Influencia en las características de un concreto adicionando polvo de vidrio con sustitución parcial del agregado fino en 5%, 10% y 15%

Abstract

El crecimiento de la población ha sido un factor decisivo en la expansión de la industria de la construcción, especialmente en Perú, donde la demanda de infraestructuras como escuelas, hospitales y carreteras sigue en aumento. En este contexto, el concreto, compuesto por cemento, agua, piedra y arena, juega un papel esencial, lo que ha motivado la exploración de nuevos materiales y tecnologías para mejorar sus propiedades sin comprometer la calidad. Este proyecto tiene como objetivo informar al lector sobre una alternativa innovadora para el aprovechamiento del vidrio desaprovechado en el sector de la construcción, aportando beneficios a la ingeniería civil y contribuyendo a la reducción de residuos. La investigación se centró en el uso de vidrio en polvo como sustituto parcial del agregado fino en proporciones del 5%, 10% y 15%, con el fin de evaluar su influencia en las características de un concreto de resistencia F’c= 210 kg/cm2. Para ello, se adquirieron los agregados de la cantera Cruz de David en el centro poblado El Milagro, el vidrio fue recolectado de una vidriería cercana, y se utilizó cemento Portland Tipo ICo Pacasmayo Extraforte. Se realizaron ensayos sobre los agregados para determinar sus propiedades físicas y mecánicas, lo que permitió desarrollar el diseño de mezclas según el método de la norma ACI 211. Tras realizar los ensayos y diseñar las mezclas, se concluyó que el concreto con un 5% de vidrio como sustituto parcial del agregado fino alcanzó la mayor resistencia a la compresión a los 28 días, con un valor de 259.75 kg/cm2. Además, el concreto con un 10% y 15% de vidrio también superó la resistencia del concreto patrón, alcanzando un valor de 243.02 kg/cm2 y 240 kg/cm2 respectivamente. Es importante destacar que todas las mezclas que incluyeron vidrio superaron la resistencia del concreto patrón, lo que permite concluir que el vidrio en polvo es un reemplazante efectivo del agregado fino, en este caso, la arena gruesa. Estos resultados no solo demuestran el potencial del vidrio en polvo como material sostenible, sino que también abren la puerta a nuevas aplicaciones en el diseño de concretos más resistentes y ecológicos para la industria de la construcción

Population growth has been a decisive factor in the expansion of the construction industry, especially in Peru, where the demand for infrastructure such as schools, hospitals, and roads continue to increase. In this context, concrete, composed of cement, water, stone, and sand, plays an essential role, which has motivated the exploration of new materials and technologies to improve its properties without compromising quality. This project aims to inform the reader about an innovative alternative for the utilization of waste glass in the construction sector, providing benefits to civil engineering and contributing to waste reduction. The research focused on the use of powdered glass as a partial replacement for fine aggregate in proportions of 5%, 10%, and 15%, in order to evaluate its influence on the characteristics of concrete with a compressive strength of F’c= 210 kg/cm2. For this purpose, aggregates were obtained from the Cruz de David quarry in the El Milagro village, the glass was collected from a nearby glass shop, and Portland Type ICo Pacasmayo Extraforte cement was used. Tests were carried out on the aggregates to determine their physical and mechanical properties, which allowed the development of mix designs according to the ACI 211 method. After conducting the tests and designing the mixes, it was concluded that concrete with 5% glass as a partial replacement for fine aggregate achieved the highest compressive strength at 28 days, with a value of 259.75 kg/cm2. Additionally, the concrete with 10% and 15% glass also surpassed the strength of the control concrete, reaching a value of 243.02 kg/cm2 and 240 kg/cm2. It is important to highlight that all mixes containing glass exceeded the strength of the control mix, leading to the conclusion that powdered glass is an effective replacement for fine aggregate, in this case, coarse sand. These results not only demonstrate the potential of powdered glass as a sustainable material but also open the door to new applications in the design of more durable and eco-friendly concretes for the construction industry