Jara AJF-SD

FACULTAD DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL
Influencia de la escoria de cobre en la resistencia mecánica del

concreto F’c=210 Kg/cm2 para pavimento rígido, La Oroya –
Junín 2020
TESIS PARA OBTENER EL TÍTULO PROFESIONAL DE:

Ingeniero Civil
AUTOR:
Jara Arzapalo, Jean Franco (ORCID: 0000-0002-0672-3416)
ASESOR:
Mg. Ing. Benites Zuñiga, Jose Luis (ORCID: 000-0003-4459-494X)
LÍNEA DE INVESTIGACIÓN:
Diseño de Infraestructura Vial
LIMA – PERÚ
2020
Dedicatoria
El presente trabajo en primer lugar se lo dedico a
dios, por haberme concedido una familia
maravillosa, a mi padre Raúl por sus consejos y
a mi madre Elizabeth que se esforzó
incansablemente para darme lo mejor, como
también me enseñó a nunca rendirme a pesar
que el camino sea difícil. A mis hermanos Edith,
Jean Pool, Jazmín y Adriano que en cada
momento me estuvieron brindando su apoyo
incondicional.
Cierro esta dedicación haciendo mención a mis

sobrinos Anyelina y Anghelo que con su alegría
me motivan a seguir luchando por mis metas.
ii
Agradecimiento
El que suscribe agradece especialmente al
Mg. Ing. José Luis Benites Zúñiga por la
paciencia, apoyo y la guía continua que tuvo
para poder culminar con el desarrollo
satisfactorio de la presente tesis. Por
inculcarnos a ser perseverantes a pesar de la
dificultad que estamos atravesando todos por
esta pandemia.
Así mismo agradecer a mi familia ya que sin
ellos no tendría las fuerzas ni la motivación
necesaria para cumplir mis metas trazadas.
iii
Índice de contenidos
Carátula ....................................................................................................................i
Dedicatoria .............................................................................................................. ii
Agradecimiento ...................................................................................................... iii

Índice de contenidos................................................................................................iv
Índice de Tablas ...................................................................................................... v
Índice de Figuras ................................................................................................... vii
Índice de Gráficos ................................................................................................ viii
Resumen ................................................................................................................ ix
Abstract ................................................................................................................... x
I. INTRODUCCION ...................................................................................... 1
II. MARCO TEÓRICO.................................................................................... 5
III. METODOLOGÍA ..................................................................................... 25
3.1 Tipo y diseño de investigación ............................................................. 25
3.2 Variables y operacionalización ............................................................. 27
3.3 Población, muestra y muestreo............................................................ 27
3.4 Técnicas e instrumentos de recolección de datos ............................... 28
3.5 Procedimientos .................................................................................... 29
3.6 Método de análisis de datos ................................................................ 30
3.7 Aspectos éticos .................................................................................... 30
IV. RESULTADOS ........................................................................................ 31
V. DISCUSION ............................................................................................ 50
VI. CONCLUSIONES.................................................................................... 54
VII. RECOMENDACIONES ........................................................................... 55
REFERENCIAS .................................................................................................... 56
ANEXOS .............................................................................................................. 60
iv
Índice de Tablas
Tabla 1. Dosificación del concreto........................................................................ 15

Tabla 2. Calculo de la resistencia promedio. ........................................................ 16
Tabla 3. Contenido de aire atrapado. ................................................................... 16
Tabla 4. Asentamiento según el tipo de obra. ...................................................... 17
Tabla 5. Volumen unitario de agua (Lt/m3). ......................................................... 17
Tabla 6. Relación agua/cemento. ......................................................................... 18
Tabla 7. Volumen del agregado grueso por metro cúbico del concreto ............... 18
Tabla 8. Relación del concreto endurecido .......................................................... 22
Tabla 9. Ensayos físicos de los agregados. ......................................................... 35
Tabla 10. Proporción de los materiales según diseño. ......................................... 35
Tabla 11. Resultado de ensayo de resistencia a la compresión de testigos a las
edades de 7,14 y 28. ............................................................................................ 36
Tabla 12. Promedio resistencia a la compresión de testigos a las edades de 7,14 y
28. ........................................................................................................................ 36
Tabla 13. Resultado de ensayo de resistencia a la compresión de testigos con 20%
de escoria de cobre a las edades de 7,14 y 28. ................................................... 37
Tabla 14. Promedio resistencia a la compresión de testigos con 20% de escoria de
cobre a las edades de 7,14 y 28. ......................................................................... 38
Tabla 19. Comparación de f’c de compresión entre el diseño patrón y los diseños
con diferentes porcentajes de adición de escoria de cobre.................................. 41
Tabla 20. Resultado de ensayo de resistencia a la flexión a la edad de 28 días. 43
Tabla 21. Resultado de ensayo de resistencia a la flexión con 20% de escoria de
cobre a la edad de 28 días. .................................................................................. 43
v
Tabla 24. Comparación del módulo de rotura (Mr) entre el diseño patrón y los
diseños con diferentes porcentajes de adición de escoria de cobre. ................... 45
Tabla 25. Resultado de ensayo de resistencia a la tracción de testigos a la edad de
28 días. ................................................................................................................ 46
Tabla 26. Resultado de ensayo de resistencia a la tracción de testigos con 20% de
escoria de cobre a la edad de 28 días. ................................................................ 47
Tabla 29. Comparación de f’c de tracción entre el diseño patrón y los diseños con
diferentes porcentajes de adición de escoria de cobre. ....................................... 48
vi
Índice de Figuras
Figura 1. Estructura de un pavimento rígido......................................................... 13

Figura 2. Escoria de cobre almacenado en La Oroya .......................................... 14
Figura 3. Identificación de probeta. ...................................................................... 21
Figura 4. Tipo de rotura de probeta. ..................................................................... 21
Figura 5. Ensayo de resistencia a flexión ............................................................. 23
Figura 6. Ensayo de resistencia a tracción ........................................................... 24
Figura 7. Mapa Político del Departamento de Junín ............................................ 31
Figura 8. Mapa Político del Perú .......................................................................... 31
Figura 9. Empresa Doe Run Peru ........................................................................ 32
Figura 10. Ubicación del distrito de La Oroya....................................................... 32
Figura 11. Distrito de La Oroya ............................................................................ 33
Figura 12. En el lugar de Huanchan, donde se encuentra almacenada la escoria de
cobre. ................................................................................................................... 34
Figura 13. Recogiendo la escoria de cobre. ......................................................... 34
Figura 14. Ensayo a la compresión del concreto patrón. ..................................... 36
Figura 15. Ensayo a la compresión del concreto con 20% de escoria de cobre. . 36
Figura 16. Ensayo a la flexión de la viga con adición del 30% de escoria de cobre.
............................................................................................................................. 42
Figura 17. Rotura de la viga sometida al ensayo a flexión. .................................. 42
Figura 18. Ensayo de la resistencia a tracción del concreto patrón. .................... 46
Figura 19. Ensayo de la resistencia a tracción del concreto con adición de 30% de
escoria de cobre. .................................................................................................. 46
vii
Índice de Gráficos
Grafico 1. Línea de evolución de la resistencia a la compresión del concreto patrón.

............................................................................................................................. 37
Grafico 2. Línea de evolución de la resistencia a la compresión del concreto con
incorporación de escoria de cobre en un 20%. .................................................... 38
Grafico 5. Resultados de resistencia de compresión del diseño de mezcla patrón y
los diseños con adición de escoria de cobre. ....................................................... 41
Grafico 6. Resultados de resistencia de flexión del diseño de mezcla patrón y los
diseños con adición de escoria de cobre. ............................................................ 45
Grafico 7. Resultados de resistencia de flexión del diseño de mezcla patrón y los
diseños con adición de escoria de cobre. ............................................................ 48
viii
Resumen
El objetivo de la presente investigación es determinar la influencia de la adición de

escoria de cobre en la resistencia mecánica del concreto, con la finalidad de
conseguir mediante pruebas de laboratorio un concreto con mayor resistencia a los
agentes externos y una mayor vida útil, realizándose la comparación entre el
concreto patrón y dosificaciones con la adición de escoria de cobre en reemplazo
del agregado fino con porcentajes de 20%, 30% y 40%. La investigación es de
enfoque cuantitativo, diseño cuasi experimental y de tipo aplicada. El estudio se
realizó con una población de 60 probetas, donde se comprobó que el 30% de
escoria de cobre resulto ser el óptimo en los tres tipos de resistencia, en la
resistencia a compresión se obtuvo 252.07 kg/cm2 superando en 18.38% al diseño
patrón obtenido, efectuándose la resistencia a flexión el módulo de rotura resulto
39 kg/cm2 superando en 12.49% al concreto convencional y realizando el ensayo
de resistencia a tracción resulto 32.83 kg/cm2 obteniendo un incremento leve de
7.18%. Se concluyó que la escoria de cobre utilizada de la Oroya como parte de la
mezcla del concreto influye de manera positiva en las propiedades mecánicas del
concreto, demostrando que incrementa las resistencias evaluadas.
Palabras clave: Resistencia mecánica, escoria de cobre, concreto, pavimento

rígido, diseño de mezcla.
ix
Abstract
The objective of this research is to determine the influence of the addition of copper
slag on the mechanical resistance of concrete, in order to achieve, through
laboratory tests, a concrete with greater resistance to external agents and a longer
useful life, carrying out the comparison between standard concrete and dosages
with the addition of copper slag replacing fine aggregate with percentages of 20%,
30% and 40%. The research has a quantitative approach, a quasi-experimental
design and an applied type. The study was carried out with a population of 60 test
tubes, where it was found that 30% of copper slag turned out to be the optimum in
the three types of resistance, in the compressive strength 252.07 kg / cm2 was
obtained, exceeding the design by 18.38% pattern obtained, performing the flexural
strength, the modulus of rupture was 39 kg / cm2, exceeding the conventional
concrete by 12.49% and performing the tensile strength test, the result was 32.83
kg / cm2 obtaining a slight increase of 7.18%. It was concluded that the copper slag
used from La Oroya as part of the concrete mix has a positive influence on the
mechanical properties of the concrete, showing that it increases the resistance
evaluated.
Keywords: Mechanical strength, copper slag, concrete, rigid pavement, mix design.
x
I. INTRODUCCIÓN
A nivel mundial, el aumento de los niveles de temperatura tanto de calor como de

heladas, además la intensidad de lluvias que son resultado del cambio climático,
directa e indirectamente impactan causando daños y acelerando el deterioro de las
diferentes infraestructuras. Según (Mendoza y Marcos, 2017). La preocupación por
continuos cambios climáticos es un obstáculo que ha paralizado la marcha en tratar
de adaptarse a este agente, también el tratar de predecir los efectos que causara
en el entorno. Ahora se puede apreciar los daños generados en la infraestructura
vial, los cuales seguirán apareciendo y acrecentando en el pasar de los días, ya
que este factor es un riesgo de gran magnitud
En un proyecto vial, el pavimento es la cara de exhibición del cual opinan las

personas, si esta no presenta algún aspecto de falla o daño las personas se sentirán
complacidas con el trabajo. En gran mayoría de proyectos carreteros los
conductores otorgan un juicio positivo, pero cuando no se realiza un correcto trabajo
el juicio es opuesto
según (Condorchoa, 2019). Ica una ciudad turística donde los pavimentos rígidos
existentes, en su mayor proporción muestran evidencias de deterioro, en algunos
casos ya cumplieron su periodo de vida útil y otros que no cumplen su periodo de
diseño de vida útil ya se encuentran deteriorados prematuramente por varios
factores siendo uno de ellos el factor climático, traducidos en temperatura, viento,
lluvia y humedad.
La provincia de Yauli –La Oroya está situado a 3750 msnm en la Cordillera de los
Andes a 176 km al este de la capital. Al realizar un recorrido por las calles, avenidas,
jirones y pasajes del lugar se puede apreciar que existen zonas las cuales se
encuentran sin pavimentar y los lugares que cuentan con pavimentación, la gran
mayoría de estas presentan fallas en su estructura como son: fisuras, baches, piel
de cocodrilo, etc. Las cuales se generan debido a los cambios bruscos del clima
que se dan y a ello sumado la gran cantidad de paso vehicular ya que nos ubicamos
en la sierra central del Perú.
1
Los pavimentos rígidos que actualmente se construyen en la ciudad se continúan
realizando con el concreto convencional, sin aditivos que mejoren su resistencia, y
esto con el tiempo van a comenzar a presentar las mismas fallas de los pavimentos
existentes, esto debido a la falta de resistencia al impacto climático y fatiga por la
carga vehicular. Para mejorar el desempeño de estos pavimentos rígidos se deben
adicionar materiales que complementen las características necesarias para mitigar
las posibles fallas que presenten y para que así también aumenten su periodo de
vida.
En el presente, se desarrollan numerosos estudios en los cuales adicionan

materiales con distintas características en la elaboración del concreto, con la
finalidad de obtener una resistencia mayor en los elementos que se vayan a
construir y también poder dar un uso práctico a los desechos generados por las
grandes empresas. Lo que se busca conseguir con estos materiales es mejorar la
resistencia del concreto ante los diferentes factores que podrían afectar en su
tiempo de vida, es por ello que la aplicación de la escoria de cobre podría ser una
opción para incrementar la resistencia del concreto a un costo menor en las
construcciones de un pavimento rígido de tránsito pesado o medio, y a la vez poder
disminuir la contaminación ambiental que genera la empresa metalúrgica Doe Run
Perú debido al almacenamiento de esta escoria en terrenos naturales cercanos a
la ciudad.
Por lo mencionado en la redacción superior, se deja constancia que el problema

general seria especificar, ¿Cuál es la influencia de la adición de escoria de cobre
en la resistencia mecánica del concreto F’c=210 Kg/cm2 para pavimento rígido, La
Oroya – Junín 2020? Y con ello también los problemas específicos: ¿Cuánto
incide la adición de escoria de cobre en la resistencia a compresión del concreto
F’c=210 Kg/cm2 para pavimento rígido, La Oroya – Junín 2020?, ¿Cuánto incide la
adición de escoria de cobre en la resistencia a flexión del concreto F’c=210 Kg/cm2
para pavimento rígido, La Oroya – Junín 2020? Y ¿Cuánto incide la adición de
escoria de cobre en la resistencia a tracción del concreto F’c=210 Kg/cm2 para
pavimento rígido, La Oroya – Junín 2020?
2
Justificación social, radica en que la Empresa Metalúrgica tiene una alta
producción de cobre en la zona por lo que genera millones de desechos mineros
de escoria de cobre los cuales son almacenadas en áreas naturales las cuales se
ven afectadas directamente con un impacto ambiental negativo. Por consiguiente,
la escoria de cobre al ser un desecho no es aprovechada, fundamento necesario
para darle uso como parte de la mezcla del concreto para pavimento rígido,
pudiendo esta mejorar las propiedades de la mezcla a un menor costo, también la
empresa metalúrgica generaría un ingreso económico extra con la venta de este
insumo para las futuras construcciones en nuestra localidad y lugares aledaños; a
la vez brindar más puestos de trabajo a la población oroina en el tratamiento,
empaquetamiento y distribución de dicho material.
Justificación práctica, el presente trabajo tiene como finalidad el de poder

incrementar la resistencia del concreto a base de un desecho que se puede
encontrar en la zona en grandes cantidades. En la localidad de La Oroya la
Empresa Metalúrgica Doe Run Peru genera considerables cantidades de desechos
en sus operaciones como son la escoria de cobre y de plomo. Por ello se optó incluir
a la escoria de cobre como un material importante, que forme parte del incremento
de la resistencia del concreto y con ello darle uso práctico en la construcción de los
pavimentos rígidos; también poder ser aplicado en las diferentes infraestructuras
que se desarrollan en el país. Esto conllevaría a que este desecho sea más
trabajable, reducir el impacto ambiental que generan al ser almacenados en
terrenos aledaños y poder contribuir con disminuir el desempleo que existe.
Justificación teórica, el propósito de la investigación es contribuir con un aporte

innovador que es aplicado al concreto convencional que todos conocen de un
pavimento rígido, que presenta un impacto climatológico y vehicular, con la
obtención de los resultados de las pruebas se podrá recomendar este desecho
conocido como escoria de cobre, brindando beneficios como son la calidad en la
resistencia del concreto, mayor vida útil y un costo menor en su aplicación.
Justificación metodológica, se empleará el diseño de investigación experimental

para lograr el objetivo de verificar que porcentaje variación presenta el concreto
F’c=210 Kg/cm2 en su resistencia con la incorporación de la escoria de cobre,
3
evaluando el porcentaje de incidencia que alcanza se elaborará cuadros
comparativos con cada uno de ellos.
La presente investigación sostiene como objetivo general el Determinar la

influencia de la adición de escoria de cobre en la resistencia mecánica del concreto
F’c=210 Kg/cm2 para pavimento rígido, La Oroya – Junín 2020 y por consiguiente
sus objetivos específicos: Determinar la incidencia de la adición de escoria de
cobre en la resistencia a compresión del concreto F’c=210 Kg/cm2 para pavimento
rígido, La Oroya – Junín 2020, Determinar la incidencia de la adición de escoria de
cobre en la resistencia a flexión del concreto F’c=210 Kg/cm2 para pavimento
rígido, La Oroya – Junín 2020 y Determinar la incidencia de la adición de escoria
de cobre en la resistencia a tracción del concreto F’c=210 Kg/cm2 para pavimento
rígido, La Oroya – Junín 2020.
Por ello se dispondrá a evaluar la Hipótesis general propuesta que es si La adición

de escoria de cobre influye positivamente en la resistencia mecánica del concreto
F’c=210 Kg/cm2 para pavimento rígido, La Oroya – Junín 2020, conjuntamente con
sus Hipótesis específicas: La adición de escoria de cobre incide positivamente en
la resistencia a compresión del concreto F’c=210 Kg/cm2 para pavimento rígido, La
Oroya – Junín 2020; la adición de escoria de cobre incide positivamente en la
resistencia a flexión del concreto F’c=210 Kg/cm2 para pavimento rígido, La Oroya
– Junín 2020 y si la adición de escoria de cobre incide positivamente en la
resistencia a tracción del concreto F’c=210 Kg/cm2 para pavimento rígido, La Oroya
– Junín 2020.
4
II. MARCO TEÓRICO
Aparicio (2014), en su investigación para optar el título de ingeniero civil, titulado

“Uso de material reciclado de la industria del cobre en la producción de
concreto”. Tuvo como objetivo estudiar mediante pruebas la posibilidad de usar
la escoria, en suplencia del agregado fino para la fabricación del concreto. Se
realizó un estudio de tipo aplicativo - experimental en la que se efectuaron 12
diseños bajo el procedimiento del método ACI, de ellos 9 diseños se realizaron
incluyendo la escoria de cobre por cambio del agregado fino en los siguientes
porcentajes 20%, 30% y 40%, los 3 diseños sobrantes fueron elaborados con los
materiales conocidos sin ninguna adición. Luego se prosiguió a realizar los ensayos
de compresión simple. De los resultados obtenidos se evidencia que la dosificación
realizada con 70% de agregado fino y 30% de agregado grueso, brindo valores de
hasta 40,7 MPa en la resistencia, por otro lado, la mezcla de 20% de escoria de
cobre, 30% de agregado fino y 50% de agregado grueso, brindo valores de 8%
menos que el anterior. Concluye que, en base a los resultados se puede usar la
escoria de cobre eficazmente en la mezcla de concreto, si se dosifica con una
sustitución que no pase el 20% del agregado fino y cabe mencionar que todas las
mezclas fabricadas con escoria de cobre lograron superar la resistencia que se
había establecido en 28 MPa.
Cruz (2014), en su investigación doctoral, titulada “Estudio de la resistencia y

reología de hormigones con adición de escorias de cobre como sustituto del
árido fino”. Tuvo como objetivo analizar los efectos que tiene que puede llegar a
provocar esta escoria cumpliendo la función del árido fino formando parte del
hormigón contemplando en su estado fresco y en el estado endurecido. El estudio
es de tipo aplicativo en donde se elaboró como muestra las probetas con
sustituciones en volumen estudiadas son 0, 20, 40, 60, 80 y 100% del árido fino y
se comparó con la mezcla de hormigón convencional de diseño para resistencia 35
N/mm2. Como resultado los rendimientos de la resistencia a los 7 y 28 días de
edad son similares en todos los hormigones, a la edad de 90 y 150 días los
hormigones con escoria de cobre con sustitución superior al 40% incrementaron su
resistencia de 57 N/mm2 hasta 71.04 N/mm2. En la prueba de tracción indirecta
también ocurrió lo mismo con los resultados a los 28 días, a la edad de 90 días con
5
la dosificación de 40% a más de inclusión de escoria, se aprecia que la resistencia
a tracción indirecta aumenta de 4,24 N/mm2 a 4,70 N/mm2. Por lo demostrado se
podría decir que la escoria de cobre es un desecho aceptable en la preparación del
hormigón ya que trabajo como buen sustituto del árido fino.
Oyarzun (2013), en su investigación para optar el título de ingeniero civil en obras

civiles, titulada “Influencia de las escorias de cobre en la fabricación de
hormigón”. Tuvo como objetivo preparar un análisis bibliográfico de los proyectos
de concreto en los cuales hayan hecho uso de la escoria de cobre, con el propósito
de ayudar a combatir el impacto ambiental que trae como consecuencia el
almacenamiento de este insumo. Fue un estudio de diseño cuantitativo no
experimental, en el cual se expone un compendio de los estudios que fueron
ejecutados anteriormente con la de incorporación de escoria de cobre al hormigón
como sustituto del cemento, árido fino y árido grueso. De todas las tesis evaluadas,
se verifica que este insumo al sustituir al árido fino suministro cambios positivos en
la resistencia, no obstante, se debe indicar que para obtener resultados positivos
no se debe sobrepasar del 50% en reemplazo. Por ello se concluye que la escoria
de cobre contribuye mejorías en la condición de la resistencia, incremento de
densidad y refuerza el comportamiento del hormigón típico.
Cuba y Humpire (2019), en su investigación para optar el título profesional de

ingeniero civil, titulada “Análisis comparativo de las propiedades mecánicas
para un concreto fć =210 kg/cm² y fć=280 kg/cm² usando cemento yura tipo
ip y cemento wari tipo ip, con la adición de escoria de cobre de la minera
Southern Perú, para la ciudad de Arequipa”. Tuvieron como objetivo, detallar
los cambios que evidencia el concreto disponiendo el uso de dos cementos
diferentes como son el Yura y wari , ambos de tipi IP a ello sumado una proporción
de escoria de cobre para la dosificación correspondiente. Fue un estudio
cuantitativo y experimental, por que determinara mediante ensayos de laboratorio
los cambios en las propiedades el concreto.; se trabajó con dos diseños conocidos
como son el fć=210 kg/cm² y fć=280 kg/cm², se empleó el recomendado método
ACI 211, como muestra se preparó 480 probetas, los cuales pasaron pruebas de
compresión simple y tracción, complementado con 36 vigas, se trabajó con 0%,
10%, 20%, 30% y 40% de incorporación de escoria cambio de agregado fino. De
6
los trabajos se concluyó que el porcentaje óptimo de adición de este desecho es
30% para mejorar la resistencia a compresión y tracción, utilizando el cemento yura
mostrando valores para la resistencia a compresión como 353.52 y 449 kg/cm²; con
el tipo de cemento wari 485.86 kg/cm² y 541.08 kg/cm². Para la resistencia a
tracción con uso de cemento yura 31.92 kg/cm2 y 41 kg/cm²; para el uso de
cemento wari 41.36 y 48.39 kg/cm². En la resistencia a flexion el porcentaje optimo
fue el 20% de escoria de cobre dando como resultados con el cemento yura 42
kg/cm² y 44 kg/cm²; con uso del cemento wari 38.67 kg/cm2 y 44.33 kg/cm2. Los
resultados se ubican respecto a las dosificaciones del concreto de 210 kg/cm² y
280kg/cm².
Bravo y Diaz (2018), realizaron la investigación para optar el título de ingeniero

civil, titulada “Análisis comparativo de la influencia de la escoria de cobre
como sustituto del agregado fino en porcentaje de peso, en la resistencia y
consistencia de un concreto f’c=210 kg/cm2 elaborado con cementos tipo ip
y tipo v, mediante pruebas de esclerometría y compresión axial de testigos
sometidos a curado por inmersión”. Tuvieron como objetivo analizar y comparar
el comportamiento de la resistencia de un concreto f’c=210 kg/cm2 elaborados con
los conglomerantes tipo IP y V con sustitución de agregado fino por escoria de
cobre. Fue un estudio tipo cuantitativo y experimental por que se empleó pruebas
de compresión axial y esclerometria para hallar los efectos que casusa en el tema
de agregar escoria de cobre. Se elaboraron 360 probetas cilíndricas de acuerdo al
diseño de método ACI 211, con la incorporación de la escoria de cobre en
porcentajes de 0%, 5%, 10%, 15%, 20%, 25%, 30%, 35%, 40% y 50%. Se
concluyó que el porcentaje óptimo de sustitución del residuo en reemplazo del
agregado fino fue de 35%, ya que mediante la prueba de esclerometria se obtuvo
los siguientes resultados, con el cemento tipo IP 262.196 kg/cm2 y con el cemento
tipo V 322.191 kg/cm2. Con la prueba de compresión axial se obtuvo las siguientes
resistencias: con el cemento tipo IP 270.015 kg/cm2 y con el tipo V 331.893 kg/cm2.
Melgarejo (2019), en su investigación para optar el título profesional de ingeniero

civil, titulada “Influencia de la Escoria al Producir Concreto Permeable en
Pavimentos Urbanos de la Ciudad de Pasco – Distrito de Yanacancha – 2019”.
Se plante como objetivo establecer en que magnitud incide agregar escoria
7
metálica en la dosificación del concreto permeable el cual será aplicado para
construcción de pavimentos de clasificación urbana en el departamento de Pasco.
La investigación es de tipo aplicada, se elaboró una mezcla patrón, con f’c=210
kgcm2 y otras mezclas de concreto permeables en base a la relación A/C de 0.50
,0.40 y 0.30 empleando porcentajes de vacíos de 5%,10%,15% y 20% a los cuales
se le aplicaron pruebas típicas como peso unitario, asentamiento, temperatura,
resistencia a y permeabilidad en el concreto en su estado endurecido, se realizaron
un total de 27 diseños de mezclas y se incorporó diversos porcentajes de escoria
los cuales son 5%, 15% y 20% referente al cemento dichos resultados fueron
comparados con la mezcla patrón. Finalmente, de las pruebas y datos recogidos se
determinó que el resultado más favorable se consiguió con el concreto trabajado
en relación a/c de 0.3 y 5% de vacíos demostrando la capacidad de resistencia a
comprensión de 261.8 kg/cm2
Chavarry, y otros (2020), en su artículo de investigación, titulada “Hormigón de

alta densidad con escoria de cobre para atenuar la radiación ionizante”.
Tuvieron como objetivo estudiar el hormigón con una capacidad alta de densidad
y a la ves reforzado con el residuo de cobre formando una porción del agregado
fino con el fin de mejorar sus propiedades mecánicas y obtener barreras protectoras
para atenuar las radiaciones ionizantes hasta niveles aceptables. Fue un estudio
tipo aplicada y experimental en el cual se diseñó un hormigón de diseño f'c=210
kg/cm2 y para comparar 5 tipos de mezclas adicionales, agregando proporciones
de escoria (15%, 30% ,50%,80% y 100%) en condición de sustitución parcial del
agregado fino. El estudio determinó que a medida que se aumenta la dosificación
del porcentaje de escoria de cobre aumenta la densidad del hormigón; las
resistencias conocidas como compresión y tracción se incrementan hasta la
incorporación de un 30% de escoria de cobre que obtuvieron como resultado
387.60 kg/cm2 y 32.47 kg/cm2, después de ese porcentaje las resistencias
disminuyen gradualmente.
Cruz, y otros (2013), en su artículo de investigación, titulada “Propiedades del

concreto con sustitución de escoria de horno de cubilote como agregado fino
y escoria granulada”. Tuvieron como objetivo proponer la escoria de horno
cubilote para formar parte de la mezcla de un concreto tipo aligerado. Ejecuto un
8
estudio de tipo aplicativo y experimental, ya que se propuso realizar los análisis
que se produce en el concreto cuando este es constituido con el 30% de escoria
triturada en sustitución de arena y por otro lado agregar escoria granulada cambio
del agregado grueso en grupos de (0%, 50%,75% y 100%). Se extrajo probetas y
realizo el curado durante 28 días, tomando como referencia la NTC, se inspecciono
minuciosamente las propiedades del concreto modificado el cual contempla un
diseño de 21MPa. En cuanto a la resistencia a compresión el concreto modificado
mostro cifras de 15 y 13Mpa siendo el porcentaje de sustitución de 50 al 100%. Se
puede concluir que cuanto más reemplaza el agregado a partir del 50% la
resistencia tiende a descender, se podría inferir que la causa es la porosidad de la
escoria de horno presenta y a la vitrificación.
Ashraffur and Srinivas (2019) in their research article, entitled "Effect of copper
slag on steel fiber reinforced concrete and conventional concrete". The
objective was to estimate the characteristics in terms of resistance to the changes
that this residue promotes in reinforced concrete prepared with steel fiber and
normal concrete. They worked with an experimental investigation in which a specific
analysis was applied on the mechanical and physical behavior of the two types of
concrete due to their qualities (M30, M40). The concrete mixes were designed by
integrating amounts of 0%, 10%, 20%, 30%, 40% and 50% with slag, which were
subjected to laboratory tests. After all the tests carried out, it was shown that for a
traditional M30 concrete, a maximum resistance level of 29.4% was reached,
likewise the steel-reinforced mixture increased by 34.28% and for M40 concrete, a
resistance of 20.5% was required. On the contrary, in the reinforced with steel fiber
an increase of 23% was observed.
En la presente investigación se introdujo escoria de cobre en un concreto ya

reforzado con fibras de acero y también en un concreto normal, en donde se obtuvo
mejores resultados para el concreto reforzado con fibra de acero, obteniendo un
incremento superior a los de la mezcla patrón.
Morampudi, Yajdani and Anil (2017), in their research article, entitled "An
experimental investigation on the properties of concrete by replacing fine
9
aggregate with copper slag". Its objective is to develop skills to incorporate slag
into the construction world as a short-term relay of aggregates. This article presents
the experimental work carried out with dosing in slag portions. A grade of concrete
M20 and M35 was used as the matrix mix. The sand went through a process of
substitution in portions of 0%, 10%, 20%, 30%, 40%, 50% by the residual copper
material. The samples in their entirety were conducted to the recognized resistance
tests. The results indicate with respect to the compressive strength in conventional
concrete M20 and M35, 32.06 MPa and 48.80 MPa were obtained, respectively,
and with the replacement of 40% copper slag, 38.84 MPa and 59.94 MPa were
obtained. 3.03 MPa and 3.43 MPa were obtained respectively in the divided tensile
strength for conventional concrete M20 and M35, and with the replacement of 40%
copper slag, 3.52 MPa and 4.23 MPa were obtained. Values such as 5.86 MPa and
6.26 MPa were evidenced in the flexural strength of conventional concrete M20 and
M35, and by replacing 40% of the copper slag, values such as 6.42 MPa and 7.62
MPa were found. The researchers concluded that by opting for a partial change of
the copper slag sand by 40%, it increases the three types of resistance and if the
increase in residual material exceeds the mentioned percentage, the resistance
decreases.
El articulo desarrollado nos demuestra que al suplir el agregado fino en una
cantidad del 40%, las resistencias de los diseños efectuados presentan aumentos
y al suplir con porcentaje mayor al mencionado la resistencia tiende a reducir.
Tamil, Lakshmi and Ramya (2014) presented their research paper, titled
"Experimental Study on Concrete Using Copper Slag as a Fine Aggregate
Replacement Material". Their goal is to find an excellent proportion of slag that
provides an improvement in the quality of the concrete. An experimental study was
carried out, this residue was implemented as part of the concrete dosage by
substituting the sand and compression, divided traction and flexion tests were
carried out. Concrete grade M40 is used and tests are performed for various sand
replacements using copper slag as inclusion in the amounts 0%, 20%, 40%, 60%,
80% and 100% on concrete. The analyzed resistance modules gave higher figures
with the proportion of 40% of the level of fine aggregate replacement at 28 days,
showing results of 42.95 N / mm2, 3.09 N / mm2 and 7.73 N / mm2 compared to
concrete. Conventional that showed values such as 38.80 N / mm2, 2.45 N / mm2
10
and 4.79 N / mm2. It is concluded that the correct percentage of substitution of fine
sand for copper slag is 40% and it is of utmost importance to indicate that the
construction area is the best alternative to be able to substantially occupy this input
and to culminate in the impact that has in nature.
En el estudio, elaboraron un concreto tipo M40 y también lo realizaron sustituyendo

el agregado por escoria de cobre en variados porcentajes los cuales pasaron por
ensayos, demostrando que la incorporación del 40% de dicho residuo demostró las
mayores condiciones en la resistencia y que es muy recomendable para ser
empleado en la construcción.
Sridevi and Mahesh (2017), presented their research article, entitled "The
behavior of concrete by partial replacement of fine aggregate and cement with
copper slag: an experimental study". Their research proposal was to establish
the magnitude of support for M25 grade concrete, partially replacing cement and
sand with copper slag separated in two phases. They contributed by experimenting
to monitor the workability characteristics and strengths of resistant concrete, the
mixes were designed using the IS Code method. They chose to carry out the
incorporation of slag in two phases: the first in the cement including proportions from
0 to 20% and the second in the sand in amounts from 0 to 50%. After carrying out
the corresponding dosages, the hardened mixtures were continued to be tested with
respect to traditional resistances such as tensile, flexural and compression
resistance. Checking with the substitution of the sand reaches a maximum level
when it is replaced by 40%, which results in an increase of 17.51%, 24.28%, 26.83%
and decreases with a replacement of 50% to a value of 9.02%, 8.70 %, 2.09% with
respect to the control sample and partially replacing the cement with copper slag,
had an increase in the different resistances when it was replaced by 15%, showing
an increase of 15.46%, 18.39%, 20.31% and decreased when it was replaced 20%,
reducing values such as 3.86%, 8.09%, 1.93% with respect to the control sample.
En el estudio presentado por Sridevi Y Mahesh trabajaron tanto con el cemento

como con el agregado fino reemplazándolos por la escoria de cobre, al cemento lo
intercambiaron con porcentajes de 0 a 20% y al agregado fino del 0 al 50%,
concluyendo que para el cemento el porcentaje excelente es del 15% de sustitución
11
y para el agregado fino el 40%, los cuales dieron los mejores resultados en
referencia a las resistencias.
A continuación, procederemos a definir las teorías que están relacionadas al tema

de la investigación que se está desarrollando:
El pavimento está constituido por una serie de capas colocadas sobre la sub
rasante del terreno, estas soportan y dividen el peso provocado por el paso de
vehículos, ofreciendo un estado de confort y confianza para los usuarios. 1
Es considerado un recurso para la conformación de una ruta, iniciando de una idea,

continuando con el diseño y finalmente ejecutando el proyecto con el objetivo de
mejorar y sostener un estado excelente para la circulación de los individuos,
vehículos, etc.2
Es un conjunto de cubiertas compuestas de diferentes materiales y espesores, las

cuales se ubican una encima de otra, cada cubierta realiza la función de distribuir
sobre la cubierta inferior, el esfuerzo ocasionado por las cargas que son aplicadas
por todo que se apoye sobre ella. […].3
Pavimento rígido, es una capa configurada por una loza de concreto de tipo
hidráulico, denominada la capa de rodadura, ya que esta se encuentra en la parte
superior y recibe directamente el peso del tránsito y los agentes climatológicos que
se desarrollan en la intemperie.4
Forma parte de uno de los prototipos de pavimentos que se encuentran en la

clasificación de este, adopta el seudónimo de “rígido” porque tiene la cualidad de
ser una loza fabricada del material llamado concreto y se encuentra situado en la
parte superior.5
El pavimento rígido, es un bloque producido de mezcla de cemento con agregados

y dependiendo del lugar aditivos, la cual se encuentra apoyada sobre la sub base,
1
(EMPRESA EDITORA MACRO, 2015 pág. 18)
2
(BECERRA, 2012 pág. 4)
3
(TAPIA, ca.2015 pág. 8)
4
5
(EMPRESA EDITORA MACRO, 2015 pág. 167)
12
está se encuentra fabricada de un material granular como también puede estar
elaborado de asfalto o cal, y se apoya en el terreno natural.6
Figura 1. Estructura de un pavimento rígido
El pavimento, ya sea rígido o flexible tiende a sufrir daños de gran intensidad en la

zona sierra, esto sucede debido al factor climatológico el cual afecta directa e
indirectamente a la capa superior de acuerdo a las condiciones que presenta el
clima, con intensas lluvias, nevadas y olas de calor; como también al ocurrir el
deslizamiento de rocas a causa de las condiciones mencionadas.
Escoria de cobre, es un residuo que se suscita cuando se realiza el procedimiento

pirometalurgico a los conjuntos de minerales que atraviesan por la fundición.
Comúnmente esta escoria es colocada en terrenos permitidos. Existen situaciones
que esta escoria presenta un uso comercial y antes de ser almacenados son
conducidos para poder pasar por el método de flotación, así proporcionando una
opción para rescatar los metales que continúan impregnados a este. Por último, el
desecho sobrante es ubicado en lugares propicios. La escoria de cobre es un
desperdicio calificado como pasivo ambiental ya que al depositarlo y al no darle un
uso esto se mantiene por muchísimo tiempo en el lugar generando varios tipos de
contaminación.7
La escoria de cobre es un remanente de la industria, está incluido en el conjunto de

escoria no ferrosa y esta se origina en el desarrollo de la producción de los ánodos
de cobre.8
6
(MINISTERIO DE ECONOMIA Y FINANZAS, 2015 pág. 15)
7
(NAZER, y otros, 2010)
8
(NAZER, y otros, 2016)
13
Escoria granulada, se le denomina desecho del arrabio, este es un material que se
desprende por medio de la densidad producida en la fundición empleando métodos
fisicoquímicos y también metalúrgicos trabajados en el área de alto horno.9
Es denominada con ese término, ya que termina siendo desechado por presentar
varios componentes mineralógicos, de lo cual resulta ser muy costoso su
separación de cada componente químico. Como podemos apreciar en la imagen
contigua una gran cantidad de este residuo se encuentra depositada en el terreno
natural, debido a que no tiene una variedad de usos como otros elementos que
exporta la empresa Doe Run Peru.
Figura 2. Escoria de cobre almacenado en La Oroya
Tabla 1. Análisis químico de la escoria de cobre

Elementos Escoria de cobre
% Cu 0.60
% Pb 0.99
g/t Ag 36.62
g/t Au 0.02
% Bi 0.21
% Sb 0.70
% Zn 3.53
% Fe 34.03
%S 1.13
% As 0.59
% Insoluble 35.60
% Cd 0.00
%Se 0.00
% Te 0.00
% Ti 0.00
Fuente: Doe Run Peru
9
(OCHOA , y otros, 2018)
14
Dosificación, es identificar las proporciones correctas del material que se va
emplear para la preparación del concreto, con la finalidad de que esta adquiera las
propiedades adecuadas como son resistencia, durabilidad y consistencia.10
La dosificación del concreto con relación a los materiales utilizados debe

disponerse para admitir que: Se obtenga la consistencia y trabajabilidad que
proporcionen ubicar el concreto factiblemente dentro del encofrado y con una
condición optima a emplearse sin que suceda la segregación ni la exudación
excesiva. Se consiga una resistencia singular ante el sometimiento de la exposición
del entorno. Se efectué la condición de pruebas de laboratorio.11
Tabla 2. Dosificación del concreto.
Fuente: CAPECO
Diseño de mezcla de concreto, para el desarrollo del trabajo se experimentará con

porcentajes de escoria de cobre en 20, 30 y 40%, El método de diseño de mezcla
será mediante ACI-COMITÉ 211 (AMERICAN CONCRETE INSTITUTE) que se le
considera un procedimiento tabulador en el cual se aplica el uso de tablas
estandarizadas.
A continuación, se detalla el Procedimiento del Método ACI:

PRIMERO, debemos tener como datos la resistencia de diseño (F’c), el tipo de
cemento a utilizar, el peso específico del cemento, el peso específico del agua.
10
(CEMENTOS INKA, 2019)
11
(MINISTERIO DE VIVIENDA, CONSTRUCCION Y SANEAMIENTO, 2018 pág. 458)
15
con respecto a ensayos se debe contar con los datos de ensayo de asentamiento,
granulometría de agregados, peso unitario suelto, peso unitario compactado,
módulo de fineza, porcentaje de absorción, porcentaje de humedad y el tamaño
máximo nominal del agregado grueso.
SEGUNDO, determinamos la resistencia promedio requerida (f’cr); para calcular la

resistencia promedio se puede obtener mediante la desviación estándar o de la
resistencia de diseño especificada: para la presente investigación se hallará por
medio de la resistencia que especifica el diseño, debido a que no se dispone de un
registro que brinde la factibilidad para el cálculo con respecto a la desviación
estándar.
Tabla 3. Calculo de la resistencia promedio.
Fuente: Ing. Rivva López.
TERCERO, se determina el contenido de aire atrapado teniendo en consideración

el tamaño máximo nominal del agregado grueso.
Tabla 4. Contenido de aire atrapado.
CUARTO, selección del asentamiento según el tipo de construcción, a

continuación, se presenta la tabla del comité 211 del ACI para poder visualizar el
valor conveniente.
16
Tabla 5. Asentamiento según el tipo de obra.
QUINTO, identificamos el volumen unitario de agua, tomando como referencia el

asentamiento y el tamaño máximo nominal del agregado grueso, sin aire incluido y
con aire incluido en el concreto.
Tabla 6. Volumen unitario de agua (Lt/m3).
Fuente: ACI 211
SEXTO, hallamos la Relación Agua/cemento por resistencia requerida del concreto.

De no encontrarse el valor exacto se procede a interpolar para hallar el valor.
17
Tabla 7. Relación agua/cemento.
SEPTIMO, calculamos el contenido del cemento (C) con la siguiente formula:
Luego procedemos a dividir (c) entre el peso de la bolsa del cemento por unidad
(42.5 kg), para saber cuántas bolsas necesitaremos.
OCTAVO, determinamos el contenido de volumen de agregado grueso.
Tabla 8. Volumen del agregado grueso por metro cúbico del concreto
Para determinar dicho contenido de agregado grueso se usa esta fórmula:
18
NOVENO, se realiza la suma de los volúmenes absolutos del agua, aire, cemento
y agregado grueso, los cuales se hallan dividiéndolos entre su peso específico. Al
final la suma de estos volúmenes se resta a la unidad, así hallamos el volumen del
agregado fino. A continuación, se detalla la fórmula para obtener el agregado fino
en peso (kg).
DECIMO, se efectúa la corrección por humedad de los agregados, con la siguiente

formula:
ONCEAVO, se calcula el aporte de agua a la mezcla.
DOCEAVO, hallamos el agua efectiva que resultara de la resta de la cantidad de

agua hallada anteriormente menos la suma del aporte de agua a la mezcla.
Por último, se obtiene las proporciones en peso de los materiales de acuerdo al

diseño.
El concreto es el resultado de una combinación en cantidades apropiadas, de

agregado grueso, cemento, agregado fino, agua y si la situación la demanda se usa
aditivos, los cuales atraviesan por un estado de fraguado y posteriormente por el
endurecimiento, con el transcurrir de los días se convierte en un sólido pétreo.12
12
(CURBELO, 2015 pág. 19)
19
Denominado en otros países como hormigón, es un elemento que está compuesto
por dos tipos: la primera que demuestra ser un insumo pastoso y moldeable, la
segunda conformada por pedazos de rocas juntados en una pasta. Al final se
componen con la adición de agua y a ello sumado el aglomerante más importante
que es el cemento.13
Es una fusión en porcentajes establecidos de agua, cemento y no menos

importante como son los agregados, también en ocasiones por el tema
climatológico se incorporan los aditivos, conforman la mezcla plástica y trabajable,
que con el transcurrir de los días se transforma en un sólido como una roca, es por
ello que le dan el apelativo de roca artificial.14
Una alternativa para obtener un concreto de gran resistencia, es también el

reemplazar cualquiera de sus elementos con algún material de similares
características físicas o químicas, existiendo diversas investigaciones referidos al
tema, como por ejemplo las descritas en los antecedentes.
Resistencia mecánica del concreto, en las distintas construcciones el concreto está

expuesto a múltiples esfuerzos (compresión, flexión, tracción y otros), no resulta
fácil elaborar todos los ensayos de control que analicen todos estos esfuerzos, por
ello se ha hecho rutinario llevar a cabo la prueba de compresión, sobre las probetas
estándar y deducir sobre el resultado obtenido, los datos de las demás
características como son la resistencia a flexión y a tracción.15
Resistencia a la compresión (F`c), es el límite que llega a resistir un elemento antes

de fracturarse, el concreto es un material diseñado y designado a soportar los
esfuerzos a lo que es sometido como es el de compresión, y con ello se evalúa si
es de la calidad requerida.16
La resistencia a la compresión es el soporte extremo alcanzado a la edad de 28

días en el prototipo del concreto. En muchas ocasiones se realiza las evaluaciones
de resistencia a menores días transcurridos como un medio de control, un claro
13
(PORRERO, y otros, 2014 pág. 31)
14
15
(PORRERO, y otros, 2014 pág. 243)
16
(ORE, 2014 pág. 12)
20
ejemplo es el de realizar una rotura de probeta a los 7 días de edad, evidenciando
alcanzar el 75% de la resistencia que logrará a los 28 días.17
El instituto nacional de la calidad nos brinda las normas técnicas peruanas en las
cuales se encuentra la NTP 339.034 en la que nos da a conocer las normas
establecidas para poder ejecutar de una manera propicia los ensayos de
compresión. Cabe resaltar que esta nomenclatura de resistencia es la propiedad
principal y más resaltante que se evalúa en el concreto, es un esfuerzo medido en
Kg/cm2. Para medir este esfuerzo se realiza ensayos mecánicos en probetas
cilíndricas cuyo dimensionamiento de los cilindros es de 7.5cm de radio y deberá
tener una altura de 30cm, su diseño deberá incluir que las maquinas sean operadas
por energía y no manual, aplicando carga continua sin detenimiento. Este ensayo
está sujeto de acuerdo y establecido en la norma ASTM C39, en la cual para
calcular la fuerza de fractura a compresión deberá de realizarse la operación
matemática de dividir el valor de la carga máxima ejercida de los ensayos entre la
respectiva área que se calcula de la zona transversal todo esto bajo la
recomendación de la norma NTP 339.034.
Figura 3. Identificación de probeta.
Figura 4. Tipo de rotura de probeta.
17
21
La resistencia a flexión es la manera más tradicional de poder hallar la flexión del
concreto, en la cual se construye una viga modelo, la cual es colocada en una
máquina y se ejerce una fuerza determinada en los dos tercios de la longitud que
tiene, en determinados laboratorios se aplica el procedimiento de la viga tipo
voladizo o también la simplemente apoyada en donde se ejerce la presión en la
mitad.18
P= Carga máxima aplicada (𝑃𝑋𝐿)

L= Distancia libre entre apoyos 𝑀𝑟 =
b= Ancho del espécimen
𝑏𝑥𝑑2
d= Alto del espécimen
Resistencia a flexión o módulo de ruptura (Mr), es un factor muy considerado para

la evaluación y disposición del diseño de un pavimento de material de concreto. [..]
para poder realizar este tipo de ensayo en el pavimento es muy complejo en
comparación con la prueba de compresión que se efectúa de forma simple y es
sencillo de controlar en la construcción. Una sugerencia positiva es utilizar la
correlación con el dato de esfuerzo de compresión, con la finalidad de simplificar y
brindar veracidad en el trabajo.
𝑀𝑟 = 𝑎 𝑥 √𝐹′𝑐
El valor de “a” se ubica en el parámetro de 1.99 – 2.65 y el esfuerzo a compresión
F’c se presenta en la unidad de Kg/cm2.
En los pavimentos el concreto tradicional que se emplea, presenta una masa que
se encuentra entre el rango de 2200 y 2400 Kg/m3, este volumen de masa tiende
a variar por los elementos que lo constituyen.19
Tabla 9. Relación del concreto endurecido
Fuente: Ing. Mario Becerra
18
(RIVERA, ca.2013 pág. 135)
19
22
En la norma técnica peruana (Norma NTP 339.079), la forma de elaborar la prueba
radica en la realización de una viga para luego en los dos tercios de este elemento
ejercer una carga hasta que ocurra la falla, para ello las vigas deben cumplir con
las consideraciones y recomendaciones establecidas en la NTP 339.033, NTP
339.059 o NTP 339,183, tener en cuenta que sus superficies deben ser lisas libres
de cangrejeras.
Figura 5. Ensayo de resistencia a flexión
Resistencia a tracción, en este tipo de resistencia el concreto exhibe una cifra

pequeña, es por ello que los ingenieros no lo consideran en las construcciones
simples. Donde resalta su trascendencia la tracción es cuando surgen
agrietamientos en el concreto debido a la contracción que ocurre en el momento
del secado o cuando decrece el grado de temperatura. Las dosificaciones
fabricadas con agregado liviano, tienden a encogerse en mayor magnitud que el
agregado normal, por ese motivo la resistencia a tracción es valorada en el
diseño.20
Este tipo de resistencia en los concretos se estudian por medio del ensayo a flexión
como también por el ensayo de compresión diametral. Cuando se efectúa la
comparación de los valores de los dos ensayos, confirman que existe una relación
con la resistencia a compresión.21
La resistencia a tracción indirecta como su mismo nombre lo indica es desarrollado

indirectamente haciendo el uso de probetas de forma cilíndrica, igual a lo que se
utiliza en la compresión, solo lo diferencia que es colocada de forma horizontal.
20
(RIVERA, ca.2013 pág. 131)
21
(PORTUGAL, 2007)
23
Este módulo de resistencia suele considerarse entre los rangos de 10% de la cifra
de diseño a compresión.22
Se indica que la resistencia viene a ser calculada a partir de la siguiente fórmula:
2P
𝑅𝑡 =
π LD
Esta resistencia de tracción es calculada por medio de pruebas que se efectúan

indirectamente debido a la complejidad que es realizarla de forma directa y sacar
las muestras, para la realización de los ensayos nos guiamos de la norma NTP
339.084 su objetivo es la de precisar indirectamente los esfuerzos que se originan
a tracción del concreto endurecido por medio de la prueba de compresión diametral
que se le suministra a las probetas normalizadas, su elaboración será conforme
con la NTP 339.033.
Figura 6. Ensayo de resistencia a tracción
22
(CRESPO, 2009 pág. 182)
24
III. METODOLOGÍA
3.1 Tipo y diseño de investigación
La investigación experimental es un conjunto de conocimientos que se somete a

las leyes físicas y numéricas que conlleva a detallar minuciosamente los resultados
que se obtienen. El realizar un trabajo experimental es con el fin de observar e
inspeccionar cualquier cambio que resalte en la variable dependiente producido por
la variable independiente. Por lo tanto, se justifica de esa manera la causa -
efecto”.23
Diseño cuasi experimental […] son diseños que implican tener un grado de
validez interno menor, debido que presentan un desvió en las variables no
reconocidas, evitando el uso de la elección de la muestra de una manera
aleatoria.24
Diseño de investigación es experimental, Teniendo en consideración lo

mencionado y está dentro del grupo cuasi experimental en vista que los
procedimientos que se realizara ya han sido ejecutados y no se realizaran al azar.
Se efectuará la evaluación en la que se afirmará o negará la hipótesis planteada.
La investigación que se denomina aplicada, por lo que se trabaja bajo un

sistema comunicativo y practico que recopilan información de los estudios básicos
y brindan respuestas oportunas. El estudio tecnológico es también desarrollado de
forma aplicada, por consiguiente, lo denominan que es una ciencia aplicada.25
El tipo de investigación es aplicada porque se pretende analizar cómo influye en las

propiedades de resistencia, las diferentes cifras porcentuales de incorporación de
escoria de cobre en la dosificación de la mezcla de diseño.
23
(BAWMAN, y otros, 2011 pág. 20)
24
(SÁNCHEZ, y otros, 2018 pág. 51)
25
25
Por lo tanto, es aplicada por que se realizara el respectivo diseño de mezcla, del
cual se obtendrán las muestras para luego pasar por el ensayo de laboratorio y se
obtendrá los resultados respecto a las resistencias.
Los tipos de investigación explicativos no solo realizan la descripción de

definiciones o sucesos ocurridos, sino que también se encargan de esclarecer los
motivos de los acontecimientos. Como la palabra lo indica, su importancia es
detallar el porqué de un suceso y en que circunstancia se expresa o existe un
vínculo entre las variables.26
El nivel de investigación se determina que es explicativo por lo que se considera la
aplicación de las variables para definir como altera la inclusión el residuo en la
propiedad de resistencia y que cantidad adherida resulta ser el porcentaje propicio
de adición en la dosificación de la mezcla.
De acuerdo a lo mencionado, la investigación es explicativo ya que se estudiará

mediante experimentación, los cambios que ocasiona la escoria de cobre,
constituyendo parte de la dosificación del concreto en los tipos de resistencia que
se evaluaran.
Un tipo de investigación cuantitativa es el que contempla cifras y requiere métodos
estadísticos para recopilar información la cual es trabajada minuciosamente,
también aplica la técnica deductiva.27
El enfoque de la investigación es cuantitativo por que se predice un resultado en

la hipótesis, el cual será comprobado en las instalaciones del laboratorio y se
obtendrá resultados numéricos en cuanto a la modificación que presenta el
concreto al relacionar nuestras variables.
Por ello, se indica que la presente investigación se desarrolla con un enfoque

cuantitativo por sostener correlación entre las variables donde se analizarán y
recogerán los datos de los ensayos efectuados.
26
(HERNÁNDEZ, y otros, 2014 pág. 95)
27
26
3.2 Variables y operacionalización
Se comprende como variable a la serie de características o rasgos que tiene el

elemento que va ser estudiado en la investigación, el cual presenta diversos
valores.28
Variable dependiente, es la variable en donde sus resultados van a depender de

cómo es aplicado la variable denominado independiente.
Variable independiente, se caracteriza por la manipulación y la detallada
observación que le da el investigador, con el propósito de averiguar los cambios
que atribuye a la otra variable.29
Detallo las variables del proyecto presente:

Variable Independiente: Escoria de cobre
Variable Dependiente: Resistencia mecánica del concreto.
Operacionalizacion de variables se le denomina al procedimiento metodológico
que se fundamenta en la descomposición de manera deductiva a las variables
que son parte del problema de la investigación, se tiende a dividir las variables en
dimensiones, indicadores, etc. Con ello se construye la matriz de metodología con
los instrumentos que se llevara a cabo en la investigación.30
3.3 Población, muestra y muestreo
Cuando queremos precisar el elemento de estudio, es indispensable dar inicio al

reconocimiento de la población que formara parte del estudio, establecido por un
total de componentes (personas, objetos, fenómenos, animales, etc.) que suele
encontrarse dentro de la investigación.31
La investigación desarrollada contempla una población 60 probetas de material

concreto para un diseño de F’c= 210 kg/cm2 donde está incluido la mezcla base y
los que tienen la incorporación de residuo de cobre.
28
(NIÑO, 2011 pág. 59)
29
30
(DOMÍNGUEZ, 2015 pág. 55)
31
(NIÑO, 2011 pág. 55)
27
La muestra es un subconjunto que se encuentra dentro de la población. Son
elementos que se localizan y están divididos por sus características y forman un
total, el que es denominado población.32
En el trabajo presente, la muestra estará constituida por 48 probetas de forma

cilíndricas y 12 vigas de forma prismáticas, de los cuales 36 testigos pasarán por el
ensayo de compresión en las edades establecidas de 7, 14 y 28 días transcurridos,
en 12 vigas se efectuarán los ensayos de flexión y 12 probetas serán inducidas por
el ensayo de tracción indirecta en el tiempo de 28 días.
El muestreo no probabilístico se fundamenta por el juicio del investigador, por lo

que la cantidad de muestras no se proceden a elegir al azar, sino que son elegidos
intencionalmente con un propósito de por medio sin consideración de normas.33
En la investigación se ejecutará el tipo de muestreo no probabilístico, por el motivo

que el acopio de datos se efectuará mediante pruebas de esfuerzos de resistencia
en un concreto endurecido, con el propósito de captar los mejores resultados para
ser aplicados en los pavimentos rígidos de la ciudad.
3.4 Técnicas e instrumentos de recolección de datos
La técnica de recolectar datos, son modos empleados para reunir toda clase de
evidencia para la investigación. Se puede recoger esta información de forma
directa, haciendo entrevistas y mediante la observación, y de forma indirecta con el
uso de cuestionario de preguntas, haciendo inventarios y los conocidos tests.34
El método empleado para recolectar los datos en la presente investigación será la

mencionada observación directa y los ensayos que se realizaran a las probetas de
forma cilíndrica y prismáticas las cuales serán la mezcla normal y con la
incorporación de escoria; y como instrumento se desarrollara los análisis de las
fichas de datos que se mostraran de las pruebas aplicadas mediante el régimen de
la norma técnica peruana.
32
33
34
28
El instrumento es un recurso medible que es usado para reunir de forma ordenada
la información necesaria con respecto a las variables.35
Los instrumentos que formaran parte importante de la investigación son: las fichas
para reunir datos, la balanza eléctrica para pesar las probetas y las maquinas que
cuenten con certificación para realizar los ensayos.
La Validez que es como un nivel para poder medir una técnica con la mayor
veracidad posible. Con ello nos referimos que el producto final que se obtiene al
trabajar con los instrumentos, debe demostrar la evaluación de lo que se propuso
evaluar.36
Los métodos con el que se trabajara en la investigación para el diseño y los ensayos
serán de acuerdo las normas técnicas peruanas y el método ACI 211, por lo
mencionado no se ha de requerir con la validación de juicio por parte de los
expertos, ni la valoración de confiabilidad por lo que estos procedimientos son
considerados prototipos en el Perú y en el extranjero.
La Confiabilidad [..] se refiere a la eficacia que muestra el instrumento para

evidenciar datos coherentes cuando se emplea por segunda oportunidad este
resultado debe ser similar al primero.37
En el presente trabajo se aplicará el método ACI comité 211, el cual es identificado

como un proceso estándar en nuestro país como internacionalmente, además las
pruebas que se efectuaran bajo la supervisión de los especialistas y ellos en su
mayoría son profesionales de la carrera de ingeniería civil, también se solicitara los
certificados de la calibración de los equipos que se utilizaran.
3.5 Procedimientos
El residuo de cobre se obtiene del proceso de fundición y la separación del cobre

de otros elementos, el cual es depositado en la zona natural llamada Huanchan, lo
cual será recogido por mi persona por un peso aproximado de 90 Kg. Este residuo
sera trasladado al laboratorio, el cemento y agregado será adquirido del lugar
35
36
37
29
donde se realizarán los ensayos. Como primer paso se optará por realizar el ensayo
de granulometría tanto para los agregados como para la escoria, seguido se
ejecutará el diseño de mezcla que se propuso que es un concreto F’c=210 Kg/cm2
y la otra mezcla será añadiendo la escoria de cobre en porcentajes de 20, 30 y 40%
en sustitución de la arena, se continuará con sacar las muestras respectivas en las
probetas cilíndricas y prismáticas, luego de ello se procederá al curado de las
probetas. Finalmente se evaluará al concreto endurecido sometiendo a los ensayos
de compresión, flexión y tracción indirecta.
3.6 Método de análisis de datos
El análisis bien ejecutado apoyado en la interpretación, nos concede el camino de

regreso al problema planteado, con ello dar la determinación de la respuesta
conseguida con respecto al objetivo y así verificar la hipótesis, dándose un
veredicto final para su validación o su invalidación.38
Para poder efectuar el respectivo análisis de los resultados evidenciados en cuanto

a la capacidad portante del concreto se procederá a formular cuadros y tablas en
el programa Excel como también cuadros de estadística, para con ello comparar y
describir los cambios que se presentan en el concreto; por consiguiente, dar una
respuesta sobre la hipótesis planteada.
3.7 Aspectos éticos
Para la elaboración del proyecto, como estudiante y encontrándome en la última

etapa de mi formación profesional en la carrera de Ingeniería Civil, he tomado en
cuenta y he respetado los aportes que nos dan las normas, métodos, manuales,
libros, tesis y técnicas, cumpliendo cabalmente con los aspectos éticos como son:
respeto por la propiedad intelectual, honestidad, honradez, responsabilidad social
y ambiental.
38
(NIÑO, 2011 pág. 103)
30
IV. RESULTADOS
4.1 Descripción de la zona de estudio
Nombre de la tesis
“Influencia de la escoria de cobre en la resistencia mecánica del concreto F’c=210
Kg/cm2 para pavimento rígido, La Oroya – Junín 2020”.
Acceso a la zona de trabajo

El lugar donde se desarrolló el proyecto se encuentra aproximadamente a 176km
al este de la capital, está constituida en un punto de encuentro entre las zonas de
costa sierra y selva. La carretera central está conformada de pavimento flexible y
en un pequeño tramo de pavimento rígido, pero este en su mayoría es aplicado en
las calles, avenidas, jirones, prolongaciones del lugar y gran parte de estos se
encuentran sin pavimentar.
Ubicación Política
El sector en el cual se estableció el estudio se ubica en el Departamento de Junín,
Provincia de Yauli, Distrito de La Oroya en el cual limita con los distritos
mostrados a continuación:
Figura7. Mapa Político del Departamento de Junín
Figura 8. Mapa Político del Perú
31
Figura 9. Empresa Doe Run Peru
Figura 10. Ubicación del distrito de La Oroya
Limita por el:

Norte: Con el distrito de Paccha.
Sur: Con el distrito de Huay Huay y Marcapomacocha.
Este: Con la provincia de Tarma.
Oeste: Con el distrito de Santa Rosa de Sacco y Morococha.
El presente lugar de estudio fue elegido con el principal fin de cooperar en la mejora
de las propiedades mecánicas del concreto para ser aplicados en la construcción
de pavimentos rígidos en las diferentes calles de La Oroya, con ello también
contribuir en la vida útil de estas estructuras, ya que la gran mayoría se encuentran
visiblemente deterioradas debido al factor climático y al enorme tránsito de
vehículos pesados, a la ves reducir el impacto ambiental al hacer uso de la escoria
de cobre como parte de la dosificación del concreto.
Ubicación Geográfica
Está ubicado a 3750 msnm en la pendiente de los cerros de la Cordillera de los
Andes, al margen del Río Mantaro, se encuentra en las coordenadas
11°32′0″ S, 75°54′0″ W y cuenta con una población aproximada de 21125 personas
en la actualidad.
32
Figura 11. Distrito de La Oroya
Vias de Acceso
La Oroya constituye el punto de encuentro de 3 vías de comunicación del centro
del país: una hacia la costa donde se dirige a Lima; otra hacia el sur dirigiéndose
a Huancayo, Huancavelica, Ayacucho; y la tercera ruta hacia el norte por donde
llegas a Junín, Pasco, Tarma, y hacia la selva del Valle de Chanchamayo, Tingo
María hasta Pucallpa.
Clima
El distrito de La Oroya presenta un clima frígido y seco, la temperatura media anual
es de 23 º, también tiende a descender a grados bajo cero en los meses de mayo
a setiembre donde caen intensas heladas y la precipitación media anual es de
16mm, en los meses de diciembre a marzo es donde se aprecia mayor precipitación
pluvial
Localidad para la compra de materiales

Con respecto a la procedencia de los materiales, los agregados y el cemento serán
obtenidos cerca del lugar del laboratorio donde se efectuarán todos los ensayos,
33
para así reducir el costo de traslado, excepto la escoria de cobre que será recogida
de la Ciudad de La Oroya en la zona de huanchan y trasladada al laboratorio.
Procedimiento
Se procedió a dirigirse a la zona donde se encuentra depositada la escoria de cobre
en grandes cantidades, se recogió la muestra para luego ser trasladado al
laboratorio, el cemento y los agregados fueron comprados en la ciudad donde se
encuentra el laboratorio. Como siguiente paso se prosiguió a realizarse los ensayos
físicos del agregado fino y grueso. Una vez obtenido los datos de los agregados se
continuo con el diseño de mezcla patrón y las diferentes dosificaciones con la
incorporación de la escoria de cobre en tres porcentajes diferentes. Por último se
realizó los ensayos de resistencia a la compresión, flexión y tracción alas probetas
elaboradas y curadas en el laboratorio.
Figura 12. En el lugar de Huanchan, donde Figura 13. Recogiendo la escoria de

se encuentra almacenada la escoria de cobre.
cobre.
Diseño de mezcla
Diseño de resistencia: F’c= 210 Kg/cm2
Especificación de materiales:
Peso Específico del cemento : 3.12 gr/cm3
Peso Específico del agua : 1000 Kg/m3
Módulo slump: 4”
34
Tabla 10. Ensayos físicos de los agregados.
AGREGADO AGREGADO
DESCRIPCION
FINIO GRUESO
Perfil 1475
Peso unitario suelto (Kg/m3) 1475 1489
Peso unitario compactado (Kg/m3) 1789 1623
Peso específico (Kg/m3) 2.64 2.67
Módulo de fineza 9.01 6.62
Tamaño máximo nominal 3/4’’
Porcentaje de Absorción 1.5 1.2
Porcentaje de humedad 1.0 0.1
Fuente: Elaboración propia.
Proporción de materiales por m3.

Tabla 11. Proporción de los materiales según diseño.
Diseño de Cemento Agua Agregado Agregado Escoria
Mezcla fino Grueso
Mezcla patrón
(210kg/cm2)
370 kg/m3. 239 Lt/m3 813 kg/m3 885 kg/m3 0 kg/m3
Mezcla con adición
del 20% de escoria 370 kg/m3. 239 Lt/m3 651 kg/m3 885 kg/m3 209 kg/m3
de cobre
Mezcla con adición
de cobre
Mezcla con adición
de cobre
Ensayo del concreto sometido a compresión

Los ensayos sometidos a compresión se efectuaron bajo la NTP 339.034 y el ASTM
C-39, en donde el procedimiento consiste en emplear una carga axial a la probeta
desde la parte superior, hasta que la probeta presente señales de rotura, luego para
hallar la resistencia a compresión se procede a dividir la máxima fuerza aplicada
entre al área de la probeta. Para determinar la cantidad y dimensiones de las
probetas, se tomó en consideración lo indicado por el Instituto Americano del
Concreto (ACI), donde menciona que para una resistencia promedio debe ser de 2
probetas si la dimensión es de 6 por 12 pulgadas y si se realiza con probetas de 4
por 8 pulgas se efectué la rotura de 3 probetas las cuales serán designadas a la
misma edad para determinar el f’c promedio. Es por ello que se ensayó con 3
35
probetas de dimensiones de 4 por 8 pulgadas para el concreto patrón y para las
dosificaciones con incorporación de 20%, 30% y 40% de escoria de cobre , a las
edades de 7,14 y 28 días.
Figura 14. Ensayo a la compresión del Figura 15. Ensayo a la compresión del
concreto patrón. concreto con 20% de escoria de cobre.
Ensayo a compresión de la mezcla patrón

Tabla 12. Resultado de ensayo de resistencia a la compresión de testigos a las edades
de 7,14 y 28.
RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN
TESTIGO FECHA EDAD F’C
Nº Descripción Muestra Rotura Días Kg/cm2
01 Patrón 06/10/2020 13/10/2020 7 169.60
02 Patrón 06/10/2020 13/10/2020 7 172.80
03 Patrón 06/10/2020 13/10/2020 7 167.50
04 Patrón 06/10/2020 20/10/2020 14 180.03
05 Patrón 06/10/2020 20/10/2020 14 182.80
06 Patrón 06/10/2020 20/10/2020 14 179.30
07 Patrón 06/10/2020 03/11/2020 28 210.90
08 Patrón 06/10/2020 03/11/2020 28 213.30
09 Patrón 06/10/2020 03/11/2020 28 214.60
Tabla 13. Promedio resistencia a la compresión de testigos a las edades de 7,14 y 28.
RESISTENCIA PROMEDIO
EDAD / DIAS 7 14 28
F’C= kg/cm2 169.97 170.87 212.93
36
Resistencia a la compresión
240
(mezcla patrón)
200
212.93
169.97 170.87
F'c=kg/cm2
160
120
80
40
0
7dias 14 dias 28 dias
Edad / Dias
Grafico 1. Línea de evolución de la resistencia a la compresión del concreto patrón.
En el grafico 1 se puede observar que a la edad de 7 días el concreto patrón

presenta una resistencia de 169.97 kg/cm2, a la edad de 14 días aumenta un 0.5%
resistiendo hasta los 170.87 kg/cm2 y a la edad de 28 días llega hasta los 212.93
kg/cm2 superando al diseño planteado.
Ensayo a compresión de la mezcla con adición de escoria de cobre al 20% en

reemplazo del agregado fino.
Tabla 14. Resultado de ensayo de resistencia a la compresión de testigos con 20% de

escoria de cobre a las edades de 7,14 y 28.
Con adición de escoria
01 de cobre (20%)
06/10/2020 13/10/2020 7 160.70
02 de cobre (20%)
06/10/2020 13/10/2020 7 192.60
03 de cobre (20%)
06/10/2020 13/10/2020 7 176.90
04 de cobre (20%)
06/10/2020 20/10/2020 14 187.30
05 de cobre (20%)
06/10/2020 20/10/2020 14 195.70
06 de cobre (20%)
06/10/2020 20/10/2020 14 205.00
07 de cobre (20%)
06/10/2020 03/11/2020 28 241.20
08 de cobre (20%)
06/10/2020 03/11/2020 28 232.30
09 de cobre (20%)
06/10/2020 03/11/2020 28 236.40
37
cobre a las edades de 7,14 y 28.
EDAD / DIAS 7 14 28
F’C= kg/cm2 176.73 196.00 236.63
(escoria de cobre 20%)
250
236.63
200 196.00
F'c=kg/cm2
176.73
150
100
50
0
Edad / Dias

incorporación de escoria de cobre en un 20%.
Del grafico 2, se sostiene que la dosificación con 20% de escoria en reemplazo del
agregado fino manifiesta a la edad de 7 días presenta una resistencia de 176.73
kg/cm2, a los 14 días se incrementa a 196 kg/cm2 y a los 28 días de curado alcanza
236.63 kg/cm2 obteniendo un 33.89 % de diferencia con respecto al concreto
curado a la edad de 7 dias.


01 de cobre (30%)
06/10/2020 13/10/2020 7 195.00
02 de cobre (30%)
06/10/2020 13/10/2020 7 185.00
03 de cobre (30%)
06/10/2020 13/10/2020 7 191.10
38
04 de cobre (30%)
06/10/2020 20/10/2020 14 247.10
05 de cobre (30%)
06/10/2020 20/10/2020 14 220.40
06 de cobre (30%)
06/10/2020 20/10/2020 14 216.50
07 de cobre (30%)
06/10/2020 03/11/2020 28 250.20
08 06/10/2020 03/11/2020 28 251.20
de cobre (30%)
09 de cobre (30%)
06/10/2020 03/11/2020 28 254.80

EDAD / DIAS 7 14 28
F’C= kg/cm2 190.37 228.00 252.07

300
250 252.07
228
F'c=kg/cm2
200 190.37
150
100
50
0
Edad / Dias

En cuanto al grafico 3, podemos constatar que la resistencia de la rotura de

probetas a los 7 días es 190.37 kg/cm2, el promedio de resistencia de las probetas
fracturadas a los 14 días es de 228 kg/cm2 y a la edad de 28 días alcanza su mayor
resistencia con 252.07 kg/cm2.
39
01 de cobre (40%)
06/10/2020 13/10/2020 7 175.10
02 de cobre (40%)
06/10/2020 13/10/2020 7 180.00
03 06/10/2020 13/10/2020 7 178.00
de cobre (40%)
04 de cobre (40%)
06/10/2020 20/10/2020 14 185.60
05 de cobre (40%)
06/10/2020 20/10/2020 14 176.00
06 de cobre (40%)
06/10/2020 20/10/2020 14 188.20
07 de cobre (40%)
06/10/2020 03/11/2020 28 217.10
08 06/10/2020 03/11/2020 28 221.20
de cobre (40%)
09 06/10/2020 03/11/2020 28 223.40
de cobre (40%)

EDAD / DIAS 7 14 28
F’C= kg/cm2 177.70 183.27 220.57
250
220.57
200
177.7 183.27
F'c=kg/cm2
150
100
50
0
Edad / Dias

40
Los resultados de la evolución de resistencia a la compresión visualizadas en el
grafico 4, señalan que al transcurrir 7 días el concreto con 40% de escoria de cobre
ofrece 177.7 kg/cm2 de resistencia, a la edad de 7 días se contempla 183.27
kg/cm2 y con 28 días de edad incrementa su resistencia hasta los 2020.57 kg/cm2.
Comparación de la resistencia a la compresión

Agregar fotos
Tabla 20. Comparación de f’c de compresión entre el diseño patrón y los diseños con
diferentes porcentajes de adición de escoria de cobre.
RESISTENCIA A LA COMPRESÓN
EDAD / DIAS 7 14 28 PORCENTAJE
Concreto patrón (F’C= kg/cm2) 169.97 170.87 212.93 100%
Concreto con adición de escoria
de cobre 20% (F’C= kg/cm2)
176.73 196.00 236.63 111.13%
190.37 228.00 252.07 118.38%
177.70 183.27 220.57 103.59%
300
F'c= kg/cm2
200
100
0
Concreto patrón 20% de escoria 30% de escoria 40% de escoria
de cobre de cobre de cobre
7 dias 14 dias 28 dias
Grafico 5. Resultados de resistencia de compresión del diseño de mezcla patrón y los

diseños con adición de escoria de cobre.
Analizando el grafico 1 en donde apreciamos los resultados de las probetas

sometidas a compresión, que a la edad de 28 días el concreto patrón obtiene 212.93
kg/cm2 logrando ubicarse en un rango permisible de la resistencia de diseño
(210kg/cm2), la resistencia obtenida con la adición de escoria de cobre en 20% es
de 236.63 kg/cm2 superando ligeramente a la mezcla patrón en un 11.13%, el
diseño con 30% de adición de escoria obtuvo una resistencia de 252.07 kg/cm2,
resultando ser este el óptimo con un incremento de 18.38% en referencia de la
mezcla convencional y en cuanto al diseño con 40% de escoria de cobre se obtuvo
41
un valor de resistencia de 220.57 kg/cm2 con un porcentaje de aumento de 3.59%
a diferencia del diseño convencional , demostrando con ello que al dosificar con
mayor porcentaje de escoria en reemplazo del agregado fino la resistencia va
disminuyendo progresivamente. Cabe mencionar que la escoria influye de manera
positiva a la resistencia de compresión en los 3 porcentajes agregados en la
presente investigación.
Ensayo del concreto sometido a flexión:

Los ensayos sometidos a flexión se desarrollaron en base a la NTP 339.079 y al
ASTM C-78, para lo cual es indispensable elaborar vigas de concreto que
posteriormente se le aplicara una carga a los dos tercios de la luz hasta que se
produzca la fractura, se recomienda que las superficies de las vigas deben ser lisas,
libres de fracturas. Para hallar el módulo de rotura se procede a la operación
matemática de multiplicar la carga máxima aplicada por la luz libre que existe entre
los apoyos a todo esto dividirle la multiplicación del ancho de la viga por el alto de
la viga al cuadrado.
Figura 16. Ensayo a la flexión de la viga Figura 17. Rotura de la viga sometida al
con adición del 30% de escoria de cobre. ensayo a flexión.
42
Ensayo a la flexión de la mezcla patrón
Tabla 21. Resultado de ensayo de resistencia a la flexión a la edad de 28 días.
ENSAYO A LA FLEXIÓN
MODULO
TESTIGO FECHA EDAD CARGA DE
ROTURA
LUZ
ALTURA ANCHO
LIBRE
DE DE
Nº DESCRIPCIÓN ENTRE MUESTRA ROTURA DIAS Kg Kg/cm2
VIGA VIGA
APOYOS
(cm) (cm)
(cm)
1 Patrón 45 15 15 06/10/2020 03/11/2020 28 2640.1 35
2 Patrón 45 15 15 06/10/2020 03/11/2020 28 2585.6 34
3 Patrón 45 15 15 06/10/2020 03/11/2020 28 2645.8 35
Módulo de rotura Promedio 34.67
Ensayo a la flexión de la mezcla con adición de 20% de escoria en reemplazo del

agregado fino.
Tabla 22. Resultado de ensayo de resistencia a la flexión con 20% de escoria de cobre a
la edad de 28 días.
MODULO
ROTURA
LUZ
ALTURA ANCHO
LIBRE
DE DE
VIGA VIGA
APOYOS
(cm) (cm)
(cm)
1 Con adición
de escoria 45 15 15 06/10/2020 03/11/2020 28 2811.8 37
de cobre
(20%)
2 Con adición
de escoria
45 15 15 06/10/2020 03/11/2020 28 2761.5 37
de cobre
(20%)
3 Con adición
de escoria 45 15 15 06/10/2020 03/11/2020 28 2818.4 38
de cobre
(20%)

agregado fino.
43
MODULO
ROTURA
LUZ
ALTURA ANCHO
LIBRE
DE DE
VIGA VIGA
APOYOS
(cm) (cm)
(cm)
1 Con adición
de escoria 45 15 15 06/10/2020 03/11/2020 28 2876.3 38
de cobre
(30%)
2 Con adición
de escoria 45 15 15 06/10/2020 03/11/2020 28 2986.8 40
de cobre
(30%)
3 Con adición
de escoria 45 15 15 06/10/2020 03/11/2020 28 2912.5 39
de cobre
(30%)

agregado fino.
MODULO
ROTURA
LUZ
ALTURA ANCHO
LIBRE
DE DE
VIGA VIGA
APOYOS
(cm) (cm)
(cm)
1 Con adición
de escoria 45 15 15 06/10/2020 03/11/2020 28 2595.9 35
de cobre
(40%)
2 Con adición
de escoria 45 15 15 06/10/2020 03/11/2020 28 2494.8 33
de cobre
(40%)
3 Con adición
de escoria
45 15 15 06/10/2020 03/11/2020 28 2454.7 33
de cobre
(40%)
44
Comparación de la resistencia a la flexión
Tabla 25. Comparación del módulo de rotura (Mr) entre el diseño patrón y los diseños con
RESISTENCIA A LA FLEXIÓN
EDAD / DIAS 28 PORCENTAJE
Concreto patrón (Mr= kg/cm2) 34.67 100%
Concreto con adición de escoria de cobre 20% (Mr=
kg/cm2)
37.33 107.67%
kg/cm2)
39.00 112.49%
kg/cm2)
33.67 97.11%
Resistencia a la flexión
39.00
MODULO DE ROTURA (F'C=KG/CM2)
39
37.33
38
37
36 34.67
35 Concreto patrón
33.67
34 20% de escoria de cobre
33
Concreto 20% de 30% de 40% de
patrón escoria de escoria de escoria de
cobre cobre cobre
28 Dias
Grafico 6. Resultados de resistencia de flexión del diseño de mezcla patrón y los diseños
con adición de escoria de cobre.
Realizando el análisis de los resultados de resistencia a la flexión mostrados en el

grafico 2, se verifica que el concreto patrón a la edad de los 28 días adquiere un
módulo de rotura de 34.67 kg/cm2, el cual es levemente menor al planteado en la
matriz de consistencia, a diferencia de dos diseños con incorporación de escoria de
cobre mostrando los siguientes valores como es el caso con el 20% de adición que
soporto una resistencia de 37.33 kg/cm2 el cual supero en 7.67% al diseño patrón,
el diseño con el 30% de incorporación de escoria mostro una resistencia de 39
kg/cm2, demostrando una diferencia en 12.49% a la resistencia del diseño
convencional, por último el la dosificación con el 40% de escoria presento una
disminución en cuanto al módulo de rotura que se obtuvo 33.67 kg/cm2 con un
porcentaje de -2.89% debajo de la resistencia evidenciada del diseño patrón.
45
Ensayo del concretos sometido a tracción:
Los ensayos sometidos a la tracción se ejecutaron bajo la normativa NTP339.084
Y el ASTM C-496, para lo cual esta resistencia se determina por la compresión
diametral de las probetas cilíndricas hasta presentar la falla. Para obtener el cálculo
de dicha resistencia se realiza la operación de multiplicar por 2 la carga máxima
aplicada a este se divide entre la multiplicación de π por la longitud y por el diámetro
de la probeta.
Figura 18. Ensayo de la resistencia a Figura 19. Ensayo de la resistencia a

tracción del concreto patrón. tracción del concreto con adición de 30%
de escoria de cobre.
Ensayo a la tracción de la mezcla patrón

Tabla 26. Resultado de ensayo de resistencia a la tracción de testigos a la edad de 28
días.
ENSAYO A LA TRACCIÓN
ESFUERZO
TESTIGO FECHA EDAD CARGA A
TRACCIÓN
Nº DESCRIPCIÓN DIAMETRO ALTURA Kg Kg/cm2
MUESTRA ROTURA DIAS
(cm) (cm)
1 Patrón 10 20 06/10/2020 03/11/2020 28 9635.8 30.7
2 Patrón 10 20 06/10/2020 03/11/2020 28 9368.4 29.8
3 Patrón 10 20 06/10/2020 03/11/2020 28 9871.3 31.4
Esfuerzo a tracción promedio 30.63
46
Ensayo a la tracción de la mezcla con adición de 20% de escoria en reemplazo del
agregado fino.
Tabla 27. Resultado de ensayo de resistencia a la tracción de testigos con 20% de escoria
de cobre a la edad de 28 días.
ESFUERZO
TRACCIÓN
MUESTRA ROTURA DIAS
(cm) (cm)
1 Con adición
de escoria de 10 20 06/10/2020 03/11/2020 28 9935.5 31.6
cobre (20%)
2 Con adición
de escoria de 10 20 06/10/2020 03/11/2020 28 9727.7 31.0
cobre (20%)
3 Con adición
de escoria de 10 20 06/10/2020 03/11/2020 28 10289.5 32.8
cobre (20%)
Ensayo a la tracción de la mezcla con adición de 30% de escoria en reemplazo

del agregado fino.
ESFUERZO
TRACCIÓN
MUESTRA ROTURA DIAS
(cm) (cm)
1 Con adición
de escoria de 10 20 06/10/2020 03/11/2020 28 10519.7 33.5
cobre (30%)
2 Con adición
de escoria de 10 20 06/10/2020 03/11/2020 28 10160.3 32.3
cobre (30%)
3 Con adición
de escoria de 10 20 06/10/2020 03/11/2020 28 10265.5 32.7
cobre (30%)
Ensayo a la tracción de la mezcla con adición de 40% de escoria en reemplazo del

agregado fino.
47
ESFUERZO
TRACCIÓN
MUESTRA ROTURA DIAS
(cm) (cm)
1 Con adición
de escoria de 10 20 06/10/2020 03/11/2020 28 8682.4 27.6
cobre (40%)
2 Con adición
de escoria de 10 20 06/10/2020 03/11/2020 28 8512.5 27.1
cobre (40%)
3 Con adición
de escoria de 10 20 06/10/2020 03/11/2020 28 8315.1 26.5
cobre (40%)
Comparación de la resistencia a la tracción

Tabla 30. Comparación de f’c de tracción entre el diseño patrón y los diseños con
RESISTENCIA A LA TRACCIÓN
EDAD / DIAS 28 PORCENTAJE
Concreto patrón (F’C= kg/cm2) 30.63 100.00%
Concreto con adición de escoria de cobre 20% (F’C=
31.80 103.82%
kg/cm2)
kg/cm2)
32.83 107.18%
kg/cm2)
27.07 88.37%
Resistencia a la tracción
31.80 32.83
35 30.63
27.07
30
F'c=kg/cm2
25
20 Concreto patrón
15
20% de escoria de cobre
10
Concreto 20% de 30% de 40% de
patrón escoria de escoria de escoria de
cobre cobre cobre
28 dias
Grafico 7. Resultados de resistencia de flexión del diseño de mezcla patrón y los diseños
con adición de escoria de cobre.
48
Realizando la comparación de los resultados de la resistencia a la tracción en la
figura 3, se detalla que la resistencia obtenida por el concreto patrón a la edad de
28 días es de 30.63 kg/cm2 el cual presenta una mayor resistencia a la planteada
en la matriz de consistencia con un porcentaje de 45.86%. Asimismo, los resultados
de las probetas con incorporación de escoria de cobre en porcentajes de 20%, 30%
y 40%, en el primer caso logra conseguir una resistencia de 32.83 kg/cm2 de 3.82%
en referencia de la resistencia del diseño patrón, en el segundo caso se obtuvo un
valor de 32.83 kg/cm2 siendo superior al resto con un 7.18% mayor y en el tercer
caso la resistencia obtenida es de 27.07 kg/cm2 presentando una reducción en
11.63% respecto a la resistencia definida como patrón. Cabe mencionar que en los
tres casos superaron la resistencia planteada en la investigación, siendo el
porcentaje óptimo de incorporación de escoria de cobre en 30% para la
dosificación.
49
V. DISCUSION
Según Cuba y Humpire (2019) en su investigación en la cual utilizaron dos tipos de

cementos (yura y wari) con un diseño de concreto 210 kg/cm2 y a ello sumado la
incorporación de la escoria de cobre, obtuvieron como resultados en cuanto al
ensayo a compresión a la edad de 28 días los valores que serán descritos en el
orden mencionado de los cementos; el concreto patrón dio como resultado de 359
kg/cm2 y 483 kg/cm2, sobrepasando en el porcentaje de 70.95% y 130% al
concreto de diseño planteado, en cuanto a la adición de escoria en un 10% se
alcanzó valores de resistencia como 386 kg/cm2 y 494 kg/cm2, con el 20% de
escoria se adquirió 410 kg/cm2 y 510 kg/cm2 de resistencia, incluyendo un 30% se
obtuvo datos de 449 kg/cm2 y 541 kg/cm2 respectivamente y por ultimo ala
incorporar un 40% de esta escoria se aprecia una leve disminución en la resistencia
obteniendo 432 kg/cm2 y 521 kg/cm2. Los resultados evidencian que la
incorporación de este residuo influye de manera positiva en la resistencia a
compresión ya que se obtiene valores muy elevados, siendo el porcentaje excelente
el 30% y a partir de ello disminuye la resistencia, siendo el cemento wari el que
atribuye mayor resistencia.
De la investigación de Cuba y Humpire se puede verificar que los resultados del

concreto patrón y las dosificaciones evaluadas tienden a superar en gran magnitud
la resistencia de diseño y a la resistencia obtenida de la mezcla patrón,
comprobando con ello que la escoria de cobre contribuye en la mejora de la
resistencia. En cuanto a los resultados obtenidos en la presente investigación se
evidencio que la resistencia a la compresión de la probeta de concreto patrón
presento 212.93 kg/cm2 y las mezclas con adición de escoria de cobre con
porcentajes de 20%, 30% y 40% adquirieron una resistencia de 236.63 kg/cm2,
252.07 kg/cm2 y 220.57 kg/cm2 respectivamente. En cuanto a los resultados
obtenidos de los autores, hago mención que estoy de acuerdo en que el porcentaje
óptimo de incorporación de esta escoria es el 30% alcanzando un valor elevado de
resistencia.
50
Por otra parte, chavarry y otros (2020) en el desarrollo de su estudio evidenciaron
como resultado del concreto patrón la resistencia a la compresión de 298 kg/cm2,
en el diseño con 15% de escoria de cobre presento 347.30 kg/cm2, con la adición
del 30% de dicha escoria obtuvieron 387.60 kg/cm2, con respecto a la incorporación
de 50% de escoria se produjo una disminución de resistencia mostrando 376.70
kg/cm2, contemplando 80% de reemplazo del agregado fino por este residuo
continuo descendiendo la resistencia a 314.80 kg/cm2 y al remplazarlo en su
totalidad que es un 100% de uso de escoria se prolonga la reducción de resistencia
a compresión hasta alcanzar 291.30 kg/cm2. En referencia a los resultados
determinan que la dosificación del hormigón con la inclusión de escoria de cobre
en la cantidad de 30% resulta ser la mejor opción para utilizar este residuo, ya que
al introducir a la mezcla mayores porcentajes tiene a disminuir progresivamente.
Con respecto a la investigación descrita líneas arriba se hace mención que coincido
con los autores, que al hacer uso de este residuo presenta un beneficio provechoso
para las diferentes estructuras de concreto por lo que influye de una manera
positiva incrementando la resistencia a compresión de la mezcla de diseño.
Para Cuba y Humpire (2019) al realizar el análisis comparativo de las propiedades

del concreto utilizando dos tipos de cementos yura y wari obtuvieron como
resultados aplicando escoria de cobre en porcentajes de 20% y 40%, en primera
instancia sometieron el concreto patrón a los ensayos de flexión, dando un valor
promedio de módulo de rotura de 36.67 kg/cm2 y 33kg/cm2 en referencia a la
ubicación de los cementos mencionados, haciendo la mezcla con el 20% de escoria
las vigas sometidas al esfuerzo de flexión tuvieron una resistencia promedio de 42
kg/cm2 y 38.67 kg/cm2 los cuales demuestran un aumento considerable de soporte
y la última prueba que realizaron respecto al ensayo a flexión fue con el 40% de
escoria de cobre en donde verifican que la resistencia decae con valores de 41.67
kg/cm2 y 36 kg/cm2. Determinaron que añadir el 20% de escoria es el más propicio
para su resistencia a flexión debido a que la adición contigua realizada presento
numéricamente una reducción de resistencia.
Los resultados obtenidos en el presente trabajo muestran que el módulo de rotura

para el concreto de diseño, resulto ser de 34.67 kg/cm2 y con relación a las
dosificaciones con incorporación de escoria de cobre en 20%, 30% y 40% en
51
reemplazo del agregado fino, obtuvieron módulos de rotura de 37.33 kg/cm2, 39
kg/cm2 y 33.67 kg/cm2 demostrando que el porcentaje propicio es el de 30% de
escoria. Por consiguiente, existe cierta discrepancia ya que para Cuba y Humpire
el porcentaje optimo es el 20%, cabe mencionar que ellos no evaluaron el concreto
con la adición del 30%, sino hicieron un salto de porcentual del 20 al 40% con el
que dejaron una brecha significativa con el que podrían determinar con mayor
precisión hasta que porcentaje llega a incrementar su resistencia la mezcla con
escoria de cobre.
Según Chavarry, y otros (2020), dentro de sus resultados de laboratorio en donde

contemplan los ensayos de tracción exponen que las roturas de probetas
fabricadas con el concreto patrón otorgan una resistencia promedio de 23.83
kg/cm2, realizando la inclusión del 15% de escoria de cobre tiende a mejorar con
27.83 kg/cm2 de soporte, al aumentar el porcentaje de aplicación de escoria en
30% se incrementa en 32.47 kg/cm2 de soporte a la tracción, continuando con el
estudio elevando la adición en 50% en donde reemplazando el agregado fino a la
mitad de su proporción obtienen que la resistencia a tracción desciende sutilmente
a 30.13 kg/cm2, incrementando la proporción de escoria a 80% mantiene la
constante de disminuir en donde se aprecia 25.27 kg/cm2, al realizar la adición en
un 100% de escoria, la resistencia a tracción prosigue aminorando revelando el
valor de 24.60 kg/cm2.
Del estudio realizado de la resistencia a la tracción se obtuvo resultados como es

el del concreto convencional de 30.63 kg/cm2, al incorporar el 20% de escoria el
soporte aumento en 3.82% con un 31.80 kg/cm2, realizando la adición de 30% de
escoria, llego a su nivel máximo de soporte con 32.83 kg/cm2 y al adicionar 40%
de escoria inicio con el deceso de resistencia en 11.63% mostrando un valor de
27.07 kg/cm2, con ello se corrobora que agregando un 30% de escoria de cobre
podemos mejorar la propiedad de resistencia a la tracción del concreto endurecido.
De los aportes de Chavarry y otros en comparación con mis resultados podemos
determinar que existe coincidencia en afirmar que con el 30% de reemplazo de
escoria de cobre en referencia al agregado fino obtenemos la mayor resistencia a
la tracción y al aumentar el porcentaje de adición tiende a disminuir de manera
progresiva su resistencia.
52
Por otro lado para Cuba y Humpire (2019) nos muestran los valores obtenidos a la
edad de 28 días de sus ensayos de resistencia a la tracción al concreto endurecido
con dos tipos de cementos yura y wari, en el cual de acuerdo a los datos brindados
por el laboratorio señalan que la resistencia a tracción del concreto convencional
muestra el valor de 24 kg/cm2 y 30 kg/cm2 respecto al orden señalado de los
cementos, al incluir 10% de escoria en la mezcla eleva su resistencia a 26 kg/cm2
y 33 kg/cm2, introduciendo 20% de escoria el soporte a la fuerza a tracción aumenta
levemente a 28 kg/cm2 por otro lado resistencia con el cemento tipo wari tiende a
mantenerse sin ejercer ningún tipo cambio, con el 30% de reemplazo la mezcla
efectuada con el cemento yura muestra su elevación en 4 kg/cm2 por encima del
anterior y con el cemento wari surge un gran cambio de forma positiva a una gran
magnitud presentando una capacidad de resistencia a la tracción de 41 kg/cm2 y
por ultimo realiza la incorporación de 40% de la escoria obteniendo con ello
debilitamiento con el que evidencia 30 kg/cm2 y 38kg/cm2 respectivamente de
soporte al esfuerzo solicitado. En consecuencia, evidencian que haciendo uso del
cemento wari e incorporando la escoria de cobre al 30% obtienen la mejor
dosificación para este tipo de resistencia.
Cabe resaltar que al igual que la investigación previamente mencionada en

discusión, concuerdo con los resultados obtenidos, los cuales hacen referencia que
la incorporación de la escoria de cobre al 30% en la dosificación del concreto,
atribuye mayor valor de resistencia a la tracción, demostrando que este residuo al
ser adherido en la proporción correcta influye de manera positiva.
53
VI. CONCLUSIONES
Se concluye que la escoria de cobre influye de manera positiva en las

propiedades mecánicas del concreto como son: la resistencia a compresión,
flexión y tracción, los cuales son avalados por los ensayos realizados al concreto
endurecido, en donde todos los porcentajes utilizados en la investigación
lograron superar en resistencia al concreto patrón, resultando ser el 30% de
adición de la escoria de cobre en reemplazo del agregado fino el porcentaje que
ofrece mayor resistencia a cada una de las propiedades planteadas y con ello
se demuestra que puede ser utilizado como parte importante de la mezcla del
concreto.
Para la resistencia a la compresión de acuerdo a los resultados de laboratorio

se determina que el porcentaje óptimo de adición de escoria de cobre es el 30%
con el que se obtuvo 252.07 kg/cm2 superando en 18.38% de resistencia a la
mezcla convencional que fue de 212.93 kg/cm2, por consiguiente, es de indicar
que la escoria de cobre atribuye una mayor resistencia al concreto.
De acuerdo a las pruebas de resistencia a la flexión de laboratorio analizadas

en la presente investigación, se puede concluir que la escoria de cobre incide
positivamente en la propiedad de flexión, lo cual es comprobado del resultado
obtenido de la mezcla patrón que presento su módulo de rotura de 34.67 kg/cm2
a diferencia de la mezcla con 30% de escoria de cobre que evidencio ser el
porcentaje de inclusión inmejorable con un módulo de rotura de 39 kg/cm2
incrementando un 12.49 % en su resistencia.
Conforme a los resultados de los ensayos de resistencia a tracción realizados

se pudo constatar que incorporar la escoria de cobre al diseño de mezcla influye
positivamente, en resumen, la dosificación con 30% de escoria de cobre se
consideró la proporción excelente mostrando un valor de resistencia de 32.83
kg/cm2 alcanzando un 7.18 % de diferencia con la mezcla convencional que
obtuvo una resistencia de 30.63 kg/cm2 y a la vez supero ampliamente a la
resistencia planteada en la matriz de consistencia.
54
VII. RECOMENDACIONES
Es recomendable que se investigue la incidencia de la escoria de cobre con

porcentajes más pequeños entre el rango de 30% y 40% ya que en la gran
mayoría de los antecedentes y en base a los resultados obtenidos de la
investigación se observó que la resistencia tiende a decaer entre los rangos
mencionados.
Se sugiere que en el futuro se continúe con las investigaciones de este residuo

para así poder darle usos factibles, evitar el impacto ambiental negativo que
esta genera al ser almacenado en tierras naturales y contribuir con el desarrollo
de nuestra ciudad de la oroya.
Se recomienda que se evalué en otras aplicaciones que pudiese tener esta

escoria de cobre, y que con ello se pueda brindar un mayor valor a lo propuesto
por el presente trabajo.
Se recomienda estudiar que influencia presenta la escoria de cobre en los

diseños de mezcla con los diferentes tipos de cemento que existen en el
mercado.
Se recomienda que las entidades públicas de la provincia de Yauli – La oroya

promuevan mediante convenios con las empresas de rubro minero aledaños, el
uso de este material en la mezcla del concreto para los proyectos exteriores con
el objeto de contribuir a disminuir el impacto ambiental y generar ingresos
económicos.
55
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59
ANEXOS
60
Variables y operacionalización
Variable independiente: Escoria de cobre - Variable dependiente: Resistencia mecánica del concreto
DEFINICIÓN DEFINICION ESCALA DE
VARIABLES DIMENSIONES INDICADORES
CONCEPTUAL OPERACIONAL MEDICION
Nazer, Amin y otros, La Para realizar la
Adición al 20%
escoria de cobre, es un investigación de las
remanente de la variaciones que genera la
Anexo 1
industria, está incluido escoria de cobre en las
en el conjunto de escoria propiedades del concreto,
Adición al 30%
Escoria de no ferrosa y esta se se optó por realizar Dosificación de
Escoria de cobre La razón
cobre origina en el desarrollo dosificaciones en
granulada en (%)
de la producción de los referencia a los
ánodos de cobre. (2016, antecedentes descritos,
p.1) los cuales serán añadidos Adición al 40%
en los porcentajes de
20%, 30% y 40%
DEFINICIÓN DEFINICION ESCALA DE
VARIABLES DIMENSIONES INDICADORES
CONCEPTUAL OPERACIONAL MEDICION
PORRERO indica que, en Para mejorar las 7,14 y 28 dias de
las distintas construcciones propiedades del Resistencia a la curado hasta
La razón
el concreto está expuesto a concreto se incorporara compresión llegar al F’c=210
múltiples esfuerzos la escoria de cobre en Kg/cm2
(compresión, flexión, diferentes porcentajes
28 dias de
tracción y otros), no resulta en la dosificación de la
Resistencia a la curado hasta
fácil elaborar todos los mezcla y se empleara las La razón
flexión llegar al Mr=35
ensayos de control que pruebas de resistencia a
Kg/cm2
Resistencia analicen todos estos la compresión, tracción y
mecánica del esfuerzos, por ello se ha flexión, para luego ser
concreto hecho rutinario llevar a cabo analizadas en cuadros
la prueba de compresión, comparativos con la
sobre las probetas estándar mezcla convencional. 28 dias de
y deducir sobre el resultado Resistencia a la curado hasta
La razón
obtenido, los datos de las tracción llegar al F’c=21
demás características como Kg/cm2
son la resistencia a flexión y
a tracción (2014, p.243)
La razón
Titulo “Influencia de la escoria de cobre en la resistencia mecánica del concreto F’c=210 Kg/cm2 para pavimento rígido, La
Oroya – Junín 2020”
Autor Jean Franco Jara Arzapalo
TIPO Y DISEÑO DE
PROBLEMA OBJETIVOS HIPOTESIS VARIABLE, INDICADORES E INSTRUMENTO
INVESTIGACION
PROBLEMA OBJETIVO GENERAL HIPOTESIS GENERAL V. INDEPENDIENTE: ESCORIA DE COBRE
GENERAL METODO: Científico
DIMENSIONES INDICADORES INSTRUMENTOS
¿Cuál es la influencia Determinar la influencia de La adición de escoria de cobre TIPO: Aplicada
de la adición de escoria la adición de escoria de influye positivamente en la NIVEL: Explicativo
de cobre en la cobre en la resistencia resistencia mecánica del Dosificación de Adición al 20% Método de
resistencia mecánica mecánica del concreto concreto F’c=210 Kg/cm2 para Escoria de DISEÑO: Cuasi
Adición al 30% Diseño de
del concreto F’c=210 F’c=210 Kg/cm2 para pavimento rígido, La Oroya – cobre Experimental
Kg/cm2 para pavimento pavimento rígido, La Oroya Junín 2020. granulada Adición al 40% Mezcla ACI
rígido, La Oroya – Junín – Junín 2020 POBLACION: 60
2020? Probetas de concreto
PROBLEMAS OBJETIVOS HIPOTESIS ESPECIFICOS V. DEPENDIENTE: RESISTENCIA DEL CONCRETO
ESPECIFICOS ESPECIFICOS MUESTRA:
DIMENSIONES INDICADORES INSTRUMENTOS 36 Probetas
¿Cuánto incide la Determinar la incidencia de La adición de escoria de cobre
adición de escoria de la adición de escoria de incide positivamente en la cilíndricas para la
7,14 y 28 dias
cobre en la resistencia cobre en la resistencia a resistencia a compresión del resistencia a
de curado
a compresión del compresión del concreto concreto F’c=210 Kg/cm2 para Resistencia a
hasta llegar al NTP 339.034 compresión, 12
concreto F’c=210 F’c=210 Kg/cm2 para pavimento rígido, La Oroya – la compresión
F’c=210
Kg/cm2 para pavimento pavimento rígido, La Oroya Junín 2020 probetas cilíndricas a
Kg/cm2
rígido, La Oroya – Junín – Junín 2020
2020? tracción y 12 vigas
¿Cuánto incide la Determinar la incidencia de La adición de escoria de cobre prismáticas para la
adición de escoria de la adición de escoria de incide positivamente en la
28 dias de resistencia a flexión.
cobre en la resistencia cobre en la resistencia a resistencia a flexión del
Resistencia a curado hasta
a flexión del concreto flexión del concreto concreto F’c=210 Kg/cm2 para NTP 339.079 TECNICA:
la flexión llegar al Mr=35
F’c=210 Kg/cm2 para F’c=210 Kg/cm2 para pavimento rígido, La Oroya –
Kg/cm2 Observación directa.
pavimento rígido, La pavimento rígido, La Oroya Junín 2020
Oroya – Junín 2020? – Junín 2020 INSTRUMENTO:
¿Cuánto incide la Determinar la incidencia de La adición de escoria de cobre
adición de escoria de la adición de escoria de incide positivamente en la Ficha de
28 dias de
cobre en la resistencia cobre en la resistencia a resistencia a tracción del
Resistencia a curado hasta recolección de
a tracción del concreto tracción del concreto concreto F’c=210 Kg/cm2 para NTP 339.084
la tracción llegar al F’c=21
F’c=210 Kg/cm2 para F’c=210 Kg/cm2 para pavimento rígido, La Oroya – datos
Kg/cm2
pavimento rígido, La pavimento rígido, La Oroya Junín 2020
Oroya – Junín 2020? – Junín 2020
Anexo 2
INSTRUMENTOS
Anexo 5
CALCULO DEL F`C DE RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN
DIÁMETRO FUERZA
IDENTIFICACIÓN EDAD EN ÁREA ESFUERZO
PROMEDIO MÁXIMA
DE ESPECIMEN DÍAS cm2 kg/cm2
cm kgf
PATRÓN - 1 28 10 16567 78.54 210.90

PATRÓN - 2 28 10 16754 78.54 213.30
PATRÓN - 3 28 10 16856 78.54 214.60
20% - 1 28 10 18940 78.54 241.20
20% - 2 28 10 18245 78.54 232.30
20% - 3 28 10 18565 78.54 236.40
30% - 1 28 10 19653 78.54 250.20
30% - 2 28 10 19728 78.54 251.20
30% - 3 28 10 20013 78.54 254.80
40% - 1 28 10 17053 78.54 217.10
40% - 2 28 10 17372 78.54 221.20
40% - 3 28 10 17545 78.54 223.40
Resistencia a la Compresión
20% de 30% de 40% de
Concreto
Descripción escoria de escoria de escoria de
patrón
cobre cobre cobre
28 dias 212.93 236.63 252.07 220.57
CALCULO DE MÓDULO DE ROTURA

FUERZA MODULO
IDENTIFICACIÓN EDAD ALTURA ANCHO MÁXIMA DE
(Kg) ROTURA
PATRÓN - 1 28 15 15 2640.1 35.20
PATRÓN - 2 28 15 15 2585.6 34.47
PATRÓN - 3 28 15 15 2645.8 35.28
20% - 1 28 15 15 2811.8 37.49
20% - 2 28 15 15 2761.5 36.82
20% - 3 28 15 15 2818.4 37.58
30% - 1 28 15 15 2876.3 38.35
30% - 2 28 15 15 2986.8 39.82
30% - 3 28 15 15 2912.5 38.83
40% - 1 28 15 15 2595.9 34.61
40% - 2 28 15 15 2494.8 33.26
40% - 3 28 15 15 2454.7 32.73
Resistencia a la flexión
20% de 30% de 40% de
Concreto
Descripción escoria de escoria de escoria de
patrón
cobre cobre cobre
28 dias 34.67 37.33 39.00 33.67
CALCULO DE LA RESISTENCIA A LA TRACCION

RESISTENCIA A LA TRACCIÓN DE ESPECÍMENES CILINDRICOS ASTM
C496
FUERZA
RESISTENCIA
IDENTIFICACIÓN EDAD ALTURA DIAMETRO MÁXIMA
KG/CM2
(Kg)
PATRÓN - 1 28 20 10.0 9635.8 30.67
PATRÓN - 2 28 20 10.0 9368.4 29.82
PATRÓN - 3 28 20 10.0 9871.3 31.42
20% - 1 28 20 10.0 9935.5 31.63
20% - 2 28 20 10.0 9727.9 30.96
20% - 3 28 20 10.0 10289.5 32.75
30% - 1 28 20 10.0 10519.7 33.49
30% - 2 28 20 10.0 10160.3 32.34
30% - 3 28 20 10.0 10265.5 32.68
40% - 1 28 20 10.0 8682.4 27.64
40% - 2 28 20 10.0 8512.5 27.10
40% - 3 28 20 10.0 8315.1 26.47
Resistencia a la tracción
20% de 30% de 40% de
Concreto
Descripción escoria escoria de escoria de
patrón
de cobre cobre cobre
28 dias 30.63 31.80 32.83 27.07
Anexo 6
PANEL FOTOGRAFICO
La empresa Doe Run Peru, almacena En el lugar de Huanchan indicando

la escoria de cobre en la zona de donde está depositado la escoria de
Huanchan. cobre.
Huanchan en el área donde se realizará Realizando el llenado de la escoria de

el acopio de la escoria. cobre al costal para luego ser
trasladada al laboratorio.
Ensayo de granulometría del agregado Ensayo de granulometría del agregado
fino. grueso.
Ensayo del peso unitario compactado Ensayo del peso unitario compactado
del agregado fino. del agregado grueso.
Se realiza la mezcla del concreto Se realiza la mezcla del concreto con
patrón. porcentajes de escoria de cobre en
Ensayo de módulo slump del concreto Ensayo de módulo slump del concreto
patrón. con 20% de escoria de cobre.
Ensayo a compresión de la mezcla Ensayo a compresión de la mezcla con
patrón a los 7 días de edad. 20% de escoria de cobre en reemplazo
del agregado fino a los 7 días de edad.
Ensayo a compresión de la mezcla Ensayo a compresión de la mezcla

con 30% de escoria de cobre en con 40% de escoria de cobre en
reemplazo del agregado fino a los 7 reemplazo del agregado fino a los 7
días de edad. días de edad.
Se aprecia el momento de la falla de la Se aprecia el momento de la falla de
probeta con adición de 20% de escoria la probeta con adición de 30% de
de cobre a la edad de 28 días. escoria de cobre a la edad de 28 días.
Se somete a la compresión la probeta Se somete a la compresión la probeta

con adición de 30% de escoria de con adición de 40% de escoria de
cobre a la edad de 28 días. cobre a la edad de 28 días.
Se realiza la ubicación de la viga para Se evalúa la resistencia a la flexión de
ser sometida al ensayo a la flexión a la la viga de concreto patrón a la edad
edad de 28 dias. de 28 dias.
Se realiza el ensayo a flexión a la viga Se realiza el ensayo a flexión a la viga

fabricada con 20% de escoria de cobre fabricada con 30% de escoria de cobre
a la edad de 28 días. a la edad de 28 dias.
Rotura de la probeta con la Se evalúa la resistencia a la tracción
incorporación de la escoria de cobre en del concreto con incorporación de 40%
reemplazo del agregado fino al 30%. de escoria de cobre.
La probeta a la edad de 28 días con Se efectúa el ensayo a la tracción del

incorporación de 20% de escoria de concreto con 40% de adición de
cobres es sometida al ensayo a la escoria de cobre.
tracción.
Anexo 7
CERTIFICADOS DE LABORATORIO
Anexo 8
CERTIFICADOS DE CALIBRACION

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FACULTAD DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL

Influencia de la escoria de cobre en la resistencia mecánica del

TESIS PARA OBTENER EL TÍTULO PROFESIONAL DE:

Cierro esta dedicación haciendo mención a mis

Agradecimiento ...................................................................................................... iii

Índice de Figuras ................................................................................................... vii

Índice de Gráficos ................................................................................................ viii

II. MARCO TEÓRICO.................................................................................... 5

III. METODOLOGÍA ..................................................................................... 25

3.1 Tipo y diseño de investigación ............................................................. 25

3.2 Variables y operacionalización ............................................................. 27

3.3 Población, muestra y muestreo............................................................ 27

3.4 Técnicas e instrumentos de recolección de datos ............................... 28

3.5 Procedimientos .................................................................................... 29

3.6 Método de análisis de datos ................................................................ 30

3.7 Aspectos éticos .................................................................................... 30

IV. RESULTADOS ........................................................................................ 31

VII. RECOMENDACIONES ........................................................................... 55

Tabla 1. Dosificación del concreto........................................................................ 15

Figura 1. Estructura de un pavimento rígido......................................................... 13

Grafico 1. Línea de evolución de la resistencia a la compresión del concreto patrón.

El objetivo de la presente investigación es determinar la influencia de la adición de

Palabras clave: Resistencia mecánica, escoria de cobre, concreto, pavimento

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Cruz (2014), en su investigación doctoral, titulada “Estudio de la resistencia y

Oyarzun (2013), en su investigación para optar el título de ingeniero civil en obras

Cuba y Humpire (2019), en su investigación para optar el título profesional de

Bravo y Diaz (2018), realizaron la investigación para optar el título de ingeniero

Melgarejo (2019), en su investigación para optar el título profesional de ingeniero

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