional Mayor de San Marcos. 103 Foto N° 09: Obtención del agregado fino de la Cantera la Sorpresa, en la ciudad de Chimbote. Foto N° 10: Gradación del agregado fino, para su utilización en la mezcla de mortero. 104 PESO UNITARIO SUELTO DEL AGREGADO Foto N° 11: Se hace el llenado del molde con el agregado fino, dejándolo caer de manera natural a una altura determinada. Foto N° 12: Después de haber llenado la tercera capa, se hace el enrasado respectivo y luego se pesa. 105 PESO UNITARIO COMPACTADO DEL AGREGADO Foto N° 13: Se llena el molde a través de 3 capas, y en cada capa se compacta 25 veces. Foto N° 14: Se hace el respectivo enrasado, dejando la superficie plana y las orejas del molde totalmente limpias, sin restos del agregado. Posteriormente se pesa. 106 CONTENIDO DE HUMEDAD Foto N° 15: Se obtuvo 2 taras limpias, se pesaron las taras y se vertió el material, que también se pesó y se apuntaron los pesos respectivos. Foto N° 16: Luego se tuvo que llevar las taras con el agregado al horno por un período de 24 horas. 107 GRAVEDAD ESPECÍFICA Y ABSORCIÓN DEL AGREGADO Foto N° 17: En un balde, se saturó el agregado fino con agua por un período de 24 horas. Foto N° 18: Pasado las 24 horas, se quitó el agua del balde y se puso el material fino en la estufa. 108 Foto N° 19: Se midió la consistencia del agregado fino con el cono y el apisonador. Foto N° 20: Con la bomba se succionó el aire que quedó dentro de la fiola durante un tiempo de 15 minutos. 109 Foto N° 21: Luego se procedió a pesar la fiola con el agregado y el agua. 110 PROCESO DE ELABORACIÓN DE MUESTRA PATRÓN DE MORTERO Foto N° 22: Se pesaron cemento, arena y agua para la elaboración del mortero patrón. Foto N° 23: Se procede a hacer el cuarteo de la arena gradada, para luego mezclarla con el cemento antes de poner en la mezcladora. 111 Foto N° 24: Una vez obtenida la mezcla de cemento y arena, se procede a ponerla en la mezcladora, durante 2 minutos. Luego de eso se echa el agua para que mezcle durante otros 2 minutos más. Foto N° 25: Echar la mezcla en el molde tronco-cónico en dos capaz, en cada capa tiene que apisonarse 20 veces. 112 Foto N° 26: Retiramos el molde, hacemos girar 25 veces en un tiempo de 15 segundos y tomamos la medida de los diámetros tomando los respectivos apuntes, para determinar la fluidez. Foto N° 27: Fluidez del mortero patrón 113 Foto N° 28: Fluidez del mortero experimental con 10% de adición de mucílago de nopal Foto N° 29: Fluidez del mortero experimental con 20% de adición de mucílago de nopal 114 Foto N° 30: Alistamos el molde, encintándolo y armándolo, quedando listo de esta manera para el vaciado de la mezcla. Foto N° 31: Hacemos el mezclado por cuarteo previo de la arena y el cemento. 115 Foto N° 32: Se puso en la mezcladora durante 2 minutos; posteriormente se echó el agua para que mezcle por 2 minutos más. Foto N° 33: Se procedió a vaciar la mezcla de mortero en el molde, y con el apisonador de madera se compactó 32 veces que se hizo en 4 partes cada una con 8 lados en sentido horizontal y vertical 116 . Foto N° 34: El mismo procedimiento para los demás cubos, vaciado y compactado. Foto N° 35: Terminado el anterior proceso, se procedió a enrasar, quedando de esta manera listo para el fraguado, de un tiempo de 24 horas. 117 Foto N° 36: Después de 24 horas de fraguado, se desencofran los especímenes. Foto N° 37: Curado de especímenes de mortero. 118 PROCESO DE ELABORACIÓN DE MUESTRA EXPERIMENTAL DE MORTERO Foto N° 38: Se pesa el mucílago de nopal. Foto N° 39: Se pesa el agua en un vaso volumétrico. 119 Foto N° 40: Se mezcla el agua con el mucílago de nopal, manera adecuada para utilizar como aditivo para el mortero experimental. Foto N° 41: Mezcla de agua y mucílago de nopal lista para verter en la mezcladora. 120 Foto N° 42: Materia prima vertida en la mezcladora. Foto N° 43: Mezcla experimental lista para vaciar en el molde. 121 Foto N° 44: Mezcla experimental lista para enrasar y fraguar. Foto N° 45: Prensa donde se realizará la rotura de los especímenes de mortero. (LABORATORIO N°1 DE ENSAYO DE MATERIALES- UNI) 122 Foto N° 46: Laboratorio Colecbi, donde se realizó el ensayo de pH. Foto N° 47: Laboratorio N°1 de Ensayo de Materiales-UNI 123