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FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL “Influencia de la Escoria Negra en las propiedades físicas – mecánicas del afirmado de la Cantera “La sorpresa” de Coishco para base en obras de pavimentación, 2016”.

TESIS PARA OBTENER EL TITULO PROFESIONAL DE INGENIERA CIVIL

AUTOR:

ANNIE EDITH MANRIQUE ROSALES

ASESOR:

ING. ERIKA MAGALY MOZO CASTAÑEDA

LINEA DE INVESTIGACIÓN:

ADMINISTRACIÓN Y SEGURIDAD EN LA CONSTRUCCIÓN

NUEVO CHIMBOTE 2016

PÁGINA DEL JURADO Los miembros del Jurado:

En cumplimiento del Reglamento de Grados y Títulos de la Universidad César Vallejo damos conformidad para la sustentación de la Tesis titulada: “Influencia de la Escoria Negra en las propiedades físicas – mecánicas del afirmado de la Cantera “La Sorpresa” de Coishco para base en obras de pavimentación. 2016”, la misma que debe ser defendida por el tesista: Bach. Manrique Rosales Annie Edith, aspirante a obtener el título Profesional de Ingeniero Civil.

Nuevo Chimbote, 28 de Noviembre del 2016

………………………………………

…………………......................

Dr. Rigoberto Cerna Chávez

Ing. Erika Mozo Castañeda

PRESIDENTE

SECRETARIO

…………………………………………… Ing. Elena Quevedo Haro VOCAL

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DEDICATORIA Es muy emocionante poder estas a estas alturas de mi profesión, esta etapa dentro de mi carrera como estudiante por ello quiero agradecerá la Fuerza de inspiración, a la fe que me hace creer, a Dios; que es gracias a él que me brindo la dicha de la vida, de gozar de salud y seguir adelante bendiciéndome día a día todas las cosas que hago.

Con un aprecio enorme a mi Madre, quien de manera incondicional me ha apoyado a seguir con mi carrera, la cual me enseño en significa de ser una persona humilde y con carácter, que no se rinde fácilmente ante las adversidades.

De la misma manera a mi querido Padre, el cual con sus orientaciones y recomendaciones me ayudaron a seguir con mi carrera, y que día a día me fue enseñando que la vida no es fácil y que con esfuerzo y dedicación todo se puede en esta vida.

A mi hermano, el cual me motivo a siempre seguir adelante y a no descansar de mis sueños. Gracias por mantener viva la esperanza, este trabajo también es para él. Así como para mis adorados sobrinos que son uno de los motores que me impulsan a terminar con mi carrera.

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AGRADECIMIENTO

A la universidad Cesar Vallejo - Sede Chimbote por ser la institución donde forme mis conocimiento en el ámbito de la Carrera de Ingeniería Civil, la cual me enseño todo lo necesario para ser un profesional de éxito. Asimismo a la Escuela de Ingeniería Civil por brindar profesores de calidad para cada uno de los cursos que lleve en mi formación profesional.

A mi madre Rosales Pineda Edi Marleni y mi padre Manrique Loayza Jose Lito que con mucho esfuerzo y dedicación han llegado a educarme y brindado su apoyo moral para nunca desvanecerme en la trayectoria de mi vida universitaria así como también haberme inculcado los valores que día a día sigo reforzando por todo lo expresado anteriormente les doy las gracias.

Al Ing. Morillo Trujillo Jorge Edinson jefe del laboratorio de Mecánica de Suelos y Concreto GEOMG S.AC por brindarme la oportunidad de desarrollar mi investigación en las instalaciones del laboratorio, así como también al Ing. Arteaga Manrique Jayro y Ing. Quezada Morillo Sain que fueron de soporte y ayuda en la realización de mi investigación.

Y un agradecimiento a la Ing. Mozo Castañeda Erika por ser la asesora y guía para la realización y desarrollo de mi proyecto de investigación.

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DECLARACIÓN DE AUTENTICIDAD Yo, Annie Edith Manrique Rosales con DNI Nº 74043219, a efecto de cumplir con las disposiciones vigentes consideradas en el Reglamento de Grados y Títulos de la Universidad Cesar Vallejo, Facultad de Ingeniería, Escuela Académico Profesional de Ingeniería Civil, declaro bajo juramento que toda la documentación que acompaño es veraz y auténtica.

Así mismo, declaro también bajo juramento que todos los datos e información que se presenta en la presente tesis son auténticos y veraces.

En tal sentido asumo la responsabilidad que corresponda ante cualquier falsedad, ocultamiento u omisión tanto de los documentos como de información aportada por lo cual me someto a lo dispuesto en las normas académicas de la Universidad César Vallejo.

Nuevo Chimbote, 28 de Noviembre del 2016

Annie Edith Manrique Rosales D.N.I. 74043219

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PRESENTACIÓN Señores miembros del jurado en cumplimiento del Reglamento de Grados y Títulos de la Universidad César Vallejo presento ante ustedes la Tesis titulada “INFLUENCIA DE LA ESCORIA NEGRA EN LAS PROPIEDADES FÍSICAS – MECÁNICAS DEL AFIRMADO DE LA CANTERA “LA SORPRESA” DE COISHCO PARA BASE EN OBRAS DE PAVIMENTACIÓN, 2016 “,teniendo como objetivo general analizar la influencia de la escoria negra en las propiedades físicas - mecánicas del afirmado de la cantera “La Sorpresa” de Coishco para base en obras de Pavimentación, la misma que someto a vuestra consideración y espero que cumpla con los requisitos de aprobación para obtener el título Profesional de Ingeniero Civil. La presente investigación presenta los siguientes capitulo: En el primer capítulo se da a conocer de manera de introducción la realidad problemática en la que se desenvolvió la investigación, antecedentes que relataron investigaciones similares referentes a la problemática, el marco teórico describió de manera detallada las variables, la justificación del porque se realiza y a que personas va dirigido así como los objetivos tanto como el general y los específicos. En el segundo capítulo se describen las fases de la investigación como los tipos de estudios y el diseño de la investigación, también las dos variables y de qué manera se operaran en la investigación. Incluye la población y manera de muestreo según norma. Adicionalmente se relata las técnicas e instrumentos para recolección de datos, la validación de estos formatos como la confiabilidad de estos, que garanticen calidad y la ética en la realización de la investigación. En el tercer capítulo se ofrece los resultados representados en tablas y gráficos obtenidos de un Laboratorio de Mecánica de Suelos asi como la interpretación de estas. En el cuarto Capítulo describirá la discusión de los resultados con la norma CE 010 Pavimentos Urbanos, ya que la investigación no cuenta con antecedentes exactos a la investigación. En el quinto Capítulo se llegara a las conclusiones frente a los objetivos planteados. Y en el sexto capítulo las recomendaciones. 6

ÍNDICE: PÁGINA DEL JURADO ........................................................................................................ 2 DEDICATORIA......................................................................................................................... 3 AGRADECIMIENTO............................................................................................................... 4 DECLARACIÓN DE AUTENTICIDAD ............................................................................. 5 PRESENTACIÓN .................................................................................................................... 6 ÍNDICE ........................................................................................................................................ 7 RESUMEN ............................................................................................................................... 10 ABSTRACT ............................................................................................................................. 10 I.

INTRODUCCIÓN ...................................................................................................... 11

II.

MÉTODO ..................................................................................................................... 24 2.1.

DISEÑO DE INVESTIGACIÓN ........................................................... 24

2.2.

VARIABLES, OPERACIONALIZACIÓN ............................................ 24

2.3.

POBLACIÓN Y MUESTRA................................................................. 25

2.4. TÉCNICAS E INSTRUMENTOS DE RECOLECCIÓN DE DATOS, VALIDEZ Y CONFIABILIDAD ............................................................... 26 2.5.

MÉTODO DE ANÁLISIS DE DATOS ................................................. 27

2.6.

ASPECTOS ÉTICOS .......................................................................... 29

III.

RESULTADOS .......................................................................................................... 30

3.1.

PROPIEDADES FÍSICAS DEL AFIRMADO ....................................... 30

3.1.1.

GRANULOMETRÍA ...................................................................... 30

3.1.2.

ÍNDICE DE PLASTICIDAD .......................................................... 30

3.1.3.

PORCENTAJE DE CARAS FRACTURAS .................................. 31

3.1.4.

ABRASIÓN LOS ÁNGELES ........................................................ 31

3.2.

PROPIEDADES MECÁNICAS DEL AFIRMADO ............................... 32

3.2.1.

PROCTOR MODIFICADO ............................................................ 32

3.2.2.

CBR .............................................................................................. 32

7

3.3. PROPIEDADES FÍSICAS DEL AFIRMADO CON 30% ESCORIA NEGRA .................................................................................................. 33 3.3.1.

GRANULOMETRÍA ...................................................................... 33

3.3.2.

ÍNDICE DE PLASTICIDAD .......................................................... 34

3.3.3.

EQUIVALENTE DE ARENA......................................................... 34

3.4. PROPIEDADES MECÁNICAS DEL AFIRMADO CON 30% ESCORIA NEGRA .................................................................................................. 34 3.4.1.

PROCTOR MODIFICADO ............................................................ 34

3.4.2.

CBR .............................................................................................. 35

3.5. PROPIEDADES FÍSICAS DEL AFIRMADO CON 35% ESCORIA NEGRA .................................................................................................. 36 3.5.1.

GRANULOMETRÍA ...................................................................... 36

3.5.2.

EQUIVALENTE DE ARENA......................................................... 37

3.5.3.

ÍNDICE DE PLASTICIDAD .......................................................... 37

3.6. PROPIEDADES MECÁNICAS DEL AFIRMADO CON 35% ESCORIA NEGRA .................................................................................................. 37 3.6.1.

PROCTOR MODIFICADO ............................................................ 37

3.6.2.

CBR .............................................................................................. 38

3.7. PROPIEDADES FÍSICAS DEL AFIRMADO CON 40% ESCORIA NEGRA .................................................................................................. 39 3.7.1.

GRANULOMETRÍA ...................................................................... 39

3.7.2.

EQUIVALENTE DE ARENA......................................................... 40

3.7.3.

ÍNDICE DE PLASTICIDAD .......................................................... 40

3.8. PROPIEDADES MECANICAS DEL AFIRMADO CON 40% ESCORIA NEGRA .................................................................................................. 40 3.8.1.

PROCTOR MODIFICADO ............................................................ 40

3.8.2.

CBR .............................................................................................. 41

3.9. PROPIEDADES FÍSICAS DEL AFIRMADO CON 45% ESCORIA NEGRA .................................................................................................. 42 8

3.9.1.

GRANULOMETRÍA ...................................................................... 42

3.9.2.

EQUIVALENTE DE ARENA......................................................... 43

3.9.3.

ÍNDICE DE PLASTICIDAD .......................................................... 43

3.10. PROPIEDADES MECÁNICAS DEL AFIRMADO CON 45% ESCORIA NEGRA .................................................................................................. 43 3.10.1.

PROCTOR MODIFICADO ........................................................ 43

3.10.2.

CBR........................................................................................... 44

3.11.

RESUMEN ....................................................................................... 45

IV.

DISCUSIÓN DE RESULTADOS: ........................................................................ 46

V.

CONCLUSIONES ..................................................................................................... 49

VI.

RECOMENDACIONES: ......................................................................................... 50

VII.

REFERENCIAS: ....................................................................................................... 51

ANEXOS .................................................................................................................................. 53 ANEXO Nº 1: CUADRO DE OPERACIONALIZACIÓN DE VARIABLES: ........ 56 ANEXO Nº2: MATRIZ DE ELABORACIÓN DE INSTRUMENTO ......................... 58 ANEXO Nº3: MATRIZ DE CONSISTENCIA................................................................. 61 ANEXO Nº4: FICHAS DE RECOLECCIÓN DE DATOS .......................................... 63 PANEL FOTOGRÁFICO..................................................................................................... 68

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RESUMEN El objetivo general de la presente investigación fue analizar la influencia de la escoria negra en las propiedades físicas - mecánicas del afirmado de la cantera “La Sorpresa” de Coishco para base en obras de Pavimentación. La recopilación de datos de realizo con el apoyo del Laboratorio de Mecánica de Suelos y Concreto GEOMG S.A.C ya que el desarrollo de la investigación se realizó dentro de sus instalaciones que consto de los ensayos granulométricos al Afirmado de la Cantera y los cuatro porcentajes de adicción de la escoria negra, el ensayo de Equivalente de arena al afirmado y los cuatro porcentajes de adicción de escoria, así como también el ensayo de Caras Fracturas al afirmado, ensayo de Abrasión Los Ángeles aplicado al afirmado y en ensayo de los Limites de Consistencia al afirmado y los cuatro porcentajes de adicción para hablar el índice de plasticidad que demanda la Norma CE 010 Pavimentos Urbanos. Palabras Claves: Escoria Negra, Afirmado. ABSTRACT The overall objective of this research was to analyze the influence of black slag on physical - mechanical properties of the quarry said "The Surprise" based Coishco for paving works. The data collection conducted with the support of the Laboratory of Soil Mechanics and Concrete GEOMG S.A.C since the development of the research was conducted within its premises which consisted of grain size determination to Affirmed Quarry and the four percentages of addiction the black slag, the test sand equivalent to the stated and the four percentages of addiction slag, as well as testing Faces Fractures to said, testing Abrasion Los Angeles applied to stated and test the consistency limits the said and the four rates of addiction to speak plasticity index demanded by Standard CE 010 Urban Pavements. Keyworks: Black Slag, Affirmed.

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I. INTRODUCCIÓN: La realidad problemática en la que se desenvolvió la investigación es que en la empresa siderúrgica chimbotana Gerdau – Siderperú dedicada a la fabricación y comercialización de producto de acero de alta calidad. Así también produce un material producto de la fundición de la chatarra y cuenta para ello con equipo como son altos hornos y hornos eléctricos. Hoy en día los altos hornos de la empresa en mención ya no produce acero en los altos hornos, sino que trabajan con los hornos eléctricos, al igual que la primera produce un subproducto que son las escorias. Este subproducto puede ser usado como material para terraplenes, sub-bases y bases, cemento, agregado tanto como para morteros y hormigones. “Las escorias de acería o de otros hornos de fundición se emplean en muchas partes del mundo, en la fabricación del cemento, como agregados en la fabricación de hormigón, como material de base y sub-base en los pavimentos, en la estabilización de sub-rasantes, en la carpeta asfáltica formando parte del ligante bituminoso; en la agricultura también se ha encontrado aplicación, así como en el tratamiento de aguas residuales. Al emplearse este subproducto en construcción de infraestructura vial se evita explotar nuevas canteras, manteniendo el paisaje de la zona; como no requiere procesar los agregados se reduce el consumo de energía y combustibles, y se reducen las emisiones de CO2 al ambiente” (Carrillo y García, 2011, Pág. 1). “En los últimos 17 años el Perú ha impulsado una política favorable para la Construcción de Obras Viales a lo largo y ancho del territorio peruano, habiéndose ejecutado más de 15,000 kilómetros de carreteras con pavimentos asfálticos, según reportes del Ministerio de Transportes y Comunicaciones” (Huamán Guerrero, 2011, Pág. 2). “En Ancash, la inversión del Sector de Transportes y Comunicaciones en el periodo 2011 – 2016 superan los S/. 3200 millones en conjunto de obras estratégicas y proyectos integrales que están impulsando el crecimiento de la región, con más de S/.

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2500 millones en inversión en carreteras y 68 nuevos puentes” (Ministerio de Transporte y Telecomunicaciones, 2015, pág. 1). En Chimbote, existe una serie de vías que están totalmente malogradas, la transitabilidad de esas zonas son pésimas debido a que el pavimento cuenta con una serie de fallas que va desde su proceso constructivo hasta después del uso ya sea por malos agregados, mala compactación del terreno o los inadecuados estudios de suelos. Es por ello la necesidad por conseguir agregados óptimos además que nuestra localidad cuenta con más de 16 canteras, que va desde canteras registradas hasta las canteras que se hacen por exploración. Es así que se analizaron todo tipo de agregados que cuentan con las canteras más cercanas a las obras de pavimentación para evitar el flete que se adiciona al transporte de otros lugares. Es por ello que se debe de hacer cumplir con las especificaciones técnicas dadas en el Reglamento Nacional de Edificaciones, Norma CE 010 Pavimentos Urbanos y en Manual de Carreteras del Ministerio de Transporte y Telecomunicaciones (MTC) La investigación conto con los siguientes antecedentes; a nivel Internacional, Bastardo H. Gustavo y Fernández O. Juan en su Tesis para obtener el título de Ingeniero Civil, Diseño de mezcla utilizando la escoria de acería como agregado grueso” de la Universidad de Oriente en el año 2009, con el objetivo de “diseñar una mezcla de concreto utilizando la escoria de acería como agregado grueso para resistencia de f’c=180 kg/cm2, f’c=210 kg/cm2, f’c= 250 kg/cm2. Llegaron a la conclusión que la mezcla de concreto convencional (arena, piedra picada, cemento y agua), el agregado grueso representa uno de los componentes más costosos y de mayor dificultad a la hora de sus escogencia, especialmente por la escasez de canteras adecuadas originando altos costos en el producto final, por esta razón surge la inquietud de encontrar nuevo elemento que se adapte a las especificaciones de las normas Venezolanas, Comisión Venezolana de Normas Industriales (COVENIN) 1753-87 y que a su vez disminuyen el costo de la mezcla de concreto, sin que esto minorase la calidad” (Bastardo y Fernández, 2009, Pág. 173).

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Aranguren Campos Elmer Rodrigo en su Tesis para obtener el título de ingeniero civil, Caracterización de una mezcla asfáltica empleando alquitrán, escoria granulada y agregado de caliza de la Universidad Militar Nueva Granada en el año 2015, con su objetivo que fue “establecer e identificar las principales características así como el comportamiento de una mezcla para carpeta, empleando alquitrán, escoria granulada y agregado de caliza; como alternativa constructiva en el mejoramiento de vías con un volumen de tráfico bajo. La metodología que siguió durante el desarrollo de la investigación, fue llevar a cabo el cumplimiento de los diferentes objetivos propuestos, se estableció una descripción detallada que permitió estructurar el estudio en distintas etapas o fases, donde cada una de ellas tuvo sus propósitos, procedimientos y tareas a ejecutar. En primer lugar se realizó la caracterización de los materiales propuestos mediante ensayos de laboratorio para determinar sus principales propiedades y características físicas siguiendo las especificaciones técnicas del Instituto Nacional de Vias de Colombia (INVIAS). Posteriormente, se lleva a cabo el diseño de la mezcla asfáltica propuesta; seguido del análisis de los datos obtenidos, por último se dan conclusiones y recomendaciones de la investigación realizada. Y llegaron a la conclusión que el proyecto fue comienzo de nuevas investigaciones en donde se pueden ajustar mejor las granulometrías de acuerdo a las especificaciones para mezclas en el país, y determinar las propiedades no solo físicas y mecánicas sino dinámicas, que permitan conocer más a fondo el comportamiento de estas mezclas”(Aranguren Campos, 2015, Pág. 68). Cantillo Maita Richard Antonio en su Tesis para obtener el título de Ingeniero Civil, Estudio de Factibilidad de la Sustitución parcial de la arena por polvillos de las canteras “Conpiedra” y “Concepción” en concreto de la Universidad Simón Bolívar en el año 2012, con el objetivo de “estudiar la factibilidad de la sustitución parcial de la arena en mezclas de concreto, diseñadas para un asentamiento de 5 pulgadas y una resistencia a la compresión a los 28 días de 250 KgF/cm2, por dos sub-productos de agregados, polvillos provenientes de la trituración de Gneis Granítico de las Canteras “Con Piedra” y “Concepción” de la empresa Cemex de Venezuela S.A.C.C en 15,20 y 25%, llego a la conclusión que en cuanto a resistencia mecánica y trabajabilidad 13

permiten asegurar que se pueden usar ambos polvillos en sustitución parcial de la arena hasta el máximo porcentaje de sustitución usado en la investigación (25%) asegurados hasta el 15% dados los efectos que pueden darse sobre las propiedades por encima de este porcentaje” (Cantillo Maita, 2012, Pág. 89). A nivel nacional, Virginia Elizabet Diaz Villavicencio en su Tesis, Estudio Geotécnico de las Canteras de la Presa Totora en el año 1989 con el objetivo que tiene como “finalidad de proporcionar información de carácter geotécnico sobre las áreas de préstamo de materiales impermeables, semi-permeables, permeables y canteras que se requieren para el proyecto Represamiento en la Laguna de Totora y concluyo que las áreas investigadas para préstamos de materiales impermeables y permeables, así como las canteras de roca, en consideración a los resultados obtenidos de las investigaciones geotécnicas de campo y laboratorio están calificados para conformar las estructuras de cierre y/o obras conexas del proyecto de represamiento” (Diaz Villavicencio, 1989, Pág. 56). Rocio del Carmen Perez Collantes en su tesis para obtener el título de Ingeniera Civil, Estabilización de suelos arcillosos con cenizas de carbón para su uso como sub-rasantes mejorada y/o sub-base de pavimento en el año 2012 con el objetivo de “evaluar las características mecánicas de los suelos estabilizados con cenizas de carbón para su empleo como sub-rasantes o de sub-base en pavimentos, concluyo Las cenizas volantes funcionan como aditivo inhibidor de las propiedades expansivas del material, pero este requiere ser adicionado en porcentajes excesivos, al menos en el caso de una arcilla expansiva, en promedio mayor a 20%” (Pérez Collantes, 2012, Pág. 89). Marquina Sierra Marcos Adrian en su tesis para obtener el título profesional de Ingeniero Civil, Uso de las escorias obtenidas como sub producto de la elaboración de acero de la planta Nº 2 de Aceros Arequipa – Pisco para fines de cimentación y pavimentación en el año 2008 con el objetivo de “plantear la utilización de la escoria y polvo de Baghause como agregados para fines de cimentación y pavimentación. Y concluyo que son un excelente agregado para fines de Base y Sub-base cumpliendo con la mayoría de parámetros de las 14

normas ASTM y del manual de diseño de AASHTO para pavimentos exceptuando los parámetros de porcentajes mínimos de finos” (Marquina Sierra, 2008, Pág. 23). Teniendo en consideración que según Valle Flores Paola Fernanda, Acosta Vera Andrés Antonio y Salvatierra Ron Carlos Luis en su tesina define a una cantera como el “lugar donde se extraen rocas o minerales procedentes de un macizo rocoso. Los materiales pétreos extraídos son generalmente para la industria de la construcción u obras civiles. Ya que estas son la fuente principal de materiales pétreos los cuales se constituyen en uno de los insumos fundamentales en el sector de la construcción de obras civiles, estructuras, vías, presas y embalses, entre otros” (Valle, Acosta y Salvatierra, 2011, Pág. 18). Donde también clasifican a las canteras en “canteras a cielo abierto, ya que su proceso de extracción (explotación) de minerales se ejecuta en la superficie del terreno con maquinarias de gran tamaño. Canteras subterráneas, ya que su actividad por debajo de la superficie a través de labores subterráneas. En términos comparativos, la maquinaria que se usa en la minería subterránea en mucho más pequeña que la que se utiliza a cielo abierto, debido a las limitaciones que impone el tamaño de las galerías y labores” (Valle, Acosta y Salvatierra, 2011, Pág. 18). “Previa a la explotación de una cantera se realiza sondeos y análisis que permitan conocer las propiedades del macizo rocoso hallando de esta forma un adecuado y eficiente proceso de extracción del material pétreo. El sondeo comprende en sí de dos fases que son la prospección y la explotación. La prospección determina la existencia y ubicación de zonas donde la presencia de material pétreo es más probable. La explotación determina la ubicación, leyes y tonelaje del yacimiento, calculando sus reservas y estableciendo el método más adecuado para su explotación. Los agregados que generalmente se extraen de las canteras son las rocas calcáreas sedimentarias, metamórficas e ígneas y las arenas” (Valle, Acosta y Salvatierra, 2011, Pág. 19).

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La cantera en estudio es la cantera “LA SORPRESA”, que tiene como propietario al Sr. Ruben Rodriguez Rodriguez. Se encuentra ubicado en Chimbote, Distrito del Santa entre Kilómetro 437 antes de la entrada del túnel que separa las ciudades de Chimbote y Coishco. Según el Ministerio de Transporte y Comunicaciones define al afirmado como “la capa de material natural selecto procesado o semiprocesado de acuerdo a lo que demanda el diseño, que se coloca sobre el terreno natural o subrasante de un pavimento. Funciona como capa de rodadura y de soporte al tráfico o cargas externas que este resistirá en carreteras no pavimentadas. Estas capas pueden tener tratamiento para su estabilización. Consta de una mezcla de materiales con las siguientes características: Grava o piedra chancada, que tiene por objeto soportar la carga es importante que sea rugoso y no sea de canto rodado. Arena clasificada, para llenar las vacías entre la grava y así dar estabilidad y firmeza a la capa. Finos plásticos, sobretodo arcilla, para dar cohesión a la grava y la arena” (Ministerio de Transporte y Comunicaciones, 2015, Pág. 53). Según el Ministerio de Transporte y Telecomunicaciones relata que las “propiedades físico-mecánicas del afirmado son las siguientes; siendo las propiedades físicas como la

Granulometría (ASTM D421) que es la

determinación de la distribución por tamaño de las partículas del agregado fino, grueso y global por tamizado. Límites de Consistencia (ASTM D4318), el limite liquido es el contenido de humedad expresado en porcentaje del suelo secado en el horno y el limite plástico; humedad más baja con la que pueden formarse barritas de suelo de unos 3,2 mm de diámetro. Equivalente de Arena (ASTM D2419); proporción relativa del contenido de polvo fino nocivo o material arcilloso en los suelos o agregados finos. Abrasión de los Ángeles (ASTM C535); determina la resistencia al desgaste de agregados naturales o triturados empleando la maquina con una carga abrasiva. Las propiedades mecánicas será el CBR (ASTM D1883); evalúa la capacidad de soporte de los suelos de subrasantes y de las capas de base, subbase y de afirmado” (Ministerio de Transporte y Comunicaciones, 2011, Cap. 3). Según DURAVIA Concretando Caminos define al pavimento como “la capa constituida por uno o más materiales que se colocan sobre el terreno natural 16

o nivelado, para aumentar su resistencia y servir para la circulación de personas o vehículos. Entre los materiales utilizados en la pavimentación urbana, industrial o vial están los suelos con mayor capacidad de soporte, los materiales rocosos, el hormigón y las mezclas asfálticas. Cuenta con la siguiente estructura: Sub-rasante que es el suelo de cimentación del pavimento, pudiendo ser suelo natural, debidamente perfilado y compactado; o material de préstamo, cuando el suelo natural es deficiente o por requerimiento del diseño geométrico de la vía a proyectar. Los materiales que pueden ser empleados como sub-rasante serán de preferencia materiales de tipo granular” (Duravia, 2011, pág. 1). Según el Ing. Sánchez Sabogal Fernando define a la Sub-base como “la capa que se encuentra entre la base y la sub-rasante en un pavimento asfáltico. Debido a que está sometida a menores esfuerzos que la base, su calidad puede ser inferior y generalmente está constituida por materiales locales granulares o marginales. Deberá ser perfilada y compactada entre el 95% y 100% de su máxima densidad seca mediante el ensayo proctor estándar. El empleo de una sub-base implica mejorar la capacidad de soporte de suelo que se traduce en una reducción del espesor de carpeta de rodadura. Sin embargo, el impacto no es significativo. Y la base que es la capa que se encuentra bajo la capa de rodadura de un pavimento asfáltico. Debido a su proximidad con la superficie, debe poseer alta resistencia a la deformación, para soportar las altas presiones que recibe. Se construye con materiales granulares procesados o estabilizados y, eventualmente, con algunos materiales marginales” (Sánchez, Pág. 3-4). Según la página Urbanismo, define a “los pavimentos flexibles como aquellos cuya estructura total se deflecta o flexiona dependiendo de las cargas que transitan sobre él. El uso de pavimentos flexibles se realiza fundamentalmente en zonas de abundante tráfico como puedan ser vías, aceras o parkings. Tienen el siguiente proceso constructivo; la construcción de pavimentos flexibles se realiza a base de varias capas de material. Cada una de las capas recibe cargas por encima de la capa. Cuando las supera la carga que puede sustentar traslada la carga restante a la capa inferior. De ese modo lo que se pretende es que poder soportar la carga total en el conjunto de capas. 17

Las capas de un pavimento flexible que conforman un suelo se colocan en orden descendente en capacidad de carga. La capa superior es la que mayor capacidad de soportar cargas tiene de todas las que se disponen. Por lo tanto la capa que menos carga puede soportar es la que se encuentra en la base. La durabilidad de un pavimento flexible no debe ser inferior a 8 años y normalmente suele tener una vida útil de 20 años. Suelen ser: capa superficial o capa superior que es la que se encuentran en contacto con el tráfico rodado y que normalmente ha sido elaborada con varias capas asfálticas. La capa base es la capa que está debajo de la capa superficial y está, normalmente, construida a base de agregados y puede estar estabilizada o sin estabilizar. La capa sub – base es la capa o capas que se encuentra inmediatamente debajo de la capa base. En muchas ocasiones se prescinde de esa capa sub – base” (Urbanismo, 2016, Pág. 1). Según el laboratorio Cedex define a “la escoria como un producto no metálico, compuesto principalmente por silicatos y aluminio-silicatos de calcio y otras bases, que se obtiene en un alto horno, simultáneamente con la producción del hierro” (Cedex, 2011, Pág.4). “El proceso de fabricación de la escoria comienza con la fabricación del acero, tanto común como especial, en las acerías de horno de arco eléctrico se compone de dos etapas: una primera denominada metalurgia primeria o fusión, donde se produce la fusión de las materias primas que se realiza en hornos de aro eléctrico y la segunda denominada metalurgia secundaria o afino del baño fundido que se inicia en el horno eléctrico y finaliza en el horno cuchara” (Cedex, 2011, Pág.4). “La materia prima empleada para la fabricación de acero en horno de arco eléctrico es la chatarra de hierro dulce o acero. Como elementos auxiliares se pueden cargar también pequeñas cantidades de fundición, de material de hierro y de ferroaleaciones. La etapa de fusión incluye una serie de fases como la oxidación, dirigida a eliminar impurezas. Al final de todas estas fases se extraen las escorias negras” (Cedex, 2011, Pág.4). “La etapa de afino incluye la desoxidación, que permite eliminar los óxidos metálicos del baño, la desulfuración y la descarburación del acero. El líquido 18

fundido procedente del horno eléctrico se alimenta al horno cuchara, se cubre con una escoria que se denomina escoria blanca y se agita continuamente con el soplado de gas inerte, normalmente argón. La escoria blanca permite la reducción de los óxidos metálicos presentes en el baño durante la denominada fase de desoxidación. Paralelamente se realiza la desulfuración del líquido fundido, que se produce por simple contacto con la cal existente en la escoria blanca” (Cedex, 2011, Pág.4). Según el laboratorio Cedex define a “la escoria negra como material que se obtiene mediante el proceso de fusión en el horno de arco eléctrico se obtiene acero líquido y, nadando sobre su superficie, escoria negra, que se extrae por un de las puertas del horno. La composición química de la escoria está condicionada por el tipo de chatarra utilizada, el control de las variables de operación, etc. Pueden considerarse como representativos los porcentajes recogidos; Oxido de Calcio (CaO) 22 – 60%, Oxido de Silicio (SiO2) 11 – 37 %, Óxido de Hierro (FeO) 0.5 – 4%, Oxido Ferroso (Fe2 O3) 38%, Oxido de Magnesio (MgO) 4 – 12%, Oxido de Cromo (Cr2O3) 1 – 8%, Oxido de Titanio (TiO2) 0.6 - 2%, Oxido de Manganeso (MnO) 1 – 4%, Oxido de Aluminio (Al2O3) 2 – 8% y Oxido de Fosforo (P2O6) 0 – 0.2%. Siendo las propiedades físicas de la escoria negra” (Cedex, 2011, Pág.4) (Ver Anexos Tabla Nº1 Propiedades físicas de la escoria negra). “Tras la extracción de la escoria de horno, su enfriamiento puede hacerse de diferentes formas: -

La escoria se vierte directamente al suelo y se enfría con agua para que pueda ser recogida y transportada en camiones. La escoria presentada un aspecto muy poroso, de tamaño relativamente pequeño y en estado vítreo.

-

Se puede verter en un cono de fundición que se coloca debajo de la piquera del horno eléctrico. La escoria comienza a enfriarse en el cono y se vierte en una fosa donde se enfría. La escoria obtenida presenta un aspecto menos poroso que la anterior y es más cristalina.

-

Se vierten un cono de fundición que se deja enfriar. En este caso el enfriamiento es el más lento, y una vez fría se saca del cono. La escoria

19

obtenida es muy compacta, con pocos poros, dura y muy cristalina” (Cedex, 2011, Pág.4). En la Norma Técnica Peruana CE.010, en el punto 3.4 que indica cuales son “los requisitos de los materiales da que todos los materiales deberán cumplir los requerimientos que se dan a continuación. En la sub-base estos materiales deberán cumplir los requisitos mínimos” (Ministerio de Vivienda, Construcción y Saneamiento, 2010, Pág. 16-18) (Ver Anexos Tabla Nº 2 Requerimientos de Calidad para sub-base y Tabla Nº3 Requerimientos de Calidad para sub-base). En “la base estos materiales deberán cumplir los requisitos de gradación establecidos en la siguiente Tabla” (Ministerio de Vivienda, Construcción y Saneamiento, 2010, Pág. 16-18) (Ver Anexos Tabla Nº4 Requerimientos de Calidad para base, Tabla Nº5 Requerimientos Granulométricos del Agregado Grueso para base y Tabla Nº6 Requerimientos Granulométricos del Agregado Fino para base). Las especificaciones técnicas constructivas, “los requisitos mínimos para los diferentes tipos de pavimentos” son los indicados en la siguiente tabla (Ver Anexos Tabla Nº 7 Requisitos Mínimos para pavimentos) (Ministerio de Vivienda, Construcción y Saneamiento, 2010, Pág. 16-18) . Uno de los principales ensayos con los que tiene que cumplir el afirmado usado para pavimentación es el ensayo de proctor modificado ya que este “abarca los procedimientos de compactación usados en laboratorio, para determinar la relación entre el Contenido de Agua y Peso Unitario Seco de los suelos (curva de compactación) compactados en un molde de 4 ó 6 pulgadas (101,6 ó 152,4 mm) de diámetro con un pisón de 10 lbf (44,5 N) que cae de una altura de 18 pulgadas (457 mm), produciendo una Energía de Compactación de 56 000 lb-pie/pie3 (2 700 kN-m/m3)” (Laboratorio de la UNI, 2006, Pág.1). “Este ensayo se aplica sólo para suelos que tienen 30% ó menos en peso de sus partículas retenidas en el tamiz de 3/4” pulg (19,0 mm). Se proporciona 3 métodos alternativos. El método usado debe ser indicado en las especificaciones del material a ser ensayado. Si el método no está 20

especificado, la elección se basará en la gradación del material” (Laboratorio de la UNI, 2006, Pág.1). “El ensayo de California Bearing Ratio tiene como finalidad determinar la capacidad de soporte (CBR) de suelos y agregados compactados en laboratorio, con una humedad óptima y niveles de compactación variables. Es un método desarrollado por la división de carreteras del Estado de California (EE.UU.) y sirve para evaluar la calidad relativa del suelo para subrasante, sub-base y base de pavimentos” (Internacional Cámara de Comercio, 2013, Pág.1). “El ensayo mide la resistencia al corte de un suelo bajo condiciones de humedad y densidad controladas, permitiendo obtener un (%) de la relación de soporte. El (%) CBR, está definido como la fuerza requerida para que un pistón normalizado penetre a una profundidad determinada, expresada en porcentaje de fuerza necesaria para que el pistón penetre a esa misma profundidad y con igual velocidad, en una probeta normalizada constituida por una muestra patrón de material chancado” (Internacional Cámara de Comercio, 2013, Pág.1). “La expresión que define al CBR es igual a la carga unitaria del ensayo entre la carga unitaria patrón por 100 %. De la ecuación se puede ver que el número CBR, es un porcentaje de la carga unitaria patrón. En la práctica el símbolo de (%) se quita y la relación se presenta simplemente por el número entero” (Internacional Cámara de Comercio, 2013, Pág.1). “Usualmente el número CBR, se basa en la relación de carga para una penetración de 2,5 mm. (0,1”), sin embargo, si el valor de CBR a una penetración de 5 mm. (0,2”) es mayor, el ensayo debe repetirse. Si en un segundo ensayo se produce nuevamente un valor de CBR mayor de 5 mm. de penetración, dicho valor será aceptado como valor del ensayo. Los ensayos de CBR se hacen sobre muestras compactadas con un contenido de humedad óptimo, obtenido del ensayo de compactación Proctor” (Internacional Cámara de Comercio, 2013, Pág.1). “Antes de determinar la resistencia a la penetración, generalmente las probetas se saturan durante 96 horas para simular las condiciones de trabajo 21

más desfavorables y para determinar su posible expansión” (Internacional Cámara de Comercio, 2013, Pág.1). “En general se confeccionan 3 probetas como mínimo, las que poseen distintas energías de compactación (lo usual es con 55, 26 y 10 golpes). El suelo al cual se aplica el ensayo, debe contener una pequeña cantidad de material que pase por el tamiz de 50 mm. y quede retenido en el tamiz de 20 mm. Se recomienda que esta fracción no exceda del 20%” (Internacional Cámara de Comercio, 2013, Pág.1). De esta manera se plantea la siguiente incógnita en la investigación cómo influyo la escoria negra sobre las propiedades físico –mecánicas

del

afirmado de la cantera “la sorpresa” de Coishco para base en obras de pavimentación Teniendo como justificación que dio a conocer una nueva alternativa de uso para la escoria negra, material con el que cuenta la empresa siderúrgica chimbotana GERDAU-SIDERPERU para evitar su desperdicio y posible deterioro en los ambientes en los que se acumulan y almacenan. Ya que este material por sus propiedades físicas puede ser de uso como un agregado extra al afirmado usado en pavimentación, y que este material en combinación con el afirmado de la cantera en estudio cumpla la norma peruana CE010 Pavimentos Urbanos y

las Especificaciones técnicas

generales para construcción dadas en el Manual de Carreteras del Ministerio de Transporte y Telecomunicaciones (MTC – 2013). El tema de investigación fue de suma importancia porque se estudió de qué manera influyo la escoria negra sobre las propiedades físico - mecánicas del afirmado de la cantera para su uso en base en obras de pavimentación. Además que sirvió como ayuda a todo aquel que les interesa tener información del

uso de la escorias que son un sub-productos de los

desechos de hornos eléctricos con el proceso de degradar la chatarra que se da en la empresa siderúrgica chimbotana como material extra mejorando las propiedades físicas – mecánicas del afirmado de la cantera en estudio. Este estudio fue muy útil para los estudiantes, contratistas, fiscalizadores, instituciones públicas y demás personas naturales o jurídicas interesadas en 22

el tema descrito anteriormente; debido que brindo información relacionada con las propiedades físico – mecánicas que posee el afirmado de la cantera “La Sorpresa”, también se dispuso de las dosificaciones entre el afirmado y los diversos porcentajes de escoria con el que se trabajó en un laboratorio de suelos viendo de esta manera como ha influido este material sobre el afirmado de la cantera teniendo en consideración que esta mezcla cumpla con los requisitos que demanda la Norma Técnica Peruana CE.010 Pavimentos para base en una obra de pavimentación. Y se planteó la siguiente hipótesis, la escoria negra tendrá influencia directa aumentando las propiedades físico - mecánicas del afirmado de la cantera “La Sorpresa” de Coishco para base en obras de pavimentación. Es por ello que se llega a plantear el siguiente objetivo general, analizar la influencia de la escoria negra en las propiedades físicas - mecánicas del afirmado de la cantera “La Sorpresa” de Coishco para base en obras de Pavimentación. Siendo sus objetivos específicos el analizar las propiedades físicas; granulometría, equivalente de arena, abrasión los ángeles, índice de plasticidad, porcentaje de caras fracturadas y mecánicas; proctor modificado y CBR del afirmado de la cantera “La Sorpresa”. Así como también evaluar los porcentajes de 30%, 35%, 40% y 45% de la escoria negra en el afirmado de la Cantera “La Sorpresa”, respecto a la MTC. Analizar las propiedades físicas; granulometría, equivalente de arena, índice de plasticidad y mecánicas; proctor modificado y CBR después de haber añadido porcentualmente un 30%, 35%, 40% y 45% de escoria negra al afirmado de la Cantera “La Sorpresa”. Y por último analizar el afirmado después de haber añadido 30%, 35%, 40% y 45% de escoria negra, respecto a la NTP CE.010 Pavimento Urbanos.

23

II. MÉTODO: 2.1. DISEÑO DE INVESTIGACIÓN: El diseño de la investigación fue aplicada ya que se utilizó conocimientos de la propiedades físicas de la escoria así como también del afirmado. Fue correlacional ya que el investigador conto con 2 variables, la variable independiente que fue la escoria negra y dependiente como el afirmado, ya que estas estas estuvieron correlacionadas porque la escoria negra afecto en las propiedades físico mecánicas al afirmado y al mismo tiempo se compararon porque se trabajó en 30%, 35%, 40% y 45% como lo demanda la norma. 2.2. VARIABLES, OPERACIONALIZACIÓN: Las variables usadas en la presente investigación fueron 2, la variable dependiente que fue las propiedades físico-mecánicas del afirmado y la variable independiente que fue la escoria negra. La operacionalización de las variables antes mencionadas fue de la siguiente manera: PROPIEDADES FÍSICO-MECÁNICAS DEL AFIRMADO: Definición Conceptual: Propiedades o características que tienen que cumplir el afirmado tanto físicas y mecánicas para que sea un material optimo y ser usado para pavimentación. Definición Operacional: Se determinó las propiedades físico-mecánicas del afirmado de la Cantera “La Sorpresa” mediante los ensayos que se realizó en el laboratorio de mecánica de suelos. Indicadores: -

Ensayo Granulométrico

-

Equivalente de Arena

-

Porcentaje de Caras Fracturadas en los agregados

-

Índice de Plasticidad

-

Ensayo de Abrasión de los Ángeles

-

Proctor Modificado 24

-

CBR

ESCORIA NEGRA: Definición Conceptual: Se define como “el proceso de fusión en el horno de arco eléctrico se obtiene acero líquido y nadando sobre su superficie, escoria negra que se extrae por una de las puertas del horno” (Internacional Cámara de Comercio, 2013, Pág.1). Definición Operacional: Se determinó el porcentaje de escoria negra mediante el ensayo CBR y el Proctor Modificado. Indicadores:

2.3.

-

Ensayo Granulométrico

-

Equivalente de Arena

-

Índice de Plasticidad

-

Proctor Modificado

-

CBR

POBLACIÓN Y MUESTRA: Según el Ministerio de Transporte y Comunicaciones E 101 – 2000 (Guía para muestreo de Suelos y Rocas) dicen que “el tamaño de las muestras alteradas en bruto puede variar a criterio de la dirección técnica, pero se sugiere las siguientes cantidades para los materiales: -

Clasificación visual: 0.50 Kg -50-500 gr.

-

Análisis granulométrico y constantes de suelos no granulares: 0.50 a 2.5 Kg.

-

Ensayo de compactación y granulometría del suelo – agregado granular: 20 – 40 Kg.

-

Producción de agregados o ensayos de propiedades de agregados: 50 – 200 Kg” (Ministerio de Transporte y Comunicaciones E 1012000, Pág. 20)

Las profundidades para extraer material de cantera son de 3 a 8m relativamente por eso la población con la que cuenta la presente investigación será el material de la Canteras “La Sorpresa”.

25

2.4.

TÉCNICAS E INSTRUMENTOS DE RECOLECCIÓN DE DATOS, VALIDEZ Y CONFIABILIDAD: La técnica usada en la investigación fue observacional ya que es un proceso cuya función primordial o general es recoger información sobre el objeto que se toma en estudio, el investigador interpretara lo observado, teniendo como referencia el marco teórico. Los instrumentos usados fue la ficha de recolección de datos que son protocolos normalizados que están establecido según las normas: - Análisis Granulométrico por Tamizado (ASTM D421): Determinar la gradación o distribución por tamaño de partículas a los materiales propuestos para su uso como agregados o los que están siendo utilizados como tales. - Límites de Consistencia (ASTM D4318): es el contenido de humedad y el índice de plasticidad expresado en porcentajes del suelo. - Contenido de Humedad (ASTM D2216): Determinación en el laboratorio del contenido de agua por masa en suelos, rocas y materiales similares. - Equivalente de Arena (ASTM D2419): porcentaje de arena propiamente del material tal con respecto al total de arenas y de impurezas. - Porcentaje de Caras Fracturadas en los Agregados (ASTM D5821): Describe el procedimiento para determinar el porcentaje en peso del material que presenta una, dos o más caras fracturadas de las muestras de agregados pétreos. - Proctor Modificado (ASTM D1557/91): Abarca los procedimientos de compactación usados en Laboratorio, para determinar la relación entre el Contenido de Agua y Peso Unitario Seco de los suelos. - Relación de Soporte California / CBR (ASTM D1883): Procedimiento de ensayo para la determinación de un índice de resistencia de los suelos denominado valor de la relación de soporte. - Ensayo de Abrasión de Los Ángeles (ASTM C535): Procedimiento que se debe seguir para realizar el ensayo de desgaste de los agregados 26

gruesos hasta de 37.5 mm (1 ½’’) por medio de la máquina de Los Ángeles. Estos sirvieron para la recopilación de los datos obtenidos en los ensayos que se le realizo al material extraído de la cantera. La validez de la presente investigación está determinado por los formatos estandarizados con los que cuenta la Norma Técnica Peruana (NTP), el Ministerio de Transporte y Comunicaciones (MTC) y la American Society of Testing Materials (ASTM). La confiabilidad con la que cuenta se vio determinada por los resultados que se dio en un Laboratorio de Suelos, ya que se trabajó con formatos estandarizados. 2.5.

MÉTODO DE ANÁLISIS DE DATOS: Se analizara de qué manera influye la escoria negra en las propiedades físicas; granulometría, equivalente de arena, abrasión los ángeles, porcentaje de caras fracturadas y propiedades mecánicas; Proctor Modificado y CBR del afirmado de la Cantera “La sorpresa” ubicado en Km 437 de la Panamericana Norte antes de la entrada del Tunel de Coishco para base en obras de pavimentación. Procedimiento: 1ro: Recojo de Material de Afirmado de la Cantera “La sorpresa” que se realizara conforme al muestreo que indica el Ministerio de Transporte y Comunicaciones / Anexo E101-2000. 2do: Se realizó el cuarteo del material de Afirmado en el Laboratorio de Mecánica de Suelos GEOMG S.A.C 3ro: Después se realizó ensayos al afirmado de la cantera “La Sorpresa” -

Ensayo Granulométrico: este ensayo se realizó para observar con qué tipo de gradación cuenta la Cantera “La Sorpresa” y si este cumple con los requisitos mínimos que pide la Norma CE 010 Pavimentos Urbanos, se armó las mallas desde la cazoleta

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hasta la malla Nº 2’’ para luego echar el material y realizar el ensayo de manera manual agitándolo de un lado a otro. -

Equivalente de Arena: Se observó la relación entre arcillas y arenas con el que cuenta el afirmado y si este cumple con el porcentaje que se requiere, se preparó la solución Stock con el agua destilada y se vertió hasta los 100 ml de los tubos graduados donde mediante el cono junto con el tasador de material se echó este para luego mover de manera manual los recipientes y con el tubo irrigador limpiar con la mezcla liquida hasta los 350 ml, después de 20 min tomar lectura.

-

Abrasión Los Ángeles: se realizó el ensayo al material retenido en las mallas Nº3/8’’, Nº ½’’, Nº ¾’’ y Nº 1’’ en la máquina de abrasión Los Ángeles.

-

Porcentaje de Caras Fracturadas: se procedió a realizar el ensayo al material que pasa la malla Nº 1 ½’’ retenido en la Nº 1’’,Nº ¾’’, Nº ½’’ y Nº 3/8’’

-

El índice de Plasticidad: Se procedió a realizar el límite líquido mediante la copa Casagrande y el límite plástico que se determina formado unos rollitos de 3.2mm de diámetro para poder obtener el índice de plasticidad.

4to: Continuamente, se trabajó el Proctor Modificado mediante el método C con un molde de 6” de diámetro con 5 capas de 56 golpes con un pistón de 10lb que demanda la Norma CE 010 ya que este ensayo nos dará la Humedad Optima y la Máxima Densidad Seca, para dar inicio a la realización de los 3 CBR. Se realizó con material del afirmado de la cantera de la siguiente manera: Malla Nº ¾’’ – 1k 300 gr. Malla Nº 3/8’’ – 1k 40gr. Malla Nº 4’’ – 770gr. Cazoleta – 2k 890gr. Luego se saturará en agua durante 94 horas como lo demanda la norma de MTC E 132-2000 para proceder a la máquina de penetración teniéndose en consideración los datos cuando se penetra a 2.5 mm (0.1”) y 5mm (0.2”) tomándose apunte de estos. 28

5to: Se recogió escoria de la empresa Siderurgica SIDERPERU, el material se molió manualmente hasta llegar al tamaño que demanda sus propiedades físicas de la escoria y se añadió porcentualmente en un 30, 35, 40 y 45% al material pasante de la malla Nº4’’, retirando los porcentajes en material y añadiéndolo en escoria. 6to: Se realizó un proctor modificado y 3 CBR con 30% de escoria, se retiró de la cazoleta un 30% de 2k 890gr y se sustituyó por escoria que seria 867 gr. En la adición de 35 % se trabajó de igual forma con 1k 12gr, en 40% con 1k 156gr y en 45% con 1k 301gr. 2.6.

ASPECTOS ÉTICOS: El investigador está comprometido que bajo su responsabilidad la veracidad de los resultados que se obtuvieron en la investigación, confiándose de los datos que nos brindara el laboratorio que es el lugar donde se realizara los ensayos para la investigación.

29

III. RESULTADOS: 3.1.

PROPIEDADES FÍSICAS DEL AFIRMADO:

3.1.1. GRANULOMETRÍA : GRANULOMETRIA AFIRMADO CANTERA “LA SORPRESA” Peso % Abertura Retenido Mallas Norma CE 010 Pasa [mm] [grs] 3" 76,000 2" 50,800 0,00 100,00 100 % Si, cumple 1 1/2" 38,100 287,50 94,23 1" 25,400 354,70 87,11 75 – 95 % Si, cumple 3/4" 19,050 721,80 72,63 1/2" 12,500 509,60 62,41 3/8" 9,525 469,20 52,99 40 - 75 % Si, cumple N° 4 4,760 554,20 41,87 30 – 60 % Si, cumple N° 10 2,000 441,50 33,01 20 – 45 % Si, cumple N° 20 0,840 257,70 27,84 N° 40 0,420 109,40 25,65 15 – 30 % Si, cumple N° 60 0,250 117,30 23,29 N° 100 0,150 481,50 13,63 N° 200 0,074 134,60 10,93 5 – 15 % Si, cumple < N° 200 5,30 Requerimientos Granulométrico GRADACIÓN B Clasificación ASSHTO A-1-a(0) Clasificación SUCS GW-GM Tabla 3.1.1. Granulometría del Afirmado Según la Norma CE 010 Pavimentos Urbanos el afirmado con el que cuenta la Cantera “La Sorpresa” es la gradación B, donde cumple el porcentaje pasante 100 % de la malla Nº 2’’, en la malla Nº 1’’ el porcentaje pasante cumple el intervalo teniendo 87.03 %, en la malla Nº 3/8’’ también cumple el intervalo 52.68 %, en la malla Nº 4 cumple el intervalo 37.04 %, en la malla Nº10 si cumple el intervalo ya que tiene 32.15%, en la malla Nº 40 si cumple con el intervalo porque tiene 24.78% y por ultima malla Nº 200 si cumple ya que tiene 10.07% 3.1.2. ÍNDICE DE PLASTICIDAD: INDICE DE NORMA CE 010 PLASTICIDAD Porcentaje 2.07 % 4 % máximo Si, cumple Tabla 3.1.2. Índice de Plasticidad 30

El índice de plasticidad indicara la magnitud del intervalo de humedades en el cual el suelo posee consistencia plástica y permite clasificar bastante bien un suelo. Primero se tiene que realizar los ensayos de límite líquido y plástico para que con los datos de estos ensayos se pueda realizar el índice de plasticidad. Según la Norma CE 010 Pavimentos Urbanos nos demanda que para el índice de plasticidad debe de cumplir con 4 % máximo y el afirmado de la cantera tiene un 2.07 %. 3.1.3. PORCENTAJE DE CARAS FRACTURAS: PORCENTAJE DE CARAS FRACTURADAS EN LOS NORMA CE 010 AGREGADOS ASTM D - 5821 Con 1 cara Fracturada 21% 80% máximo Si, cumple Con 2 a más caras Fracturadas 79% 40% mínimo Si, cumple Tabla 3.1.3. Caras Fracturadas El ensayo de Caras Fracturadas se determinó el porcentaje en peso del material que presenta una, dos o más caras fracturadas de las muestras del afirmado de la Cantera. La Norma CE 010 Pavimentos Urbanos nos demanda que para una cara fracturada el máximo es 80% y se tiene un 21 % entonces si cumple. Para dos a más caras fracturadas es un 40 % mínimo y se tiene un 79%; si cumple. 3.1.4. ABRASIÓN LOS ÁNGELES ENSAYO DE ABRASION DE LOS NORMA CE 010 ANGELES Porcentaje de desgaste 15.17% 40% máximo Si, cumple. Tabla 3.1.4 Abrasión Los Ángeles El ensayo de abrasión Los Ángeles determinara el desgaste de la piedra sometida a cargas. Según la Norma CE 010 Pavimentos Urbanos demanda que para el ensayo de Abrasión Los Ángeles el máximo es un 40 % teniendo el afirmado un porcentaje de desgaste de 15.17%. 3.1.5. EQUIVALENTE DE ARENA: EQUIVALENTE DE ARENA NORMA CE 010 Porcentaje 51% 35% mínimo Si, cumple Tabla 3.1.5. Equivalente de Arena En el ensayo de equivalente de arena se observó la relación entre arcillas y arenas con el que cuenta el afirmado teniendo como muestra la cantidad de 1500 31

gr. En la norma CE 010 Pavimentos Urbanos nos demanda un mínimo de 51% y la piedra del afirmado cuanta con un porcentaje de desgaste de 38% entonces si cumple. 3.2.

PROPIEDADES MECÁNICAS DEL AFIRMADO:

3.2.1. PROCTOR MODIFICADO: PROCTOR MODIFICADO Densidad máxima (gr/cm2) 2.29 Humedad óptima (%) 7.90 Tabla 3.2.1. Proctor Modificado El proctor modificado se realizara para obtener la densidad máxima seca y el contenido de humedad abarca procedimientos de ensayo de compactación en un laboratorio para realizar el ensayo de cbr. La densidad máxima seca fue 2.29 gr/cm3 y una humedad optima 7.9% en un proctor modificado como lo demanda la norma CE 010 Pavimentos Urbanos con un molde de 6” diámetro con 5 capas de 56 golpes con un pistón de 10 lb para hallar la relación entre los datos obtenidos y la curva de compactación. 3.2.2. CBR: CBR Al 100 %

NORMA CE 010 71.60 80 % No, cumple Tabla 3.2.2. Cbr

El ensayo de Cbr, se realizó para determinar la capacidad de soportes compactados en laboratorio con los datos obtenidos en el proctor modificado y sirve para evaluar la calidad relativa del suelo para usarlo como base en pavimentos. Se mide la resistencia al corte de un suelo bajo condiciones obtenidos del proctor modificado. De acuerdo a la norma CE 010 Pavimentos Urbanos para un tipo de pavimento flexible en una base demanda un Cbr al 80% y el afirmado de la Cantera “La Sorpresa” tiene 71.60% entonces no cumple.

32

3.3.

PROPIEDADES FÍSICAS DEL AFIRMADO CON 30% ESCORIA NEGRA:

3.3.1. GRANULOMETRÍA: GRANULOMETRIA AFIRMADO CON 30% ESCORIA NEGRA Peso % Abertura Retenido Mallas Norma CE 010 Pasa [mm] [grs] 3" 76,000 2" 50,800 0,00 100,00 100 % Si, cumple 1 1/2" 38,100 111,20 94,39 1" 25,400 149,20 86,86 75 – 95 % Si, cumple 3/4" 19,050 108,70 81,37 1/2" 12,500 175,30 72,52 3/8" 9,525 163,20 64,28 40 - 75 % Si, cumple N° 4 4,760 263,30 50,99 30 – 60 % Si, cumple N° 10 2,000 369,20 32,36 20 – 45 % Si, cumple N° 20 0,840 181,30 23,20 N° 40 0,420 101,30 18,09 15 – 30 % Si, cumple N° 60 0,250 97,80 13,15 N° 100 0,150 84,60 8,88 N° 200 0,074 65,90 5,56 5 – 15 % Si, cumple < N° 200 15,60 Requerimientos Granulométrico GRADACIÓN B Clasificación ASSHTO A-1-a(0) Clasificación SUCS GW-GM Tabla 3.3.1. Granulometría La primera adición de escoria negra con el 30% al afirmado se percató en la granulometría que se realizó cuando se mezcló los materiales y mediante el cuarteo se sacó material aproximadamente 2 kilos. Según la Norma CE 010 Pavimentos Urbanos, nos demanda una gradación B ya que el porcentaje 100% de la malla Nº2’’ está dentro del intervalo que demanda la norma, Malla Nº 1’’ tiene 86.86 % si cumple el intervalo, Malla Nº 3/8’’ tiene 64.28% está en el intervalo, Malla Nº 4 cumple también ya que tiene 50.99%, la escoria negra cumple pasante de la malla Nº4 viendo de esta manera que este material baja la finura del afirmado pero sigue cumpliendo la gradación ya que la Malla Nº10 si cumple ya que tiene 32.36%, Malla Nº 40 tiene 18.09 % cumpliendo y por último la malla Nº 200 también cumple porque tiene 5.56%.

33

3.3.2. ÍNDICE DE PLASTICIDAD : ÍNDICE DE PLASTICIDAD NORMA CE 010 Porcentaje No presenta 4 % máximo No, cumple Tabla 3.3.2. Índice de Plasticidad Con el 30% de escoria negra que se adiciono al afirmado de la cantera, se extrajo 200 gr de material pasante de la Malla Nº 40 para realizar los ensayos de limite plástico y limite líquido, pues depende de estos ensayos para hallar el índice de plasticidad; al realizar el ensayo de limite liquido nos dimos cuenta que el material no presenta ya que al adicionar el 30% de escoria negra y los 20 ml de agua destilada el material se cuartea. Al realizar el ensayo de limite plástico se extrae 20 gr de material pasante de la malla Nº40 nos percatamos que no presenta ya que el patrón no indica un bajo porcentaje y al añadir la escoria hace que el material pierda su plasticidad y no se llegue a formar los rollitos de 3.2 mm de diámetro. Al no tener ni límite líquido ni límite plástico el material no presenta índice de plasticidad. 3.3.3. EQUIVALENTE DE ARENA: EQUIVALENTE DE ARENA NORMA CE 010 Porcentaje 62% 35% mínimo Si, cumple Tabla 3.3.3. Equivalente de Arena Al realizar el ensayo de equivalente de arena con la adicción del 30% de escoria negra se extrajo 1500 gr de material pasante de la malla Nº4 se obtuvo un porcentaje de 62% equivalencia de arena promedio a diferencia del patrón. Viéndose de esta manera que el nivel de arena es más alta que el nivel de finos al combinarse el afirmado con la escoria. 3.4.

PROPIEDADES MECÁNICAS DEL AFIRMADO CON 30% ESCORIA NEGRA:

3.4.1. PROCTOR MODIFICADO: PROCTOR MODIFICADO Densidad máxima (gr/cm2) 2.33 Humedad óptima (%) 7.02 Tabla 3.4.1. Proctor Modificado Se realizó el proctor modificado del afirmado con el primer porcentaje de 30% de escoria negra, para observar el contenido de humedad optimo y el nivel de compactación que vendría a ser la densidad máxima seca; obteniéndose como

34

resultado una densidad máxima seca de 2.33 gr/cm3 y una humedad optima de 7.02 % para recién poder realizar el Cbr con el primer porcentaje. 3.4.2. CBR CBR Al 100 %

NORMA CE 010 78.73 80 % No, cumple Tabla 3.4.2. Cbr

El ensayo de Cbr con el 30% de escoria negra se obtuvo un porcentaje al 100% de compactación para ver de qué manera se comporta el material teniendo un 78.73% que no cumple con la norma ya que no llega al 80% que demanda esta.

35

3.5.

PROPIEDADES FÍSICAS DEL AFIRMADO CON 35% ESCORIA NEGRA:

3.5.1. GRANULOMETRÍA: GRANULOMETRIA AFIRMADO CON 35% ESCORIA NEGRA Peso % Abertura Retenido Mallas Norma CE 010 Pasa [mm] [grs] 3" 76,000 2" 50,800 0,00 100,00 100 % Si, cumple 1 1/2" 38,100 183,20 91,43 1" 25,400 236,20 80,37 75 – 95 % Si, cumple 3/4" 19,050 208,10 70,63 1/2" 12,500 196,10 61,46 3/8" 9,525 148,10 54,53 40 - 75 % Si, cumple N° 4 4,760 237,80 43,40 30 – 60 % Si, cumple N° 10 2,000 229,10 32,68 20 – 45 % Si, cumple N° 20 0,840 159,60 25,21 N° 40 0,420 131,80 19,04 15 – 30 % Si, cumple N° 60 0,250 99,00 14,40 N° 100 0,150 75,90 10,85 N° 200 0,074 59,50 8,07 5 – 15 % Si, cumple < N° 200 5,80 Requerimientos Granulométrico GRADACIÓN B Clasificación ASSHTO A-1-a(0) Clasificación SUCS GW-GM Tabla 3.5.1. Granulometría La segunda adicción con 35% de escoria negra también se realizó el ensayo granulométrico al material para ver si con este porcentaje cumple con las propiedades físicas que requiere este material para ser usado como base en pavimentación, dándonos los resultados que para la malla Nº2 ‘’ si cumple el 100 % de material pasante, en la malla Nº1’’tambien cumple ya que el 80.37% está dentro del porcentaje, Malla Nº 3/8’’ con 54.53% también cumple con el intervalo, Malla Nº 4 si cumple con el intervalo; porcentaje 43.40% material pasante, Malla Nº 10 con el porcentaje 32.68% también cumple, Malla Nº 40 también cumple ya que tiene 19.04 % cumpliendo con el intervalo y por último la Malla Nº 200 que si cumple con un porcentaje de 8.07%.

36

3.5.2. EQUIVALENTE DE ARENA: EQUIVALENTE DE ARENA NORMA CE 010 Porcentaje 64% 35% mínimo Si, cumple Tabla 3.5.2. Equivalente de Arena Al realizar el ensayo de equivalente de arena con la adicción del 35% de escoria negra se extrajo 1500 gr de material pasante de la malla Nº4 se obtuvo un porcentaje de 64% equivalencia de arena promedio a diferencia del patrón. Viéndose de esta manera que el nivel de arena es más alta que el nivel de finos al combinarse el afirmado con un porcentaje de 35% de escoria negra. 3.5.3. ÍNDICE DE PLASTICIDAD: ÍNDICE DE NORMA CE 010 PLASTICIDAD Porcentaje No presenta 4 % máximo Si, cumple Tabla 3.5.3. Índice de Plasticidad Con el 35% de escoria negra que se adiciono al afirmado de la cantera, se extrajo 200 gr de material pasante de la Malla Nº 40 para realizar los ensayos de limite plástico y limite líquido, pues depende de estos ensayos para hallar el índice de plasticidad; al realizar el ensayo de limite liquido nos dimos cuenta que el material no presenta ya que al adicionar el 35% de escoria negra y los 20 ml de agua destilada el material se cuartea. Al realizar el ensayo de limite plástico se extrae 20 gr de material pasante de la malla Nº40 nos percatamos que no presenta ya que el patrón no indica un bajo porcentaje y al añadir la escoria hace que el material pierda su plasticidad y no se llegue a formar los rollitos de 3.2 mm de diámetro. Al no tener ni límite líquido ni límite plástico el material no presenta índice de plasticidad. 3.6.

PROPIEDADES MECÁNICAS DEL AFIRMADO CON 35% ESCORIA NEGRA:

3.6.1. PROCTOR MODIFICADO: PROCTOR MODIFICADO Densidad máxima (gr/cm2) 2.38 Humedad óptima (%) 6.14 Tabla 3.6.1. Proctor Modificado

37

Se realizó el ensayo de proctor modificado con el 35% de escoria negra obteniéndose una densidad máxima seca de 2.38 gr/cm3 y una humedad optima de 6.14 % para asi realizar el cbr con el mismo porcentaje. 3.6.2. CBR CBR Al 100 %

NORMA CE 010 82.31 80 % No, cumple Tabla 3.6.2. Cbr

El ensayo de Cbr con el 35% de escoria negra se obtuvo un porcentaje al 100% de compactación para ver de qué manera se comporta el material teniendo un 82.31% que si cumple con la norma ya que si llega al 80% que demanda esta.

38

3.7.

PROPIEDADES FÍSICAS DEL AFIRMADO CON 40% ESCORIA NEGRA:

3.7.1. GRANULOMETRÍA: GRANULOMETRIA AFIRMADO CON 40% ESCORIA NEGRA Peso % Abertura Retenido Mallas Norma CE 010 Pasa [mm] [grs] 3" 76,000 2" 50,800 0,00 100,00 100 % Si, cumple 1 1/2" 38,100 201,30 90,82 1" 25,400 219,80 80,79 75 – 95 % Si, cumple 3/4" 19,050 107,30 75,90 1/2" 12,500 146,80 69,20 3/8" 9,525 188,70 60,59 40 - 75 % Si, cumple N° 4 4,760 298,20 46,99 30 – 60 % Si, cumple N° 10 2,000 362,50 30,45 20 – 45 % Si, cumple N° 20 0,840 141,80 23,99 N° 40 0,420 118,20 18,59 15 – 30 % Si, cumple N° 60 0,250 89,80 14,50 N° 100 0,150 97,70 10,04 N° 200 0,074 61,20 7,25 5 – 15 % Si, cumple < N° 200 4,50 Requerimientos Granulométrico GRADACIÓN B Clasificación ASSHTO A-1-a(0) Clasificación SUCS GW-GM Tabla 3.7.1. Granulometría La adicción de 40 % de escoria negra se realizó el ensayo granulométrico y así observar si este material cumple con la normal CE 010 Pavimentos Urbanos ya que el porcentaje 100% de la malla Nº2’’ está dentro del intervalo que demanda la norma, Malla Nº 1’’ tiene 80.79 % si cumple el intervalo, Malla Nº 3/8’’ tiene 60.59% está en el intervalo, Malla Nº 4 cumple también ya que tiene 46.99%, la escoria negra cumple pasante de la malla Nº4 viendo de esta manera que este material baja la finura del afirmado pero sigue cumpliendo la gradación ya que la Malla Nº10 si cumple ya que tiene 30.45%, Malla Nº 40 tiene 18.59 % cumpliendo y por último la malla Nº 200 también cumple porque tiene 7.25%.

39

3.7.2. EQUIVALENTE DE ARENA: EQUIVALENTE DE ARENA NORMA CE 010 Porcentaje 69% 35% mínimo Si, cumple Tabla 3.7.2. Equivalente de Arena Al realizar el ensayo de equivalente de arena con la adicción del 40% de escoria negra se extrajo 1500 gr de material pasante de la malla Nº4 se obtuvo un porcentaje de 69% equivalencia de arena promedio a diferencia del patrón. Viéndose de esta manera que el nivel de arena es más alta que el nivel de finos al combinarse el afirmado con un porcentaje de 40% de escoria negra a diferencia del porcentaje anterior. 3.7.3. ÍNDICE DE PLASTICIDAD: ÍNDICE DE PLASTICIDAD NORMA CE 010 Porcentaje No presenta 4 % máximo Si, cumple Tabla 3.7.3. Índice de Plasticidad Con el 40% de escoria negra que se adiciono al afirmado de la cantera, se extrajo 200 gr de material pasante de la Malla Nº 40 para realizar los ensayos de limite plástico y limite líquido, pues depende de estos ensayos para hallar el índice de plasticidad; al realizar el ensayo de limite liquido nos dimos cuenta que el material no presenta ya que al adicionar el 40% de escoria negra y los 20 ml de agua destilada el material se cuartea. Al realizar el ensayo de limite plástico se extrae 20 gr de material pasante de la malla Nº40 nos percatamos que no presenta ya que el patrón no indica un bajo porcentaje y al añadir la escoria hace que el material pierda su plasticidad y no se llegue a formar los rollitos de 3.2 mm de diámetro. Al no tener ni límite líquido ni límite plástico el material no presenta índice de plasticidad. 3.8.

PROPIEDADES MECÁNICAS DEL AFIRMADO CON 40% ESCORIA NEGRA:

3.8.1. PROCTOR MODIFICADO: PROCTOR MODIFICADO Densidad máxima (gr/cm2) 2.405 Humedad óptima (%) 5.94 Tabla 3.8.1. Proctor Modificado

40

Se realizó el ensayo de proctor modificado con el 40% de escoria negra obteniéndose una densidad máxima seca de 2.405 gr/cm3 y una humedad optima de 5.94% para asi realizar el cbr con el mismo porcentaje. 3.8.2. CBR: CBR Al 100 %

NORMA CE 010 88.58 80 % Si, cumple Tabla 3.8.2. Cbr

El ensayo de Cbr con el 40% de escoria negra se obtuvo un porcentaje al 100% de compactación para ver de qué manera se comporta el material teniendo un 88.58% que si cumple con la norma ya que si llega al 80% que demanda esta.

41

3.8.3. PROPIEDADES FÍSICAS DEL AFIRMADO CON 45% ESCORIA NEGRA: 3.8.4. GRANULOMETRÍA: GRANULOMETRIA AFIRMADO CON 45% ESCORIA NEGRA Peso % Abertura Retenido Mallas Norma CE 010 Pasa [mm] [grs] 3" 76,000 2" 50,800 0,00 100,00 100 % Si, cumple 1 1/2" 38,100 76,50 96,14 1" 25,400 260,80 83,00 75 – 95 % Si, cumple 3/4" 19,050 152,00 75,33 1/2" 12,500 172,40 66,64 3/8" 9,525 91,10 62,05 40 - 75 % Si, cumple N° 4 4,760 255,10 49,19 30 – 60 % Si, cumple N° 10 2,000 382,50 29,91 20 – 45 % Si, cumple N° 20 0,840 121,00 23,81 N° 40 0,420 97,10 18,91 15 – 30 % Si, cumple N° 60 0,250 104,60 13,64 N° 100 0,150 99,70 8,61 N° 200 0,074 54,87 5,84 5 – 15 % Si, cumple < N° 200 9,10 Requerimientos Granulométrico GRADACIÓN B Clasificación ASSHTO A-1-a(0) Clasificación SUCS GW-GM Tabla 3.9.1. Granulometría La adicción de 45 % de escoria negra se realizó el ensayo granulométrico y así observar si este material cumple con la normal CE 010 Pavimentos Urbanos ya que el porcentaje 100% de la malla Nº2’’ está dentro del intervalo que demanda la norma, Malla Nº 1’’ tiene 83.00 % si cumple el intervalo, Malla Nº 3/8’’ tiene 62.05% está en el intervalo, Malla Nº 4 cumple también ya que tiene 49.19%, la escoria negra cumple pasante de la malla Nº4 viendo de esta manera que este material baja la finura del afirmado pero sigue cumpliendo la gradación ya que la Malla Nº10 si cumple ya que tiene 29.91%, Malla Nº 40 tiene 18.91 % cumpliendo y por último la malla Nº 200 también cumple porque tiene 5.84%.

42

3.8.5. EQUIVALENTE DE ARENA: EQUIVALENTE DE ARENA NORMA CE 010 Porcentaje 71% 35% mínimo Si, cumple Tabla 3.9.2. Equivalente de Arena Al realizar el ensayo de equivalente de arena con la adicción del 45% de escoria negra se extrajo 1500 gr de material pasante de la malla Nº4 se obtuvo un porcentaje de 71% equivalencia de arena promedio a diferencia del patrón. Viéndose de esta manera que el nivel de arena es más alta que el nivel de finos al combinarse el afirmado con un porcentaje de 45% de escoria negra a diferencia del porcentaje anterior. 3.8.6. ÍNDICE DE PLASTICIDAD: ÍNDICE DE PLASTICIDAD NORMA CE 010 Porcentaje No Presenta 4 % máximo Si, cumple Tabla 3.9.3. Índice de Plasticidad Con el 45% de escoria negra que se adiciono al afirmado de la cantera, se extrajo 200 gr de material pasante de la Malla Nº 40 para realizar los ensayos de limite plástico y limite líquido, pues depende de estos ensayos para hallar el índice de plasticidad; al realizar el ensayo de limite liquido nos dimos cuenta que el material no presenta ya que al adicionar el 45% de escoria negra y los 20 ml de agua destilada el material se cuartea. Al realizar el ensayo de limite plástico se extrae 20 gr de material pasante de la malla Nº40 nos percatamos que no presenta ya que el patrón no indica un bajo porcentaje y al añadir la escoria hace que el material pierda su plasticidad y no se llegue a formar los rollitos de 3.2 mm de diámetro. Al no tener ni límite líquido ni límite plástico el material no presenta índice de plasticidad. 3.9.

PROPIEDADES MECÁNICAS DEL AFIRMADO CON 45% ESCORIA NEGRA:

3.9.1. PROCTOR MODIFICADO: PROCTOR MODIFICADO Densidad máxima (gr/cm2) 2.381 Humedad óptima (%) 6.10 Tabla 3.10.1. Proctor Modificado

43

Se realizó el ensayo de proctor modificado con el 45% de escoria negra obteniéndose una densidad máxima seca de 2.381 gr/cm3 y una humedad optima de 6.10% para asi realizar el cbr con el mismo porcentaje. 3.9.2. CBR CBR Al 100 %

NORMA CE 010 71.60 84.31% Si, cumple Tabla 3.10.2. Cbr

El ensayo de Cbr con el 40% de escoria negra se obtuvo un porcentaje al 100% de compactación para ver de qué manera se comporta el material teniendo un 84.31% que si cumple con la norma ya que si llega al 80% que demanda esta.

44

3.10. RESUMEN: AFIRMADO CANTERA “LA CBR AL 100 % NORMA CE 010 SORPRESA” PATRON 71.60 % 80 % No, cumple 30% ESCORIA 78.73 % 80 % No, cumple 35% ESCORIA 82.31 % 80 % Si, cumple 40% ESCORIA 88.58 % 80 % Si, cumple (optimo) 45% ESCORIA 84.31 % 80 % Si, cumple Tabla 3.11. Variación del CBR

AFIRMADO "LA SORPRESA" 100 90

CBR AL 100%

80

78,73

82,31

88,58

84,31

71,6

70 60 50 40 30 20 10 0 %

PATRON

30%

35%

40%

45%

71,6

78,73

82,31

88,58

84,31

Grafico 3.11. Variación del CBR El resumen de los ensayos de CBR se da conforme a la muestra de estado natural y adiciones correspondientes como se presenta en el cuadro y grafico, que en estado natural sin adicion de escoria negra, presenta un CBR de 71.60% esto nos quiere decir que según la norma CE 010 pavimentos urbanos, para pavimento flexible debe presentar como mínimo 80% del CBR el material no cumple con el requisito. En la primera adicion que es 30% de escoria negra nos presenta un CBR de 78.73% esto quiere decir que aun no cumple con la norma de pavimentos urbanos es por es por eso que se decide añadir un 35% de escoria negra en la cual nos da un resultado de 82.31% del CBR. En una consecuente adición que viene a ser el 40% de escoria negra nos brinda un CBR de 88.58%, esto quiere decir que cumple con la norma y es este porcentaje el mas optimo respecto a la norma de pavimentos urbanos, en el siguiente porcentaje que seria el ultimo correspondiente al porcentaje mas alto que permite la norma en adición de 45% con un CBR de 84.31% pero a diferencia del porcentaje anterior este baja es por ello que no llega a ser el optimo. 45

IV.

DISCUSIÓN DE RESULTADOS: Al no contar con antecedentes con los cuales se podría relacionar, la presente investigación se basó en cumplir con las especificaciones que nos da la norma CE 010 Pavimentos Urbanos y se guio en las proporciones de adicción respecto al Manual de Carreteras “Suelos, Geología, Geotecnia y Pavimentos” sección Suelos y Pavimentos. Es así que la presente investigación de la influencia de la escoria negra en las propiedades físicas como la granulometría, equivalencia de arena, índice de plasticidad, abrasión los ángeles y las propiedades mecánicas como el proctor modificado y el cbr del afirmado de la cantera “La Sorpresa” para ser usado en base en obras de pavimentación. A continuación se describirá cada uno de los resultados y contrastarlo con la norma de pavimentos urbanos. Las propiedades mecánicas se obtuvieron los siguientes resultados: En el ensayo granulométrico (ASTM D421/MTC E 107 - 2000) el afirmado de la cantera según la norma de pavimentos urbanos en el inciso de los requerimientos granulométricos del agregado para base nos da una gradación B de acuerdo a los porcentajes que pasa en las mallas 2”, 1”, 3/8”, 4, 10, 40 y 200, cumpliendo con los intervalos que demanda está viendo de esta manera que el material de la cantera es óptima para ser usada en base. Se realizó el mismo ensayo granulométrico en las adiciones con escoria negra en un 30, 35, 40 y 45% en cada una de ellas cumple con los requerimientos de la norma percatándose que a medida que se incorporaba este material el porcentaje de arenas subía y el porcentaje de finos disminuían. En el ensayo de Equivalente de Arena (ASTM D2419/ MTC E 210 2000) que se realizó al afirmado de la cantera se obtuvo un porcentaje de 51 % cuando la norma CE 010 pavimentos urbanos nos demanda un 35% mínimo eso quiere decir que si cumple, en las adiciones de 30, 35, 40, 45% de escoria al afirmado de la presenta cantera se tuvo un equivalente de arena de 62, 64, 69 y 71 % respetivamente cumpliendo cada uno de ellos con la norma en donde se percató que 46

los porcentajes de arenas crecía a razón que se aumentaba las cantidades de escoria y los porcentajes de arcillas bajaba de la misma manera. En los ensayos de los límites de consistencia (Limite Plástico y Limite Líquido) (ASTM D4318) para hallar el índice de plasticidad (MTC E 210 - 2000) del material de afirmado usado en la investigación, en el patrón se obtuvo un límite liquido del 18.27% y el limite plástico de 16.20% siendo su índice de plasticidad de 2.07% y al contrastarla con la norma CE 010 Pavimentos Urbanos que demanda un 4% máximo eso quiere decir que si cumple el material. Al adicionarle el 30, 35, 40, 45 % escoria negra hace que el afirmado baje la cantidad de los finos y aumente la cantidad de arenas viéndose asi que con el nuevo material no se puede trabajar entonces no presenta ni limite liquido ni limite plástico por lo tanto no posee índice de plasticidad. En el ensayo de porcentajes de caras fracturadas (ASTM D5821) la norma demanda partículas con una cara fracturada (MTC E210 – 2000) y partículas con dos caras fracturadas (MTC E 210 – 2000) teniendo el afirmado los porcentajes de 21 % y 79% respectivamente al ser contrastadas con la norma demanda unos porcentajes para una cara fracturas de 80% máximo y para dos caras fracturas de 40% mínimo eso quiere decir que si cumple con este requerimiento el material. En el ensayo de Abrasión Los Ángeles (ASTM C535) el afirmado tuvo un desgaste de 15.17% siendo contrastado con la norma que demanda 40 % máximo cumpliendo con este requerimiento el material. No se le realizo este ensayo al material adicionándole escoria negra ya que este solo se le adiciona al agregado fino y para este ensayo se usa los agregados gruesos. Las propiedades físicas se obtuvieron los siguientes resultados: En el ensayo de proctor modificado (ASTM D1557) es un ensayo previo al ensayo de Cbr ya que con estos datos que se obtiene se procede como el contenido de humedad y densidad máxima seca en 47

el afirmado de la cantera “La Sorpresa” la densidad máxima seca fue 2.29 gr/cm3 y una humedad optima 7.9% en un proctor modificado como lo demanda la norma CE 010 Pavimentos Urbanos con un molde de 6” diámetro con 5 capas de 56 golpes con un pistón de 10 lb para hallar la relación entre los datos obtenidos y la curva de compactación. El proctor modificado del afirmado con el primer porcentaje de 30% de escoria negra, para observar el contenido de humedad optimo y el nivel de compactación que vendría a ser la densidad máxima seca; obteniéndose como resultado una densidad máxima seca de 2.33 gr/cm3 y una humedad optima de 7.02 % para recién poder realizar el Cbr con el primer porcentaje. El segundo porcentaje fue 35% de escoria negra obteniéndose una densidad máxima seca de 2.38 gr/cm3 y una humedad optima de 6.14 %. Con el 40% de escoria negra obteniéndose una densidad máxima seca de 2.405 gr/cm3 y una humedad optima de 5.94%. Y el ultimo porcentaje 45% de escoria negra obteniéndose una densidad máxima seca de 2.381 gr/cm3 y una humedad optima de 6.10%. Se realizo el ensayo de CBR del patron del afirmado de la cantera se obtuvo un 71.60% al 100 % al contrastarlo con la norma CE 010 pavimentos urbanos, para pavimento flexible debe presentar como mínimo 80% del CBR al 100% de compactado el material no cumple con el requisito. En la primera adicion que es 30% de escoria negra se obtuvo un CBR de 78.73% esto quiere decir que aun no cumple con la norma es por eso que se decide añadir un 35% de escoria negra nos da un resultado de 82.31% del CBR en este porcentaje ya cumple con la norma. En una consecuente adición que es 40% nos brinda un CBR de 88.58%, esto quiere decir que cumple con la norma y es este porcentaje el mas optimo respecto a la norma de pavimentos urbanos, en el siguiente porcentaje que seria el ultimo correspondiente al porcentaje mas alto que permite la norma de manual de carreteras sección suelos y pavimentos en adición de 45% con un CBR de 84.31% pero a diferencia del porcentaje anterior este baja es por ello que no llega a ser el optimo. 48

V.

CONCLUSIONES: -

Al analizar cómo influye la escoria negra en las propiedades físicas y las propiedades mecánicas del afirmado de la cantera “La Sorpresa” se llegó a la conclusión que este material tiene influencia directa ya que al mezclarse gradualmente en los porcentajes de 30, 35, 40 y 45% se notó que las propiedades cambiaron respecto al patrón.

-

Al analizar las propiedades físicas y químicas se concluyó que en las propiedades físicas la granulometría tiene una gradación B teniendo una clasificación SUCS de GW-GM y AASHTO de A-1-a(0), el equivalente de arena tiene un 51%, la abrasión los ángeles tiene una resistencia al desgaste optima de 15.17%, el índice de plasticidad de 2.07%, un porcentaje de una cara fractura de 21% y con 2 a más caras fracturas de 79% y mecánicas; proctor modificado con una densidad máxima seca de 2.29 gr/cm3 y una humedad optima de 7.90% y CBR al 100% de 71.60% del afirmado de la cantera “La Sorpresa”.

-

Al evaluar los porcentajes de 30%, 35%, 40% y 45% de la escoria negra en el afirmado respecto al Manual de Carretera sección suelos y pavimentos inciso 9.7 Suelos Estabilizados con escoria se concluyó que los porcentajes escogidos por el investigador está en el rango de 35 a 45% en volumen adicionándole un 30 % ya que por norma nos demanda un estudio hasta en 4 porcentajes por material de adición.

-

Al analizar las propiedades físicas y mecánicas después de añadir porcentualmente 30, 35, 40, 45% se concluyó que la granulometría tiene un gradación B con clasificación SUCS de GW-GM y AASHTO de A-1-a(0) pero que en cada adicción el nivel de arenas aumentaba y los finos desmullían, no presentan índice de plasticidad en todas las adiciones, el equivalente de arena subía en cada porcentaje su nivel de arenas disminuyendo su nivel de finos.

-

Al analizar el afirmado después de haber añadido 30%, 35%, 40% y 45% de escoria negra respecto a la NTP CE.010 Pavimento Urbanos concluimos que el porcentaje optimo es el 40% con un CBR al 88.58%.

49

VI.

-

RECOMENDACIONES:

Se recomienda a estudiantes y tesistas usar este tipo de material para posibles estudios en adelante, ya que por las propiedades tanto físicas como mecánicas este material podría ser utilizado en sub-base, material de préstamo, así como agregados para ser utilizado en concreto.

-

Es recomendable a los dueños de las Canteras a utilizar la escoria negra en afirmados donde el porcentaje de finos sea alta, ya que este material permite que el contenido de finura baje.

-

Se recomienda a los estudiantes que al realizar los ensayos correspondientes al desarrollo de este tipo de investigación tener cuidado, ya que si se pierde material los resultados serían alterados perdiendo validez en sus resultados.

-

Se recomienda al Señor Rubén Rodriguez Rodriguez usar la escoria negra en un porcentaje de 40% correspondiente al material fino del afirmado en la Cantera “La Sorpresa”.

-

Se recomienda utilizar la escoria negra para optimizar o mejorar canteras en las cuales sus porcentajes de finos son elevados, para que de esta manera cumplan con la norma CE 010 Pavimentos Urbanos.

50

VII.

REFERENCIAS: -

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Reglamento Nacional de Edificaciones. Norma CE.010 Pavimentos Urbanos. Lima, Perú: SENCICO. 2010. 16-18pag. 79p.

-

PROCTOR MODIFICADO [en línea]. “Compactación de Suelos en Laboratorio utilizando una energía modificada (Proctor Modificado)” [fecha

de

consulta:

21/04/2016].

Disponible

en:

http://www.lms.uni.edu.pe/Proctor%20Modificado.pdf -

Urbanismo [en línea]. España: “Pavimentos Flexibles” 2016 [fecha de consulta:

28/04/2016].

Disponible

en:

http://www.urbanismo.com/pavimentos-flexibles/. -

VALLE Flores Paola Fernanda, ACOSTA Vera Andrés Antonio y SALVATIERRA Ron Carlos Luis. “Agregados utilizados en obras civiles extraído de la Cantera “San Luis”. Tesina (Para optar el Título de Ingeniero Civil). Guayaquil, Ecuador: Escuela Superior Politécnica del Litoral 2011. 203 p.

-

VIZACARDO Otero Tiffany, TRINIDAD Santos Ludwig. “Agregados para la Construcción (Piedra y Arena)”. Informe para el Curso de Construcción I. Lima, Perú: Universidad Nacional Federico Villarreal, 2014. 14p

52

ANEXOS

53

Propiedad Tamaño (mm) Densidad aparente (Mg/m3) Absorción (%) Porosidad (%) Desgaste de Los Ángeles (%)

Árido Grueso 4.76 – 25.0 3.35 3.29 10.5 =20

Árido Fino 0 – 4.76 3.70 2.84 -

TABLA Nº1: Propiedades físicas de la escoria negra

ENSAYO

NORMA

Abrasión Los Ángeles CBR de Laboratorio Limite Liquido Índice de Plasticidad Equivalente de Arena Sales Solubles Totales

NTP 400.019:2002 NTP 339.145:1999 NTP 339.129:1999 NTP 339.129:1999 NTP 339.146:2000 NTP 339.152:2002

REQUERIMIENTOS >= 3000 = 250 mm – Vías locales y colectoras >= 300 mm – Vías arteriales y expresas CBR >= 40% CBR >= 30% 100% 100% compactación Proctor Compactación Modificado Proctor Modificado CBR >= 80% CBR >= 80% 100 % 100 % N.A Compactación Compactación Proctor Modificado Proctor Modificado Cama de arena fina, Penetracion de la de espesor Imprimacion >= 5 N.A comprendido entre mm 25 a 40 mm. >= 50mm >= 60mm >= 60mm >= 150mm >=80mm >=70mm NR >=80mm >= 200mm NR

FUENTE: NTP CE.010 PAVIMENTOS URBANOS

TABLA Nº 7: REQUISITOS MÍNIMOS PARA PAVIMENTOS

55

ANEXO Nº 1: CUADRO DE OPERACIONALIZACIÓN DE VARIABLES: VARIABLE

DEFINICIÓN

DEFINICIÓN

CONCEPTUAL

OPERACIONAL

Propiedades características

INDICADORES

ESCALA DE MEDICIÓN

Ensayo Granulométrico

Razón

Equivalente de Arena

Razón

o Se determinó la las que propiedades

físico

-

VD:

tienen que cumplir el mecánicas

del

PROPIEDADES

afirmado tanto físicas y afirmado de la cantera

FISICO-

mecánicas para que sea “La

Sorpresa”

Porcentaje de Caras fracturas en los agregados

Razón

Ensayo de Abrasión de los Ángeles

Razón

Limite Plástico

Razón

CBR

Razón

Proctor Modificado

Razón

Ensayo Granulométrico

Razón

MECANICA DEL un material óptimo y ser mediante los ensayos AFIRMADO

usado

para que se le realizara en

pavimentación.

un

laboratorio

de

mecánica de suelos.

VI:

Se define como el

ESCORIA

proceso de fusión en el

NEGRA

horno de arco eléctrico se obtiene acero líquido

Se trabajó con el 30, 35, 40, 45% de escoria y su influencia sobre el

56

y nadando sobre su

afirmado de la cantera

superficie, escoria negra

“La Sorpresa”

CBR

que se extrae por una de las puertas del

Razón Proctor Modificado

horno.

57

ANEXO Nº2: MATRIZ DE ELABORACIÓN DE INSTRUMENTO VARIABLE

INDICADORES

ITEMS ¿Qué porcentaje del material de

Tamiz Nº 2’’

afirmado no supera el 100% pasante de la malla Nº 2? ¿Qué porcentaje del material de

Tamiz Nº 1’’

95% pasante de la malla Nº1?

VD: PROPIEDADES FISICOMECANICA DEL

afirmado está en el intervalo de 75 a

¿Qué porcentaje del material de Tamiz Nº 3/8’’

afirmado está en el intervalo de 40 a 75% pasante de la malla Nº3/8’’?

AFIRMADO

¿Qué porcentaje del material de Tamiz Nº 4

afirmado está en el intervalo de 30 a 60% pasante de la malla Nº4? ¿Qué porcentaje del material de

Tamiz Nº 10

afirmado está en el intervalo de 20 a 45% pasante de la malla Nº10?

ESCALA VALORATIVA a) Si b) No

a) Si b) No

a) Si b) No

a) Si b) No

a) Si b) No

58

¿Qué porcentaje del material de Tamiz Nº 40

afirmado está en el intervalo de 15 a 30% pasante de la malla Nº40? ¿Qué porcentaje del material de

Tamiz Nº 200

afirmado está en el intervalo de 5 a 15% pasante de la malla Nº200?

a) Si b) No

a) Si b) No

¿Se llegó al 35% mínimo del Equivalente de Arena

equivalente de arena requerido para

a) Si

el agregado fino del afirmado de la

b) No

cantera? ¿Se obtuvo el 80% máximo

Porcentaje de Caras fracturas en los agregados

requerido para partículas con una

a) Si

cara fracturas del agregado grueso

b) No

del afirmado? ¿Se llegó a un 40% mínimo requerido para partículas con dos

a) Si

caras fracturas del agregado grueso

b) No

del afirmado?

59

¿Se llegó a obtener el 4% mínimo Limite Plástico

requerido para que el agregado fino cumpla con el índice plástico?

a) Si b) No

¿El % de desgaste no supera el Ensayo de Abrasión de los Ángeles

40% máximo en la realización del ensayo de abrasión los ángeles para el agregado grueso del

a) Si b) No

afirmado de la cantera? ¿Se llegó al 80% del CBR que se CBR

requiere para que el afirmado

a) Si

cumpla con los requisitos mínimos

b) No

que demanda la Norma CE 010?

60

ANEXO Nº3: MATRIZ DE CONSISTENCIA TÍTULO:

INFLUENCIA DE LA ESCORIA NEGRA EN LAS PROPIEDADES FÍSICOMECANICAS DEL AFIRMADO DE LA CANTERA “LA SORPRESA” DE COISHCO PARA BASE EN OBRAS DE PAVIMENTACIÓN, 2016 LÍNEA DE INVESTIGACIÓN:

Administración y Seguridad en la Construcción DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA:

Hoy en día los pavimentos flexibles con los que cuenta la Ciudad de Chimbote, están deteriorados ya sea por el tiempo de vida o por los malos agregados que se usaron en su proceso constructivo de los mismos es ahí donde se puede destacar que estos pavimentos no tienen buenos agregados en la base, ya que esta es la capa más importante. En la misma ciudad se encuentra una de las más grandes empresas siderúrgicas, actualmente GERDAU SIDEPERU solo procesa chatarra en hornos eléctricos y estas máquinas tienen como subproductos la escoria negra que se tiene como un desecho en donde la empresa no le da ningún uso a este material. FORMULACIÓN DEL

OBJETIVOS

HIPÓTESIS

JUSTIFICACIÓN

PROBLEMA

¿Cómo influirá la escoria negra sobre las

propiedades

físico-mecánicas del afirmado

de

cantera

la “La

Sorpresa”

de

Coishco para base en

obras

General:

Nueva alternativa de

Analizar la influencia

uso para la escoria

de la escoria negra en las propiedades físicomecánicas

del

afirmado de la Cantera “La

Sorpresa”

de

Coishco para base en obras Pavimentación

de

de

La escoria negra tendrá

influencia

directa

en

las

propiedades físico mecánicas afirmado

del de

Cantera Sorpresa”

la “La de

Coishco para base

pavimentación?

en Específicos:

obras

pavimentación.

de

negra, material con el que

cuenta

la

empresa siderúrgica chimbotana GERDAUSIDERPERU

para

evitar su desperdicio y posible deterioro en los ambientes en los que se acumulan y almacenan. Ya que este material por sus propiedades

físicas 61

Analizar

las

puede ser de uso

propiedades físico –

como un agregado

mecánicas

extra

del

al

afirmado

afirmado de la cantera

usado

“La Sorpresa”.

pavimentación, y que

Evaluar

los

porcentajes de 30%, 35%, 40% y 45% de la escoria negra en el afirmado de la Cantera “La

Sorpresa”,

respecto a la MTC. Analizar

este

en material

combinación con el afirmado

de

la

cantera en estudio cumpla

la

peruana

norma CE010

Pavimentos Urbanos y

las

en

las

Especificaciones

propiedades físico -

técnicas

mecánicas después de

para

haber

dadas en el Manual

añadido

porcentualmente

un

de

generales construcción

Carreteras

del

30%, 35%, 40% y 45%

Ministerio

de

de escoria negra al

Transporte

y

afirmado de la Cantera

Telecomunicaciones

“La Sorpresa”.

(MTC – 2013).

Analizar el afirmado después

de

haber

añadido 30%, 35%, 40% y 45% de escoria negra, respecto a la NTP

CE.010

Pavimento Urbanos

62

ANEXO Nº4: FICHAS DE RECOLECCION DE DATOS DE LABORATORIO PROYECTO

: TESIS "INFLUENCIA DE LA ESCORIA NEGRA EN LAS PROPIEDADES FISICO – MECANICAS DEL AFIRMADO DE LA CANTERA “LA SORPRESA” DE COISHCO PARA BASE EN OBRAS DE PAVIMENTACION, 2016.

SOLICITA

: EST. MANRIQUE ROSALES ANNIE EDITH

UBICACIÓN

: Distrito: Nuevo Chimbote; Provincia: Santa; Departamento: Ancash

FECHA

:

AFIRMADO

ANALISÍS GRANULOMÉTRICO POR TAMIZADO (ASTM – D421) PESO INICIAL SECO (gr) PESO LAVADO Y SECO (gr) ABERTURA PESO RETENIDO MALLAS (mm) (grs) 3’’ 76.000 2’’ 50.800 1 ½’’ 38.100 1’’ 25.400 ¾’’ 19.050 ½’’ 12.500 3/8’’ 9.525 Nº 4 4.760 Nº 10 2.000 Nº 20 0.840 Nº 40 0.420 Nº 60 0.250 Nº 100 0.150 Nº 200 0.074 < Nº200

% PASA

LÍMITES DE CONSISTENCIA (ASTM D4318) LIMITE LÍQUIDO: PROCEDIMIENTO 1.Nº de golpes 2.Peso Tara (gr) 3.Peso Tara + Suelo Húmedo (gr) 4.Peso Tara + Suelo Seco (gr) 5.Peso Agua (gr) 6.Peso Suelo Seco (gr) 7. Contenido de Humedad (%)

FORMULA

TARA Nº

(3)-(4) (4)-(2) (5)/(6)*100

LIMITE PLÁSTICO: PROCEDIMIENTO 1.Peso Tara (gr) 2.Peso Tara + Suelo Húmedo (gr) 3.Peso Tara + Suelo Seco (gr) 4.Peso Agua (gr) 5.Peso Suelo Seco (gr) 6. Contenido de Humedad (%)

FORMULA

TARA Nº

(2)-(3) (3)-(1) (4)/(5)*100

63

PROYECTO

: TESIS "INFLUENCIA DE LA ESCORIA NEGRA EN LAS PROPIEDADES FISICO – MECANICAS DEL AFIRMADO DE LA CANTERA “LA SORPRESA” DE COISHCO PARA BASE EN OBRAS DE PAVIMENTACION, 2016.

SOLICITA

: EST. MANRIQUE ROSALES ANNIE EDITH

UBICACIÓN

: Distrito: Nuevo Chimbote; Provincia: Santa; Departamento: Ancash

FECHA

:

AFIRMADO

PORCENTAJE DE CARAS FRACTURADAS EN LOS AGREGADOS (ASTM D 5821) A. Con 1 Cara Fracturada: Tamaño del Agregado Pasa Tamiz

Ret. en Tamiz

1 1/2’’ 1’’ ¾’’ ½’’

1’’ ¾’’ 1/2’’ 3/8’’

Muestra (gr)

Material con Caras Fracturadas (gr)

Caras Fracturadas (%)

Retenido Gradación (%)

Promedio Caras Fracturadas

Material con Caras Fracturadas (gr)

Caras Fracturadas (%)

Retenido Gradación (%)

Promedio Caras Fracturadas

Total Porcentaje con 1 cara fracturada

B. Con 2 o más cara fracturada. Tamaño del Agregado Pasa Tamiz

Ret. en Tamiz

1 1/2’’ 1’’ ¾’’ ½’’

1’’ ¾’’ 1/2’’ 3/8’’

Muestra (gr)

Total Porcentaje con 2 o más cara fracturada

64

PROYECTO

: TESIS "INFLUENCIA DE LA ESCORIA NEGRA EN LAS PROPIEDADES FISICO – MECANICAS DEL AFIRMADO DE LA CANTERA “LA SORPRESA” DE COISHCO PARA BASE EN OBRAS DE PAVIMENTACION, 2016.

SOLICITA

: EST. MANRIQUE ROSALES ANNIE EDITH

UBICACIÓN

: Distrito: Nuevo Chimbote; Provincia: Santa; Departamento: Ancash

FECHA

:

AFIRMADO

EQUIVALENTE DE ARENA ASTM D – 2419 DETERMINACION Nº SATURACION (HORA INICIAL) SATURACION (HORA FINAL) PRUEBA DE ENSAYO ( HORA INICIAL) PRUEBA DE ENSAYO (HORA FINAL) LECTURA – ARCILLA RETENIDA (plg) LECTURA – ARENA RETENIDA (plg) EQUIVALENTE DE ARENA (%) EQUIVALENTEDE ARENA PROMEDIO (%)

1

2

3

EA=

ENSAYO DE ABRASIÓN DE LOS ANGELES ASTM C – 535 ABRASION DE LOS ANGELES Gradación empleado Numero de revoluciones Peso inicial (gr) Peso final Nº12 (gr) Coeficiente de desgaste %

65

PROYECTO

: TESIS "INFLUENCIA DE LA ESCORIA NEGRA EN LAS PROPIEDADES FISICO – MECANICAS DEL AFIRMADO DE LA CANTERA “LA SORPRESA” DE COISHCO PARA BASE EN OBRAS DE PAVIMENTACION, 2016.

SOLICITA

: EST. MANRIQUE ROSALES ANNIE EDITH

UBICACIÓN

: Distrito: Nuevo Chimbote; Provincia: Santa; Departamento: Ancash

FECHA

:

AFIRMADO

ENSAYO DE COMPACTACIÓN PROCTOR MODIFICADO ASTM D1557/91 PRUEBA Nº PESO SUELO + MOLDE PESO MOLE PESO SUELO HUMEDO COMPACTADO VOLUMEN DEL MOLDE PESO VOLUMETRICO HUMEDO RECIPIENTE Nº PESO DEL SUELO HUMEDO + TARA PESO DEL SUELO SECO + TARA TARA PESO DE AGUA PESO DEL SUELO SECO CONTENIDO DE AGUA PESO VOLUMETRICO SECO

1

2

3

4

5

DENSIDAD MAXIMA (gr/cm3) HUMEDAD OPTIMIA (%)

66

PROYECTO

: TESIS "INFLUENCIA DE LA ESCORIA NEGRA EN LAS PROPIEDADES FISICO – MECANICAS DEL AFIRMADO DE LA CANTERA “LA SORPRESA” DE COISHCO PARA BASE EN OBRAS DE PAVIMENTACION, 2016.

SOLICITA

: EST. MANRIQUE ROSALES ANNIE EDITH

UBICACIÓN

: Distrito: Nuevo Chimbote; Provincia: Santa; Departamento: Ancash

FECHA

:

AFIRMADO

RELACIÓN DE SOPORTE DE CALIFORNIA (C.B.R) ASTM D-1883 Molde Nº Capas Nº Golpes por capa Nº Condición de la muestra Peso de molde + Suelo húmedo Peso de molde (g) Peso del Suelo Húmedo (g) Volumen del molde (cm3) Densidad húmeda (g/cm3) Tara (Nº) Pero suelo humero + Tara (g) Peso suelo seco + tara (g) Peso de tara (g) Peso de agua (g) Peso de suelo seco (g) Contenido de humedad (%) Densidad seca (g/cm3)

1 5 56 NO SATURADO SATURADO

2 5 25 NO SATURADO

SATURADO

3 5 10 NO SATURADO

SATURADO

EXPANSION FECHA

HORA

PENETRACION (pulgadas)

TIEMPO

CARGA STAND.

DIAL

CARGA

EXPANSION

MOLDE Nº 1 CORRECCION

DIAL

EXPANSION

DIAL

MOLDE Nº2 CARGA CORRECCION

EXOPANSION

DIAL

MOLDE Nº3 CARGA CORRECCION

0.000 0.025 0.050 0.075 0.100 0.125 0.150 0.175 0.200 0.250 0.300 0.400 0.500

67

PANEL FOTOGRÁFICO

68

IMAGEN Nº1: MUESTREO DE AFIRMADO CANTERA “LA SORPRESA”

IMAGEN Nº2: AFIRMADO CANTERA “LA SORPRESA”

69

IMAGEN Nº3: GRANULOMETRIA DE AFIRMADO

IMAGEN Nº4: TAMIZADO DE MATERIAL PARA PROCTOR MODIFICADO Y CBR 70

IMAGEN Nº5: RUPTURA DE ESCORIA NEGRA

IMAGEN Nº6: TAMIZADO DE ESCORIA (MALLA Nº4)

71

IMAGEN Nº7: SEPARACIÓN POR TAMIZ PARA PROCTOR Y CBR

IMAGEN Nº8: PROCTOR MODIFICADO Y CBR

72

IMAGEN Nº9: SATURACIÓN DEL CBR

IMAGEN Nº10: PENETRACIÓN DE LOS MOLDES DE CBR

73

IMAGEN Nº11: MUESTRA PARA LIMITE LÍQUIDO

IMAGEN Nº12: ENSAYO DE LIMITE LÍQUIDO

74

IMAGEN Nº13: ABRASIÓN LOS ANGELES

IMAGEN Nº14: EQUIVALENTE DE ARENA

75

IMAGEN Nº15: AFIRMADO CON 30% ESCORIA NEGRA

IMAGEN Nº16: AFIRMADO CON 35% ESCORIA NEGRA

76

IMAGEN Nº17: AFRIMADO CON 40% ESCORIA NEGRA

77