4.civ-T030 - 72854455 - T Vega Romero Daniel Enrique

UNIVERSIDAD RICARDO PALMA
FACULTAD DE INGENIERÍA
PROGRAMA DE TITULACIÓN POR TESIS
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL
DISEÑO DE CONCRETO DE ALTA DENSIDAD REFORZADO CON

ESCORIA DE COBRE PARA ATENUAR LA TRANSMISIÓN DE LA
RADIACIÓN IONIZANTE
TESIS
PARA OPTAR EL TÍTULO PROFESIONAL DE
INGENIERO CIVIL
PRESENTADO POR:
Bach. BALDOCEDA PÉREZ JOSUÉ GIORDÁN

Bach. VEGA ROMERO DANIEL ENRIQUE
ASESORA: Mg. Ing. CHAVARRÍA REYES, LILIANA JANET
LIMA-PERÚ
2019
DEDICATORIA
Dedico este presente trabajo de
investigación a mis padres Yordan y
Vilma por el apoyo recibido en todos
estos años de mi vida, a mis
hermanos por sus buenos consejos y
a mis demás seres queridos por su
compañía en cada paso que doy.
JOSUÉ BALDOCEDA PÉREZ
La presente investigación es
dedicada:
A mis padres, Michael y Bertha,
por el apoyo incondicional,
emocional y moral para lograr mis
objetivos profesionales, a mis
hermanos Bruno y Rodrigo por su
apoyo y a mis seres queridos que me
brindan su aliento en todo momento.
DANIEL VEGA ROMERO
AGRADECIMIENTO
Un gran agradecimiento a la Ing. Mg. Liliana

Chavarría Reyes por la constante orientación y
asesoría hacia nuestro trabajo en el área de tecnología
de concreto.
Al MSc. Fernando Márquez Pachas, Físico Médico

del INEN que nos asesoró en el área de radiación e hizo
posible la realización de los ensayos.
Al Dr. Vidal Aramburú Rojas, Ing. Metalúrgico y

docente principal de la UNMSM de la FIGMMG que
nos brindó material informativo de procesos
metalúrgicos y obtención de escorias.
A la Dr. Rosa Edith Neira Fernández, Físico médico

del INEN que nos apoyó en resultados de dosimetría e
imágenes radiográficas para nuestra investigación.
A la Dr. Luz Carbajal Arroyo, Licenciada en

Estadística y vicedecana de la FCF de la UPCH, por su
asesoría en los análisis estadísticos de nuestros
resultados.
iv
ÍNDICE GENERAL
RESUMEN XX
ABSTRACT XXI
INTRODUCCIÓN 1
CAPÍTULO I: PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 3
1.1. Descripción del problema 3
1.2. Formulación del Problema 4

1.2.1. Problema general 4
1.2.2. Problemas específicos 4
1.3. Objetivos de la Investigación 4

1.3.1. Objetivo general 4
1.3.2. Objetivos específicos 4
1.4. Importancia y Justificación del estudio 5
1.5. Limitaciones 5
1.6. Viabilidad 6
1.7. Alcance del estudio 6
CAPÍTULO II: MARCO TEÓRICO 7
2.1. Marco Histórico 7
2.2. Investigaciones relacionadas con el tema 9

2.2.1. Investigaciones nacionales 9
2.2.2. Investigaciones internacionales 12
iv
2.3. Estructura Teórica y científica que sustenta el estudio 14
2.3.1. Cobre 14
2.3.2. Circuito del Cobre 14
2.3.4. Propiedades de la escoria de cobre 16
2.3.5. Tipos de escorias de cobre según su proceso 17
2.3.6. Situación actual de la escoria de fundición en el Perú 18
2.3.7. Impacto Ambiental de principales fundiciones en el Perú 18
2.3.8. Composición química de la escoria de cobre 20
2.3.9. Principales usos de la Escoria de Cobre 21
2.3.10. Radiación electromagnética 22
2.3.11. Ionización 22
2.3.12. Rayos X 22
2.3.13. Magnitud y unidades de radiación 22
2.3.14. Efectos biológicos de la radiación ionizante 23
2.3.15. Interacción de radiaciones con la materia 25
2.3.16. Atenuación de los Rayos X y Gamma. 25
2.3.17. Capa hemirreductora (HVL – Half Value Layer) 26
2.3.18. Análisis de Pixel 26
2.4. Definición de términos básicos 27

2.4.1. Concreto pesado 27
2.4.2. Escoria de cobre 27
2.4.3. Dosificación del concreto pesado 27
2.4.4. Trabajabilidad del concreto 27
2.4.5. Asentamiento del concreto. 27
2.4.6. Densidad del concreto 28
2.4.7. Resistencia a la compresión 28
2.4.8. Resistencia a la tracción 28
2.4.9. Transmisión de radiación 28
2.4.10. Radiación ionizante 28
2.4.11. Blindaje de concreto. 29
2.4.12. Grado de atenuación del concreto 29
v
2.4.13. Ensayo no destructivo 29
2.4.14. Ensayo Radiológico de materiales 29
2.5. Fundamentos teóricos que sustentan a las hipótesis 30
2.6. Hipótesis 31
2.6.1. Hipótesis general 31
2.6.2. Hipótesis específicas 31
2.7. Variables 31
2.7.1. Variables Independientes 31
2.7.2. Variable Dependiente 32
2.8. Operacionalización de variables 33
CAPÍTULO III: MARCO METODOLÓGICO 34
3.1. Tipo, método, nivel y diseño de la investigación 34

3.1.1. Tipo de la investigación 34
3.1.2. Método de la investigación. 34
3.1.3. Nivel de la investigación 35
3.1.4. Diseño de la investigación 35
3.2. Población y muestra 36

3.2.1 Población 36
3.2.2. Diseño Muestral 36
3.3. Técnicas e instrumentos de recolección de datos. 38

3.3.1. Técnicas de investigación. 38
3.3.2. Instrumentos. 38
3.3.3. Criterio de validez y confiabilidad de los instrumentos 46
CAPÍTULO IV: PRESENTACIÓN Y ANÁLISIS DE RESULTADOS 50
4.1. Características de los Agregados 50
vi
4.1.1. Características del Agregado Fino 50
4.1.2. Características del Agregado Grueso 68
4.1.3. Características del Agregado Escoria de Cobre 85
4.2. Diseño de mezcla de concreto 102
4.3. Ensayos de Concreto Fresco 112

4.3.1. Proceso de mezclado 112
4.3.2. Cono de Abrams 113
4.3.3. Peso unitario 114
4.3.4. Muestreo de probetas 115
4.4. Ensayos de Concreto Endurecido. 116

4.4.1. Curado 116
4.4.2. Resistencia a la compresión y tracción 116
4.5. Ensayo de Radiación 117

4.5.1. Diseño de placas de concreto 117
4.5.2. Proceso de encofrado de madera para placas 119
4.5.3. Procedimiento de vaciado de placas 124
4.5.4. Ensayo de irradiación directa por rayos X. 126
4.5.5.Ensayo de Homogeneidad por escala de grises 128
4.5. Resultados de los ensayos 130

4.5.1. Asentamiento del Concreto (Slump) 130
4.5.2. Peso Unitario Compactado del concreto 133
4.5.3. Resistencia a la Compresión 138
4.5.4. Resistencia a la Tracción 148
4.5.5. Resultados de exposición de fuentes ionizantes 158
4.5.6. Análisis de pixeles en la radiografía de las placas de concreto 166
4.6. Resultados de la investigación 172
4.7. Interpretación de resultados 173
vii
4.7.1. Interpretación de resultados de la densidad del concreto 173
4.7.2. Interpretación de resultados de resistencia de concreto 173
4.7.3. Interpretación de resultados de atenuación de la radiación 174
4.8. Contrastación de la hipótesis 174

4.8.1. Contrastación de la Primera hipótesis 174
4.8.2. Contrastación de la Segunda hipótesis 179
4.8.3. Contrastación de la Tercera hipótesis 191
4.9. Discusiones: 196
CONCLUSIONES 198
RECOMENDACIONES 198
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 201
ANEXOS 204
Anexo 1: Matriz de Consistencia 205
Anexo 2: Informe Técnico de la escoria de cobre 206
Anexo 3: Ficha Técnica del Agregado Fino. 209
Anexo 4: Ficha Técnica del Agregado Grueso. 210
Anexo 5: Ficha Técnica del Triplay Fenólico 211
Anexo 6: Ficha Técnica del listón de madera 212
Anexo 7: Ficha Técnica Cemento SOL Tipo I 213
Anexo 8: Certificado de calibración de Maquina de compresión Axial 215
Anexo 9: Certificado de calibración del horno eléctrico. 217
Anexo 10: Certificado de la balanza electrónica 221
Anexo 11: Ficha Técnica Kit Carry Case 224
Anexo 12: Certificado de calibración de Accu-Gold 225
Anexo 13: Certificado de calibración de equipos de laboratorio 226
Anexo 14: Certificado de calibración de dosis 227
Anexo 15: Certificado de condición de prueba. 228
Anexo 16: Certificado de conformidad de equipos 229
Anexo 17: Certificado de Calibración multisensor 230
Anexo 18: Certificado control de calidad Máquina de rayos X 231
Anexo 19: Tablas para el diseño de mezclas 232
viii
ÍNDICE DE TABLAS
Tabla 1: Principales desechos contaminantes de la fundición de cobre SPCC (Ilo) 18
Tabla 2: Composición química de la Escoria de cobre 20
Tabla 3: Operacionalización de variables. 33
Tabla 4: Cantidad de diseño de mezcla. 36
Tabla 5: Cantidad de ensayos por edad – Resistencia de compresión 37
Tabla 6: Cantidad de ensayos por edad - Resistencia a la tracción 37
Tabla 7: Cantidad de ensayos para dosimetría 37
Tabla 8: Formato contenido de humedad de los agregados. 39
Tabla 9: Formato para análisis granulométrico del agregado fino y
la escoria de cobre 40
Tabla 10: Formato para análisis granulométrico del agregado grueso. 41
Tabla 11: Formato para Peso Unitario de los Agregados. 43
Tabla 12: Formato para Peso Específico de los Agregados. 44
Tabla 13: Formato para Peso Específico de los Agregados. 45
Tabla 14: Contenido de humedad de agregado fino - Muestra 1. 50
Tabla 17: Contenido de humedad de agregado fino - Promedio. 52
Tabla 18: Granulometría del Agregado Fino - Muestra 1. 53
Tabla 21: Granulometría del Agregado Fino - Modulo de finura promedio. 56
Tabla 22: Peso unitario suelto y compactado del Agregado fino - Muestra 1: 58
ix
Tabla 25: Peso unitario suelto y compactado de Agregado fino - Promedio: 61
Tabla 26: Peso Específico del Agregado Fino - Muestra 1. 62
Tabla 27: Peso Específico del Agregado Fino - Muestra 2. 63
Tabla 28:Peso Específico del Agregado Fino - Muestra 3. 64
Tabla 29: Peso Específico del Agregado Fino - Promedio. 65
Tabla 30: Material que pasa Malla 200 - Agregado Fino – Muestra 1. 66
Tabla 33: Contenido de humedad del Agregado Grueso – Muestra 1. 68
Tabla 36: Contenido de humedad del Agregado Grueso - Promedio. 70
Tabla 37: Granulometría del Agregado Grueso - Muestra 1. 72
Tabla 40: Granulometría del Agregado Grueso - Promedio. 75
Tabla 41: Peso Unitario Seco y Compactado de Agregado Grueso – Muestra 1. 77
Tabla 44: Peso Unitario Seco y Compactado de Agregado Grueso – Promedio. 80
Tabla 45: Peso Específico del Agregado Grueso - Muestra 1. 81

x
Tabla 48: Peso Específico del Agregado Grueso - Promedio. 84
Tabla 49: Contenido de Humedad del Agregado Escoria de Cobre – Muestra1. 85
Tabla 50: Contenido de Humedad del Agregado Escoria de Cobre – Muestra 2. 85
Tabla 51: Contenido de Humedad del Agregado Escoria de Cobre – Muestra 3. 86
Tabla 52: Contenido de Humedad del Agregado Escoria de Cobre - Promedio. 86
Tabla 53: Granulometría del Agregado Escoria de Cobre - Muestra 1. 88
Tabla 56: Granulometría de la Escoria de Cobre - Promedio - Modulo Finura. 91
Tabla 57: Peso Unitario Seco y Compactado del Agregado Escoria de Cobre –M1. 93
Tabla 58: Peso Unitario Seco y Compactado del Agregado Escoria de Cobre - M2. 94
Tabla 59: Peso Unitario Seco y Compactado del Agregado Escoria de Cobre - M3. 95
Tabla 60: Peso Unitario Seco y Compactado del Agregado Escoria de Cobre –P. 96
Tabla 61: Peso Específico del Agregado Escoria de Cobre - Muestra 1. 98
Tabla 64: Peso Específico del Agregado Escoria de Cobre - Promedio. 101
Tabla 65: Características del cemento 102
Tabla 66: Características del Agua. 102
Tabla 67: Origen y perfil de los agregados. 102
Tabla 68: Características de agregados Fino y Grueso. 102
Tabla 69: Análisis granulométrico fino promedio. 103
Tabla 70: Análisis Granulométrico grueso promedio. 103

xi
Tabla 71: Dosificaciones de mezclas de concreto sustituyendo escoria de cobre en
Agregado fino 110
Tabla 72 : Control de fechas para rompimiento de probetas 111
Tabla 73: Cantidad de probetas realizadas por ensayo 111
Tabla 74: Medidas comerciales del Fenólico a utilizar en el encofrado de placas 119
Tabla 75: Medición del Slump del laboratorio 130
Tabla 76: Estadística Descriptiva del Asentamiento de las mezclas de concreto. 130
Tabla 77: Coeficientes de los resultados de Asentamiento de las mezclas. 131
Tabla 78: Tabla Estadística de la regresión Asentamiento vs Dosificación. 133
Tabla 79: Peso Unitario compactado – Concreto patrón. 134
Tabla 80: Peso Unitario compactado – 15%EC - 85%AF 134
Tabla 85: Peso Unitario Compactado de las mezclas de concreto. 137
Tabla 86: Densidad teórica del concreto endurecido de cada dosificación. 138
Tabla 87: Resistencia a la compresión f’c (kg/cm2) a los 3 días. 138
Tabla 88: Resistencia a la compresión f'c(kg/cm2) a los 7 días. 139
Tabla 89: Resistencia a la compresión f'c(kg/cm2) a los 14 días. 139
Tabla 90: Resistencia a la compresión f’c (kg/cm2) a los 28 días. 140
Tabla 91: Evolución de la resistencia a la compresión f’c=210kg/cm2. 140
Tabla 92: Efecto del Porcentaje de Escoria de cobre en la Resistencia de la compresión. 142
Tabla 93: Efecto del 15% de escoria de cobre en la Resistencia de la compresión. 143
xii
Tabla 98: Resistencia a la Tracción f’c (kg/cm2) a los 3 días. 148
Tabla 102: Efecto del Porcentaje de Escoria de cobre en la Resistencia a la Tracción. 152
Tabla 103: Efecto del 15% de escoria de cobre en la Resistencia de la tracción. 153
Tabla 104: Efecto del 30% de escoria de cobre en la Resistencia de la Tracción. 154
Tabla 108: Cuadro de dispersión de los valores de ensayos de radiación en el concreto
patrón en diferentes espesores. 159
Tabla 109: Cuadro de dispersión de los valores de ensayos de radiación
en el concreto con 15%EC en diferentes espesores. 160
Tabla 112: Cuadro de dispersión de los valores de ensayos de radiación en
el concreto con 80%EC en diferentes espesores. 163

xiii
Tabla 114: Cuadro de valores de Hvl para cada dosificación. 165
Tabla 115: Análisis de 5 puntos en placa con dosificación mezcla patrón 169
Tabla 116: Análisis de 5 puntos en placa con dosificación 15%E.C.-85%A.F. 169
Tabla 121: Presentación de resultados. 172
Tabla 122: Medición de la densidad del concreto 175
Tabla 123: Estadística Descriptiva de la densidad de las mezclas de concreto. 175
Tabla 124: Coeficientes de los resultados de Densidad de las mezclas de concreto. 176
Tabla 125: Tabla Estadística de la regresión Densidad vs Dosificación. 178
Tabla 126: Análisis de varianza de los resultados de densidad de acuerdo a las
dosificaciones de concreto. 178
Tabla 127: Variación de resistencia a compresión entre el Diseño Patrón y
los diseños con diferentes porcentajes de escoria de cobre. 180
Tabla 128: Tabla de Frecuencias de la Resistencia a la compresión Agrupada. 181
Tabla 129: Resumen del procesamiento de casos y la descripción estadística de la
variación de resistencia a la compresión entre Diseño Patrón y los diseños
con diferentes porcentajes de escoria de cobre. 182
Tabla 130: Coeficientes de variación de resistencia a la compresión entre diseño
patrón y los diseños con diferentes porcentajes de escoria de cobre. 182

xiv
Tabla 131: Estadística de la regresión Asentamiento vs Dosificación. 184
Tabla 132: Análisis de varianza de los resultados de Resistencias de la compresión
con las dosificaciones de concreto. 184
Tabla 133: Tabla Variación de resistencia a la tracción por compresión diametral entre
el Diseño Patrón y los diseños con diferentes porcentajes de escoria de cobre. 185
Tabla 134: Tabla de Frecuencias de la Resistencia a la Tracción Agrupada. 187
variación de resistencia a la tracción entre Diseño Patrón y los diseños con
diferentes porcentajes de escoria. 187
Tabla 136: Coeficientes de variación de resistencia a la tracción entre diseño patrón y
los diseños con diferentes porcentajes de escoria de cobre. 188
Tabla 137: Estadística de la regresión Resistencia a la tracción vs Dosificación. 189
Tabla 138: Análisis de varianza de los resultados de Resistencias de la tracción con las
dosificaciones de concreto. 190
Tabla 139: Atenuación de radiaciones ionizantes vs dosificaciones de mezcla de
concreto. 191
variación de la atenuación del concreto entre Diseño patrón y los diseños
con diferentes porcentajes de escoria. 192
Tabla 141: Estadística de regresión de la atenuación de los rayos x. 192
Tabla 142: Coeficientes de los resultados de Asentamiento de las mezclas de concreto. 193
Tabla 143: Análisis de varianza de los resultados de atenuación de rayos X con las
diferentes dosificaciones de concreto. 194
xv
ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 1 : Escoria de Cobre 16
Figura 2: Proceso de fusión en horno de fusión flash. 17
Figura 3: Empresa Southern Perú Copper Corporation, Ilo(Moquegua) 19
Figura 4: Depósito de Escorias de Huanchán (La Oroya) 20
Figura 5: Poder de penetración de diferentes tipos de radiación. 23
Figura 6: Poder de penetración de diferentes tipos de radiación. 24
Figura 7: Atenuación Lineal. 26
Figura 8: Mapa conceptual de relación de las variables dependientes, independientes e
indicadores 30
Figura 9: Tamizador eléctrico. 46
Figura 10: Juego de tamices para agregado fino y grueso. 46
Figura 11: Balanzas eléctricas. 47
Figura 12: Mezcladora de concreto. 47
Figura 13: Maquina de compresión axial. 48
Figura 14: Mesa Vibradora para vaciado 48
Figura 15: Horno eléctrico. 49
Figura 16: Agregados antes de mezclar 112
Figura 17: Asentamiento de concreto patrón 113
Figura 18: Peso unitario de concreto Patrón. 114
Figura 19: Probetas cilíndricas con concreto. 115
Figura 20: Probetas cilíndricas ensayadas en máquina. 116
Figura 21: Probetas cilíndricas ensayadas a compresión. 117
Figura 22: Dimensiones de Placas a escala. 117
xvi
Figura 23: Corte de plancha de triplay fenólico 119
Figura 24: Cortes de listones en secciones 120
Figura 25: Corte de listón Caso I 121
Figura 26: Corte de listón Caso II 121
Figura 27: Ensamble del molde. 122
Figura 28: Molde final 123
Figura 29: Cortes a medida de los listones y atornillado del molde a superficie. 123
Figura 30: Molde terminado. 124
Figura 31: Compactado y enrasado de mezcla en el molde de placas 124
Figura 32: vibración de placas 125
Figura 33: Desencofrado y curado de placas 125
Figura 34: Máquina de rayos X 126
Figura 35: Mesa de vidrio y Dosímetro 127
Figura 36: Medición dosimétrica. 127
Figura 37: Preparación de área de trabajo – Homogeneidad. 128
Figura 38: Apunte de Rayos X a la placa y Dosimetría. 128
Figura 39: Puntos representativos de placa de concreto 129
Figura 40: Trabajabilidad del concreto respecto a la dosificación de la escoria de cobre 131
Figura 41: Efecto del Porcentaje de escoria de cobre en el asentamiento de la mezcla 131
Figura 42: Efecto del Porcentaje de escoria de cobre en el Peso Unitario del
concreto fresco 137
Figura 43: Curva de la resistencia a la compresión 3, 7, 14 y 28 días, para los
grupos de prueba. 141
Figura 44: Efecto del Porcentaje de Escoria de Cobre en la resistencia de Compresión. 142
xvii
Figura 45: Efecto del 15% de escoria de cobre en la Resistencia de la compresión. 143
Figura 50: Curva de la resistencia a la Tracción 7, 14 y 28 días, para los
grupos de prueba. 151
Figura 51: Efecto del Porcentaje de Escoria de Cobre en la resistencia a la tracción. 152
Figura 52: Efecto del 15% de escoria de cobre en la Resistencia a la Tracción. 153
Figura 53: Efecto del 30% de escoria de cobre en la Resistencia a la Tracción. 154
Figura 54: Efecto del 50% de escoria de cobre en la Resistencia de la tracción. 155
Figura 57: Diagrama de Dosis Aplicada (%) vs espesor de placa para concreto patrón. 159
Figura 58: Diagrama de Dosis Aplicada (%) vs espesor de placa para
concreto con 15%EC. 160
concreto con 30%EC 161
Figura 62: Diagrama de Dosis Aplicada (%) vs espesor de placa para concreto patrón 164
Figura 63: Radiografía de placa de concreto patrón 166

xviii
Figura 64: Radiografía de placa de dosificación 15%E.C.-85%A.F. 166
Figura 69: Densidad del concreto respecto a la dosificación de la mezcla de concreto. 176
Figura 70: Curva de regresión ajustada Densidad vs Dosificación. 177
Figura 71: Distribución normal de variación de resistencia a la compresión entre en
Diseño Patrón y los diseños con diferentes porcentajes de escoria de cobre. 181
Figura 72: Regresión parabólica de variación de resistencia a la compresión entre
Diseño Patrón y los diseños con diferentes porcentajes de escoria de cobre. 183
Figura 73: Distribución normal de variación de resistencia la tracción por compresión
diametral del concreto entre en Diseño Patrón y los diseños con diferentes
porcentajes de escoria de cobre. 186
Figura 74: Regresión cuadrática de variación de resistencia a la tracción entre Diseño
Patrón y los diseños con diferentes porcentajes de escoria de cobre. 189
Figura 75: Regresión lineal de variación de la atenuación de radiaciones ionizantes vs
dosificaciones del concreto. 193
xix
RESUMEN
Esta investigación tuvo como objetivo optimizar la densidad, resistencia del concreto y la
atenuación de radiaciones ionizantes, así como elaborar una mezcla con mayor trabajabilidad y
homogeneidad. Se utilizó una metodología cuantitativa; de diseño experimental, de nivel
descriptivo y tipo correlacional ya que existe una relación significativa entre las variables. En
el desarrollo de esta investigación se aplicó un diseño experimental tomando punto de inicio un
concreto patrón de resistencia f 'c=210 kg/cm2, desarrollado mediante el método de
combinación de agregados por tener mayor confiabilidad. Asimismo, se realizaron 5 tipos de
diseños de mezclas adicionales para ser comparados con la mezcla patrón, con diferentes
porcentajes de la escoria de cobre (15%, 30% ,50%,80% y 100%) como sustitución parcial del
agregado fino. Para ello se realizó una población de 144 muestras de probetas con medidas
20cmx10cm para ensayar la resistencia a la compresión y tracción a la edad de 28 días. También
se elaboró18 muestras de placas de concreto con medidas de 20cmx20cm con espesores
variables (1.5 cm, 2 cm, 2.5 cm) para realizar ensayos de radiación directa-dosimetría
exponiéndolos a una intensidad constante de Rayos X. Se concluyó que a medida que se
aumenta la dosificación del porcentaje de escoria de cobre sustituyendo al agregado fino
aumenta la densidad del concreto; a su vez en la obtención de las resistencias de los ensayos se
pudo demostrar que tanto en la compresión como en la tracción se incrementa con la adición de
la escoria de cobre teniendo como valor óptimo la dosificación de 30%EC ya que a partir de
ese punto las resistencias se disminuyen gradualmente la dosificación de escoria de cobre, y
con respecto a la atenuación de radiaciones ionizantes se pudo observar que a mayor porcentaje
de escoria de cobre en la dosificación se obtuvo una mayor atenuación por lo tanto se reduce la
transmisión de radiaciones ionizantes, optimizando las propiedades mecánicas y brindando
protección radiológica.
Palabras claves: Diseño de concreto, escoria de cobre, densidad del concreto, resistencia del
concreto, atenuación a la radiación ionizante.
xx
ABSTRACT
This research aimed to optimize the density, strength of concrete and the attenuation of ionizing
radiation, as well as to prepare a mixture with greater workability and homogeneity. A
quantitative methodology was analyzed; experimental design, descriptive level and
correlational type since there is a significant relationship between the variables. In the
development of this research, an experimental design was applied taking a concrete starting
point of resistance f 'c = 210 kg / cm2 starting point, developed by the method of combining
aggregates for having greater reliability. Likewise, 5 types of designs of additional mixtures
will be used to be compared with the standard mixture, with different percentages of copper
slag (15%, 30%, 50%, 80% and 100%) as partial substitution of the fine aggregate. For this, a
population of 144 specimens of samples with 20cmx10cm measurements was performed to test
the compressive strength and tensile strength at the age of 28 days. 18 samples of concrete
plates with measurements of 20x20cm with thickness variables (1.5 cm, 2 cm, 2.5 cm) were
also prepared to perform direct radiation-dosimetry tests exposing them to a constant intensity
of X-rays. The dosage of the slag percentage of copper replacing the fine aggregate increases
the density of concrete; in turn, in obtaining the resistance of the tests, it was possible to
demonstrate that both compression and tensile strength increase with the addition of copper
slag, with an optimum value of 30% EC, since from that point the resistance gradually decreases
the dosage of copper slag, and with respect to the attenuation of ionizing radiation it was
observed that a higher percentage of copper slag in the dosage obtained a greater attenuation
therefore reducing the radiation transmission ionizing, optimizing mechanical properties and
providing radiation protection.
Keywords: Concrete design, copper slag, concrete density, concrete resistance, attenuation to
ionizing radiation.
xxi
INTRODUCCIÓN
La presente tesis busca elaborar un diseño de concreto de alta densidad que atenúe las
radiaciones ionizantes añadiendo escoria de cobre como sustituyente del agregado fino. Este
concreto es una propuesta de solución ante la necesidad de disminuir el riesgo a la salud de los
presentes en la cercanía de las fuentes emisoras de radiación. Al implementar la escoria de cobre
como agregado del concreto mejoraremos la calidad de la estructura y vida útil. En esta
investigación se presentan los procesos para la elaboración del concreto especial o de alta
densidad mediante dosificaciones en diferentes proporciones, se obtuvo que a mayor peso
unitario y densidad se logra maximizar la atenuación ante las radiaciones ionizantes, teniendo
como medidas una reducción de las transmisiones de estos rayos.
La investigación de este concreto pesado con prototipo de blindaje radiológico se realizó

mediante el planteamiento del problema para poder presentar una solución que sea rentable,
que tenga durabilidad estructural y eficiencia para atenuar los rayos ionizantes que ayude a los
lugares que requieran protección radiológica hacia las personas que trabajan en los diferentes
sectores que aplican la radiación como herramientas de trabajo tales como las industrias, plantas
de energía, hospitales, entre otros.
Esta investigación aborda conocimientos de física nuclear en donde se estudió el campo

magnético, el comportamiento de las radiaciones ionizantes y el factor de atenuación del
material al momento del disparo de la fuente radioactiva y con sistemas dosimétricos para poder
medir la capacidad de respuesta del concreto prototipo a estos rayos, teniendo en cuenta los
factores del material y la energía de la fuente.
Asimismo, se presenta en el marco metodológico los diferentes ensayos de laboratorio para

determinar si el agregado de la escoria de cobre es viable para el empleo de la mezcla del
concreto mediante su peso específico, diseñando el concreto de alta densidad se realizó ensayos
en estado fresco y estado endurecido tales como el asentamiento, resistencia a la compresión,
tracción y radiación en un laboratorio especializado. Los resultados obtenidos se presentarán
mediante cálculos estadísticos, tablas, gráficos y diagramas.
1
La investigación presenta los siguientes capítulos:
En el capítulo 1, se desarrolla el planteamiento del problema de la investigación, los objetivos

de la investigación a lo que se quiere lograr, la importancia de la investigación, la viabilidad y
el alcance del estudio, En el capítulo 2, se desarrolla el marco teórico, mediante los antecedentes
de estudio tanto artículos, investigaciones nacionales e internacionales, así como también la
estructura teórica y científica que sustenta el estudio, los fundamentos que sustentan nuestras
hipótesis y la operacionalización de las variables.
En el capítulo 3, se aprecia la metodología de la investigación, esto quiere decir que se presenta

el tipo, método, nivel y diseño de la investigación, así como nuestra población y diseño muestral
de los ensayos que vamos a realizar tanto la de resistencia como la de irradiación, y también
nuestras técnicas de recolección de datos, técnicas de investigación e instrumentos utilizados.
En el capítulo 4, se presenta la presentación y análisis de resultados de los agregados, diseño de

mezcla de concreto, ensayos en concreto fresco, ensayos en concreto endurecido, una vez
obteniendo lo anterior se finaliza esta parte con los resultados de la investigación e constatación
de las hipótesis.
Y finalmente en el capítulo 5, se presentan las discusiones, conclusiones y recomendaciones de

esta tesis.
2
CAPÍTULO I: PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
1.1. Descripción del problema
El Perú es el segundo país productor de cobre actualmente al producir un 12% del metal en
todo el mundo. Según Amaya. (2013): “En las principales fundiciones nacionales como
Southern se registra un valor aproximado de producción del cobre blíster de 1 ,020 a 1,200
toneladas por día con una generación de 378 a 450 toneladas de escoria” representando este
rango último un porcentaje aproximado de 33.3% respecto al cobre neto y que es acumulado en
depósitos naturales.
Por esta misma razón las industrias metalúrgicas en el Perú afrontan una serie de
cuestionamientos por consecuencia de las pérdidas económicas y problemas legales generada
por daños ambientales debido al mal uso y eliminación de sus desechos.
Por otro lado, las transmisiones radioactivas siempre han sido objeto de debates por inducir
una serie de riesgos a la salud pública a nivel mundial, como consecuencia indirecta de las
prácticas médicas, procesos de energía nuclear u otras industrias que presenten similares fuentes
de emisión. Este riesgo es un indicador a tomar en cuenta para la elaboración de estructuras de
concreto armado en los ambientes expuestos a la radiación, debiendo así mejorar su función de
blindaje.
Sin embargo, en el Perú, no existen suficientes estudios que avalen el uso de concretos
pesados con agregados de escorias de alto horno, en cuanto a sus funciones de resistencia,
durabilidad y blindaje. Tampoco existen estudios sobre sus propiedades físicas y mecánicas
aceptadas por normativas y/o protocolos de calidad. La falta de esta información teórica y
experimental dificulta que este producto sea aplicado en las industrias de construcción.
3
1.2. Formulación del Problema
1.2.1. Problema general
¿En qué medida el diseño de concreto de alta densidad reforzado con escoria de
cobre como agregado fino influye en las propiedades mecánicas y de atenuación
de las radiaciones ionizantes?
1.2.2. Problemas específicos
a) ¿En qué medida la dosificación de la mezcla de concreto sustituyendo parte

del agregado fino por escoria de cobre influye en la densidad del concreto?
b) ¿Cómo un mayor porcentaje de escoria de cobre en el agregado fino influye
en la resistencia del concreto?
c) ¿En qué medida el porcentaje de dosificación de la escoria de cobre en
agregado fino influye en la atenuación de la radiación ionizante?
1.3. Objetivos de la Investigación
1.3.1. Objetivo general
Realizar el diseño de concreto de alta densidad reforzando con escoria de cobre

como agregado fino para mejorar las propiedades mecánicas y de atenuación de
radiaciones ionizantes
1.3.2. Objetivos específicos
a) Determinar la dosificación óptima de la mezcla del concreto sustituyendo

parte del agregado fino por la escoria de cobre para aumentar la densidad del
concreto.
b) Determinar la dosificación óptima de la mezcla del concreto sustituyendo
parte del agregado fino por la escoria de cobre para aumentar la resistencia
del concreto.
4
c) Determinar la dosificación óptima de la mezcla del concreto sustituyendo
parte del agregado fino por la escoria de cobre para aumentar la atenuación
de la radiación ionizante.
1.4. Importancia y Justificación del estudio

Es determinante la importancia que tiene la investigación planteada como proceso de
aprendizaje para ampliar el conocimiento de las propiedades mecánicas y atenuantes del
concreto pesado cuando se emplea la escoria de cobre u otros desechos de las industrias
metalúrgicas como sustituyente del agregado fino, ya que este permitirá conocer con mayor
profundidad las soluciones requeridas para diferentes estructuras donde sea necesario este tipo
de concreto para atenuar las trasmisión de radiaciones hacia los seres humanos.
Es conveniente justificar la optimización máxima de los deshechos de las industrias

metalúrgicas para utilizarlos como insumos que se emplean en el concreto de mayor densidad,
brindando un valor importante a la producción de este material de construcción en términos
económicos. En consecuencia, se obtendrá una reducción considerable del impacto ambiental
que se genera por las industrias metalúrgicas que producen metales como el cobre,
aprovechando así los productos residuales.
También se justifica al plantear un uso determinado de protección radiológica, dado su muy

bajo costo y alta producción, su durabilidad y su adecuada resistencia a la compresión del
concreto para estructuras que tienen como función blindar, aislar o reducir las emisiones de
radiación ionizantes como ocurre en los centros de salud donde las personas se movilizan en
ambientes expuestos a radiación, también cuando se requieren en estructuras de centrales
nucleares, laboratorios de biotecnología, etc.
1.5. Limitaciones
Las limitaciones del trabajo de investigación que se presentaron fueron las siguientes:
 Uso del agregado de escoria de cobre de la fundición de la empresa INVERSIONES

FIMS E.I.R.L. (Av. Andrés Avelino Cáceres, Lote 17 Asentamiento Humano
Huaycán zona B).
 Falta de instrumento del laboratorio, ya que no cuenta con un equipo de medición
de radiaciones.
5
 Escasez bibliográfica sobre estudios de tecnología de concreto aplicados a concretos
pesados con el material que vamos a utilizar para el presente trabajo.
 Falta de Normativa para el proceso de fabricación de placas de concreto a escala
menor.
 Disponibilidad de equipos y personal especializado en los ensayos de irradiación
realizados en la sala de radiodiagnóstico. (INEN)
 El tiempo reducido para el trabajo de investigación, ya que abarcará el periodo
comprendido entre los meses de mayo a octubre del 2019.
1.6. Viabilidad
El presente estudio es viable, debido a que contamos con los materiales necesarios para
realizar el diseño del concreto pesado, equipos y herramientas para poder realizar los ensayos
tanto en concreto fresco como en concreto endurecido en el laboratorio de tecnología de
concreto de la Universidad Ricardo Palma, también es viable económicamente ya que contamos
con los medios para adquirir dicho material y a su vez es de fácil acceso ya que cuenta con una
cantera o fundición que produce el cobre en lima así como su desecho.
1.7. Alcance del estudio

El trabajo de investigación plantea realizar un estudio experimental que permita diseñar un
concreto de alta densidad reforzado con escoria de cobre que cumplan especificaciones de la
norma ACI, utilizando materiales desechado por las industrias metalúrgicas, con la finalidad de
que sirva como base para empezar a emplear este tipo de concreto especial como blindaje de
transmisión de radiación en los elementos estructurales, así como en futuros estudios referentes
a concretos pesados en la construcción.
Esta investigación está dirigida a los miembros de la comunidad científica, comunidad

médica, comunidad universitaria, grupos ecologistas, empresas constructoras, fundiciones
metalúrgicas, centrales de energía nuclear, así como también aportar bases a las ramas de
arquitectura hospitalaria, ingeniería estructural, física médica, conservación ambiental y toda
actividad involucrada en construcción civil en general.
6
CAPÍTULO II: MARCO TEÓRICO
2.1. Marco Histórico

Cendoya, P. (2009), en su tesis estudia que las escorias de cobre son un producto de la industria
de fundición de cobre. Tomaron escorias de cobre granuladas y la fresamos hasta que
adquirió características similares a las de un agregado fino, que luego fue incorporado
al hormigón, en combinación con arena de río Bio-Bio en proporciones de 25%, 40% y
50% en volumen de escorias de cobre. Se examinó el impacto de las diferentes
combinaciones en el comportamiento mecánico de flexotracción y compresión en el
concreto resultante. La especificación fue producir concreto para relaciones agua-
cemento de 0.45 y 0.52 asociadas a resistencias de rotura a flexotracción de 3.6 y 4.3
MPa, respectivamente. Se midió la trabajabilidad del hormigón fresco, así como la
densidad y la carga de rotura por flexotracción y compresión en el hormigón endurecido,
comparando los resultados con un control concreto que no contenía escorias de cobre
fundidor. Los resultados indican que la docilidad de la mezcla aumenta debido a la
textura más suave de la escoria. La densidad del hormigón y la resistencia endurecida a
la compresión y la flexotracción también aumentan, dependiendo del contenido de la
fundición de cobre de escoria utilizada en la mezcla.
Guo, Z., Zhu, D., Pan, J., Wu, T., & Zhang, F. (2016), en su tesis desarrollaron una nueva
tecnología para mejorar la beneficiación de los componentes de cobre y hierro a partir
de escorias de cobre, modificando las escorias fundidas para promover la mineralización
de minerales valiosos e inducir el crecimiento de granos minerales. Se investigaron
varios parámetros, incluyendo la basicidad binaria, la dosificación del aditivo
compuesto, la temperatura de modificación, la velocidad de enfriamiento y la
temperatura del punto final de enfriamiento lento. Mientras tanto, se empleó
microscopio óptico, microscopio electrónico de barrido y espectrómetro de dispersión
de energía (SEM-EDS) para determinar la mineralogía de la escoria modificada y no
modificada, así como para revelar los mecanismos de mejora de la beneficiación. Los
resultados muestran que, bajo las condiciones adecuadas, el grado de cobre del
concentrado de cobre más rugoso se incrementó de 6,43% a 11,04%, la recuperación de
hierro de separación magnética se incrementó significativamente de 32,40% a 63,26%,
7
y otros índices de evaluación se modificaron ligeramente, en comparación con el cobre
no modificado escoria. Además, los granos mate y magnetita en la escoria modificada
se sumaron y crecieron obviamente hasta alcanzar el tamaño medio de más de 50 μm,
lo que resultó en una mejora de la beneficiación del cobre y el hierro.
Mavroulidou, M. (2017), en su tesis sostiene que las escorias de cobre son un material de
desecho voluminoso obtenido durante la fabricación de cobre (proceso de fundición
mate). A medida que su eliminación se convierte en una preocupación para los
organismos de protección del medio ambiente y los gobiernos, se necesitan posibles
salidas alternativas para este material de desecho. El artículo presenta un estudio de
laboratorio sobre mezclas de hormigón CEM-II, que contienen material residual de
escorias de cobre refrigerado por agua para un reemplazo parcial o completo del
agregado de concreto fino. Se realizaron una serie de pruebas con dos relaciones agua a
cemento diferente, para determinar la viabilidad, resistencia a la compresión del cubo,
resistencia a la tracción indirecta, módulo estático de elasticidad y una serie de
características relacionadas con la durabilidad (absorción de agua, corrosión acelerada,
carbonatación, álcalílico-sílice reacción). Los resultados mostraron que las escorias de
cobre refrigeradas por agua tuvieron efectos variables en las propiedades de hormigón
fresco o endurecido resultantes, dependiendo del nivel de reemplazo de arena y la
relación agua-cemento. Sin embargo, es probable que los valores de resistencia medidos
estén vinculados a la variabilidad habitual de los lotes de hormigón, en lugar de un
efecto significativo del agregado de escorias de cobre. Esta hipótesis fue apoyada
además por el análisis estadístico. En cuanto a las características relacionadas con la
durabilidad, el rendimiento general del concreto que contiene escorias de cobre fue en
la mayoría de los casos similar o mejor que el del concreto normal con agregado de
arena natural. Sobre la base de los resultados, las escorias de cobre refrigeradas por agua
pueden considerarse como un agregado fino adecuado para el hormigón.
Murari, K., Siddique, R., y Jain, K. (2015), en su tesis sostiene que la utilización de los residuos
sólidos es el reto para los ingenieros civiles y ambientales de utilizar los residuos de
diferentes industrias para sobresalir el desarrollo sostenible, y al mismo tiempo, se
corresponde con la preocupación de costos de los materiales actuales. Las escorias de
8
cobre son un subproducto obtenido durante la fundición y refinación de cobre. La
escoria de cobre residual se puede utilizar como herramientas abrasivas, construcción
de carreteras y lastre. A pesar de la creciente tasa de reutilización de escorias de cobre,
la enorme cantidad de su producción anual se elimina en vertederos o reservas hasta la
fecha. Una de las mayores aplicaciones potenciales para la reutilización de escorias de
cobre es en la producción de cemento y hormigón. Muchos investigadores han
investigado el uso de escorias de cobre en la producción de cemento, mortero y
hormigón mezclado con polvo de piedra de cal, polvo, reemplazo de cemento, uso como
reemplazo parcial de agregados gruesos y finos. El uso de escorias de cobre en cemento
y hormigón proporciona beneficios ambientales y económicos potenciales para todas
las industrias relacionadas, especialmente en zonas donde se produce una cantidad
considerable de escorias de cobre. Este artículo revisa el área de aplicación de las
escorias de cobre y su uso permitido en diferentes actividades.
Valderrama, L., González, M., Santander, M., y Zazzali, B. (2018), en su tesis demostraron
mediante pruebas de flotación más rugosa, a escala de laboratorio, se determinó que la
granulometría, para ambos casos, corresponde a 70% menos de 74 µm, logrando
recuperaciones de escorias de 59,2% HR y 86,8% para las escorias de la TC, cuyos
grados de cobre en el concentrado fueron 3,7% y 23,6% respectivamente. Se realizaron
pruebas industriales con resultados de laboratorio, alcanzando un grado de 18.2% de
cobre (recuperación de 56.1%) para escorias HR, mientras que para escorias CT se
obtuvo un grado de 39.1%. de cobre con una recuperación de 91.4%.
2.2. Investigaciones relacionadas con el tema
2.2.1. Investigaciones nacionales
Gonzales J. (2010), sostiene en su tesis que la protección al público, trabajadores y

estudiantes que se encuentran en los alrededores de la sala de rayos X para
diagnóstico médico se da empleando un blindaje o barrera de protección para
limitar la exposición de la radiación a un nivel aceptable, establecido por la
Comisión Internacional de Protección Radiológica (ICRP) y el Instituto Peruano
de Energía Nuclear (IPEN). En el Perú para el cálculo del espesor del blindaje
9
de concreto normal (densidad 2.3 - 2.4 g/cm3), se emplea el reporte número 147
del Consejo Nacional de Protección Radiológica y Medidas (NCRP 147) y
cuando se emplea concreto con baritina se calcula indirectamente con el reporte
NCRP 147 y las tablas del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología
(NIST). Pero estos valores no han sido verificados experimentalmente
considerando las condiciones del Perú. Así que se bombardeó con rayos X a
placas de concreto normales y mortero con baritina para diferentes espesores. Se
utilizó un equipo de rayos X con una diferencia de potencial de 100 kV, una
cámara de ionización (detector) que calcule la cantidad de rayos X que
atraviesan las placas de concreto y mortero con baritina. Los resultados
demuestran que los valores obtenidos del reporte NCRP 147, para el cálculo de
espesores de concreto normal respecto del ensayo experimental son muy
parecidos, existiendo una variación de 1.5 cm. Se ha establecido un nuevo
gráfico en base al ensayo experimental para determinar el espesor del mortero
con baritina (densidad de 3.2 - 3.3 g/cm3) porque aplicando el factor de
atenuación de las tablas del NIST al reporte NCRP 147 sólo cumple hasta un
cierto valor. Reemplazando el concreto normal (densidad 2.44 g/cm3) por el
mortero con baritina (densidad de 3.2 - 3.3 g/cm3) se obtiene una reducción en
el espesor de aproximadamente 6 a 1.
Napa L. (2002), sostiene en su tesis que ha realizado el diseño de mezclas de concreto

para relaciones a/c=0.40, 0.45 y 0.50, este tema de investigación tiene por objeto
el estudio de las propiedades del concreto pesado, para lo cual se ha empleado
los siguientes materiales: • Arena gruesa de la Cantera Gloria Grande. •
Agregado grueso de Baritina proveniente de la Cantera Cocachacra ubicado en
el Km. 45+00 de la Carretera Central, agua potable y cemento Pórtland tipo I
"Sol" (concreto en estudio). Los resultados se han comparado con un concreto
normal, diseñado para las mismas relaciones a/c antes mencionadas y empleando
los siguientes materiales: • Arena gruesa de la misma cantera. • Piedra de W' de
la Cantera Gloria Grande. • Agua potable y cemento Portland tipo I "Sol"
(concreto patrón). Se realizaron ensayos del concreto en estado fresco y
endurecido; para el concreto patrón y concreto en estudio. Los ensayos del
10
concreto en estado fresco realizados son: Asentamiento, peso unitario, fluidez,
contenido de aire, exudación y tiempo de fraguado. En estado endurecido se
realizaron los siguientes ensayos: • Ensayo de resistencia a la compresión (7, 14
y 28 días). • Ensayo de resistencia a la tracción por compresión diametral (28
días); y • Ensayo de módulo elástico estático (28 días). Se ha obtenido como
resultado que para el concreto patrón y concreto en estudio en los ensayos en
estado fresco se tienen valores similares, pero el TFF (Tiempo de Fragua Final)
del concreto pesado es menor en 2h en promedio con respecto al concreto patrón.
Para el estado endurecido los resultados obtenidos son similares~ sin embargo
se ha observado que durante el ensayo de rotura de probetas estos colapsan en
forma explosiva no ocurriendo esta con el concreto patrón. El alcance de la
presente investigación es haber obtenido concreto pesado de calidad· tanto al
estado fresco como al estado endurecido, garantizando su facilidad en la
fabricación y colocación, la que nos permitirá usarlo en las diversas obras de
ingeniería que requieran este tipo de concreto pesado orientado hacia las
construcciones de Centros Nucleares, Salas de Rayos X, Tomografía,
Mamografía, Radiografía Dentales, etc. La importancia del presente trabajo de
investigación se orienta hacia el uso de la baritina (sulfato de bario) como una
de las soluciones para la fabricación de concretos densos, principalmente a que
en nuestro país existe ese mineral la cual se recurrirá según la necesidad.
Miñano A. y Patiño A. (2015), sostienen en su tesis que elaborando un diseño de

concreto de alta densidad empleando como materia prima la roca de baritina,
cuya característica es su elevada densidad; permite atenuar el paso de los rayos
ionizantes. Se aplicaron diversos ensayos y análisis de las características físicas
del mineral de bario, para hallar el porcentaje de humedad, absorción,
granulometría y densidad del agregado que se empleó para el diseño del concreto
de alta densidad. Finalmente, la investigación determina que sí existe una
atenuación considerablemente mayor a los rayos ionizantes, debido a que se está
empleando, en su integridad, los agregados de bario, tanto arena gruesa como
fina; también se concluye que la roca de bario, además de pasar la prueba de
abrasión Los Ángeles dentro de lo normado, se obtuvo concretos estructurales,
11
hasta 331.65 kg/cm2, con un diseño de mezcla calculado para 210 kg/cm2, a los
28 días de curado.
2.2.2. Investigaciones internacionales
Alayón, Y. y Álvarez E. (2008), en su tesis nos menciona otra alternativa para obtener
concreto pesado, en este trabajo se sustituyó parte del agregado fino por mineral
de hierro, el cual se encuentra en la naturaleza formando Hematita Fe2O3. Para
realizar el diseño de mezcla, se sustituyó proporcionalmente el 30, 40 y 50% del
volumen total de la arena por mineral. La piedra utilizada tenía tamaño máximo
de 1½”. Se calcularon para estas mezclas, valores numéricos de asentamiento,
resistencia, peso unitario y módulo de elasticidad, los cuales fueron comparados
con los obtenidos en una mezcla de concreto normal elaborada con los mismos
materiales empleados para dosificar el concreto pesado. El concreto pesado,
desarrolló resistencias tempranas a los 7 días, para finalmente a los 28 días
arrojar valores de resistencia entre los 273.51, 281.93 y 300.10 kg/cm2 para las
mezclas con 30, 40 y 50% de sustitución respectivamente. Comparando ambos
resultados y tomando como referencia las especificaciones de las normas
COVENIN se pudo observar que son aceptables. Además, la resistencia de
diseño fue de 250 kg/cm2, y la alcanzada por el concreto convencional de 282.74
kg/cm2. El promedio de las densidades de la muestra patrón estuvo en 2373
Kg/m3, y las elaboradas con hematita, se ubicaron entre 2521 y 2655 kg/m3.
En lo que al comportamiento elástico respecta, los concretos elaborados con
mineral resultaron ligeramente menos deformables que el concreto
convencional. De igual manera las mezclas demostraron ser trabajables y fluidas
al medir sus respectivos asentamientos. Como conclusión se observa que los
concretos elaborados con hematita son más densos que aquellos elaborados sin
mineral. En esta investigación, se aportan valores referenciales que caracterizan
el comportamiento de las mezclas de concreto pesado elaboradas con mineral de
hierro.
12
Alvarez, L. (2009), sostiene en su tesis que la escoria proveniente de la planta de la
Compañía Guatemalteca del Níquel (CGN) en el Estor, Izabal, es un residuo
impuro o desecho, que aparece en el proceso de producción de níquel y surge de
la combinación de hierro y níquel, éste material posee características físicas
similares a las de un agregado fino pétreo. En éste trabajo, debido a su similitud
a la arena de río, el material fue tratado y ensayado como un agregado fino
pétreo. El desarrollo experimental se realizó con base a especificaciones y
procedimientos indicados por las normas de la Sociedad Americana para el
Ensayo de Materiales (por sus siglas en ingles ASTM), aplicables tanto para la
grava como para la arena, haciendo énfasis en el agregado fino y caracterizando
sus propiedades físicas, mecánicas y químicas. Dichos ensayos fueron realizados
en el Centro de Investigaciones de Ingeniería (CII). Los análisis de los resultados
para el material determinaron según normas que la escoria es un material inocuo,
y posee características físicas químicas y mecánicas comparables a las de un
agregado fino pétreo. En tanto al análisis en el comportamiento de la escoria
como agregado fino en el concreto, ésta no presentó alteraciones en un período
de 28 días, en la alcalinidad del concreto, y su resistencia de diseño.
Pérez S. (2004), sostiene en su tesis que un Hormigón pesado tiene como función
principal ser un blindaje frente a ondas radiactivas, está compuesto por áridos
de alto peso específico provenientes de los materiales o metales. El resultado de
la inclusión de áridos de alta densidad se refleja en hormigones de densidades
superiores a los 4,0 gr. /dm3 según el árido utilizado. Para el diseño de cualquier
estructura de blindaje, se deben realizar los correspondientes ensayos de
laboratorio para determinar su propio coeficiente de absorción.
Chara H. y Molina F. (2017), propusieron en su tesis diseñar mezclas de concreto según

la metodología propuesta por el ACI 211.4 para las resistencias a la compresión
de 420, 500, 600 y 700 kg/cm2, utilizando tres tasas de dosificación de aditivo
nanosílice de 0.8%, 1.0% y 1.2% en peso de cemento para cada resistencia, y
tomando en cuenta parámetros como por ejemplo el revenimiento en el rango de
6 a 9 pulgadas para los concretos con aditivo y de 1 a 2 pulgadas para los
13
concretos patrón (sin aditivo), que sirvan para establecer propiedades del
concreto como su trabajabilidad y consistencia. Para definir las dosificaciones
de aditivo nanosílice se usó la recomendación del fabricante que establecía un
rango de 0.8% a 1.2% y las dosificaciones de los agregados se partió según la
metodología de diseño del comité ACI 211.4, se realizaron mezclas de prueba
para definir el porcentaje de reducción de agua de mezclado que genera el
aditivo nanosílice, considerando la trabajabilidad de estas. Después de tener las
dosificaciones adecuadas, se precedió al preparado de cada una de estas,
realizando los siguientes ensayos al concreto en estado fresco: revenimiento
(slump), contenido de aire, temperatura y peso volumétrico; posteriormente se
realizaron ensayos al concreto en estado endurecido: resistencia a la compresión
a 7, 14 y 28 días de edad; y la resistencia a la tracción por compresión diametral
a los 28 días de edad. Finalmente se obtuvo n más óptima de aditivo nanosílice
el cual varía según la resistencia de diseño.
2.3. Estructura Teórica y científica que sustenta el estudio
2.3.1. Cobre
Es un metal en transición de color rojizo con brillo metálico se caracteriza por

ser uno de los mejores conductores de electricidad debido a su alta conductividad
eléctrica, así como también la capacidad de deformarse sin romperse teniendo un buen
comportamiento de ductilidad y maleabilidad, una buena resistencia a la corrosión y
facilidad de fabricación.
Posee una densidad teórica de 8.96 g/cm3, tiene una dureza en escala MOHS de
3.0. Posee una conductividad térmica de 400 W/ (K.m) que es una alta conductividad
de calor.
2.3.2. Circuito del Cobre
Tostación
Proceso al que es sometido los lechos de fusión de cobre para eliminar las
cantidades de arsénico, azufre plomo que son elementos volátiles y nocivos que
14
contaminan el cobre. Los gases y polvos producidos en esta etapa se pasan a través de
ciclones recuperadores de polvo y luego a un sistema de cottrell de arsénico donde se
recupera como Trióxido Arsénico (As203).
Fundición
La Calcina producto del proceso de tostación pasa al proceso de fundición en
hornos de reverbero donde son separados los sulfuros metálicos de la escoria que se
extrae por el lado opuesto del horno y la mata adecuada por delante del horno, para ser
cargada hacia los convertidores para eliminar el hierro y el azufre presentes.
Conversión
El proceso de conversión a cobre se lleva a cabo en dos etapas:
1) La eliminación del hierro de la mata por oxidación o soplado con aire a FeO, según:
FeS + 3O2 = 2FeO + 2SO2
También se suceden las siguientes reacciones (Por exceso de O 2)
2Cu2S + 3O2 = 2Cu2O + 2SO2
El Cu2O reacciona con el FeS:
Cu2O + FeS = Cu2S + FeO
2) Durante la segunda etapa de insuflación con aire, el azufre en el Cu 2S es oxidado a
SO2, dando Cu2O que reacciona con el Cu2S remanente y da cobre metal, según:
Cu2S + 2 Cu2O = 6 Cu + SO2
El cobre producido o Blíster es vertido en tazas especiales y se transfiere al horno de

retención para proceder al moldeo. La escoria de convertidor tiene la siguiente
composición:
SiO2 (%/) FeO (%) Al2O3 (%) Cu (%)
17 – 28 60 – 70 3 1.5 - 2.5
Pre-refinado
El cobre Blíster tiene muchas impurezas como: Fe, S, O, Se, Te, Bi, Ni, As, Sb,
Pb y metales preciosos como Ag y Au; los cuales aún en cantidades pequeñas afectan
adversamente las propiedades mecánicas del cobre, especialmente la ductibilidad
15
eléctrica. La temperatura de trabajo es de 1130 a 1170ºC, siendo las operaciones:
cargado, fusión, oxidación, reducción y moldeo.
La oxidación al cobre:
4 Cu + O2 2 Cu2O
El Cu2O se esparce a través del volumen del metal fundido oxidando las impurezas
disueltas:
M + Cu2O MO + 2 Cu
Los óxidos de las impurezas flotan en la superficie formando una capa de escoria que
se retira del horno.
Refinado
Los ánodos preparados se colocan en un tanque que contiene el electrolito
formado por sulfato de cobre (45 -50 g/l Cu) y ácido sulfúrico (120 -140 g/l H2SO4). De
este proceso se obtiene un catodo de cobre refinado al 99.98% de pureza, que se
comercializa en forma de catodos y barras de alambre.
2.3.4. Propiedades de la escoria de cobre
Es el residuo masivo producto de los procesos piro-metalúrgicos de alto horno en las

fundiciones. Esta se forma en el proceso de fusión de concentrados de cobre, la cual se
separará de la mata para ser desechada. Este material vítreo se torna de coloración
oscura debido al proceso químico pasado. (Ver figura 1)
Figura 1 : Escoria de Cobre

Fuente: Elaboración Propia
16
2.3.5. Tipos de escorias de cobre según su proceso
Escorias de reverberos
En este reactor, las pérdidas mecánicas en las escorias van desde un 65 a un 80%
del total, el resto corresponde al cobre oxidado y sulfurizado soluble, y, en el caso del
reverbero, la mayor parte del sulfídico. Durante el reciclaje de esta escoria ocurre una
reducción de los óxidos de hierro y cobre mediante los sulfuros contenidos en el mate
del horno del reverbero. Existe una tendencia, en algunas fundiciones, de tratar a las
escorias de conversión separadamente, lo que ha significado una reacción importante de
las pérdidas de cobre y mayores tonelajes de producción.
Escorias de horno flash y procesos de fusión conversión continuos

Cuando se emplea un tratamiento separado de la escoria cuando el grado de las
matas es del orden del 60-65% de cobre no se necesita un control tan riguroso de las
escorias extraídas del reactor de fusión. Cuando el cobre se produce directamente a
partir del concentrado en una sola etapa, las escorias contienen desde 9-12% de cobre.
Cerca de la mitad del cobre está disuelto como óxido y el resto atrapado como mata o
cobre metálico. (Ver figura 2).
Figura 2: Proceso de fusión en horno de fusión flash.
Fuente: El cobre, metalurgia extractiva (Biswas & Davenport, 1993)
Escorias de convertidor
Igualmente, como en el caso de la fusión, las escorias de conversión tienen
partículas de cobre disuelto como sulfuros y óxidos (mayormente óxidos), mata y cobre
atrapados mecánicamente. En algunas fundiciones se practica, hoy en día, el tratamiento
17
de escorias por flotación y se comienza en otras a practicar la limpieza en horno
eléctrico. En la operación de convertidores, para asegurar una buena escoria, es
importante considerar una adición apropiada de fundentes relativas al flujo de aire
utilizado.
2.3.6. Situación actual de la escoria de fundición en el Perú
Actualmente en el Perú existen vertederos con volúmenes de escorias de

fundición calculados en millones de toneladas y esta cifra va en aumento con los
depósitos nuevos generados cada año. Estos volúmenes ocupan grandes áreas de terreno
favorables para el cultivo en zonas alto andinas como La Oroya (Junín), así como
también generan un mayúsculo impacto ambiental en las zonas costeras como Ilo
(Moquegua) tanto en los suelos, el mar, los ríos, como también una pronunciada
contaminación visual de los paisajes y espacios.
2.3.7. Impacto Ambiental de principales fundiciones en el Perú
Fundición Southern Perú

En los últimos años se ha realizado estudios de impacto ambiental para
determinar los daños generados por desechos de estas fundiciones como indica en la
Tabla 1 en el caso de la fundición de cobre ubicada en la provincia de Ilo (Moquegua).
Tabla 1: Principales desechos contaminantes de la fundición de cobre SPCC (Ilo)
Fuentes: “Agua minería y contaminación: Caso Southern Perú” (Doris Balvín Díaz, 1995)
18
Efecto sobre el ecosistema marino
Los desechos de la fundición de cobre como son los gases, escorias y agua
procedente del enfriamiento de barras de cobre han producido una fuerte contaminación
en el ecosistema marino del tipo físico químico y biológico en las fundiciones de
Southern Perú (Ver Figura 3).
La descarga de esta escoria sobre el lecho marino en años pasados ha modificado la

geomorfología del litoral en una longitud de 6 km produciendo contaminación marina
en las playas de Ilo, teniendo por lo tanto repercusiones tales como la reducción de áreas
de pesca artesanal, la destrucción del hábitat natural de millones de especies y la
presencia de estos residuos en la arena de las playas.
Figura 3: Empresa Southern Perú Copper Corporation, Ilo(Moquegua)

Fuente: Diario La República.
Fundición La Oroya
En el caso de la fundición de La Oroya las escorias metalúrgicas son desechadas
y almacenadas por millones de toneladas en la zona contigua de Huanchán. Estudios
medioambientales arrojan resultados negativos por esta acción.
Efecto sobre el ecosistema fluvial

Elementos de plomo, zinc, cobre entre otros se encuentran presentes en las aguas
del rio Mantaro luego de una precipitación pluvial, llegando a valores muy elevados en
las zonas cercanas al este depósito de Huanchán (Ver figura 4). Este impacto
imposibilita la vida en este medio acuático, así como el uso de sus aguas para el riego.
19
Figura 4: Depósito de Escorias de Huanchán (La Oroya)
Fuente: Google Maps
2.3.8. Composición química de la escoria de cobre
La composición química de la escoria de cobre que vamos a utilizar para el

presente trabajo de investigación es obtenida de la empresa de fundición
INVERSIONES FIMS EIRL de Huachipa, quien nos brindó la ficha técnica de nuestro
agregado certificado por el Laboratorio de Investigaciones y certificaciones
(LABICER-UNI). En la Tabla 2 se puede observar la composición química de nuestro
agregado a utilizar.
Tabla 2: Composición química de la Escoria de cobre
Fuente: Universidad Nacional De Ingeniería – Informe Técnico N°1650 – LABICER
20
2.3.9. Principales usos de la Escoria de Cobre
Este residuo metalúrgico no tiene un uso industrial masivo, sin embargo, se

puede aprovechar su uso en:
 Arenado, pulido y limpieza por chorro abrasivo en las superficies de las

estructuras metálicas proyectadas por equipos de granallado por aire
comprimido. La escoria es la partícula más abrasiva y más usada en comparación
con los métodos tradicionales como son chorro de vidrio o partículas de
polímero, entre otros
 Gravilla en las bases granulares en la construcción de carreteras. En Europa y
Estados Unidos ya se empezó a usar ampliamente para enriquecer las capas de
base sub-base y subrasante en carreteras y autopistas.
 Recuperación de cobre a partir de su escoria por métodos de separación por
flotación, permitiendo el máximo aprovechamiento del metal y su optimización
en procesos productivos en el campo de la metalurgia.
 Balasto para líneas de ferrocarriles que cumple funciones como amortiguar
vibraciones, distribuir homogéneamente las presiones de la vía al terreno, y
drenar de aguas pluviales.
 Bloques moldeados de concreto con escoria prefabricados para muros
divisorios, estructurales o de retención. Lo cual aporta significativa reducción
de costo de materiales y aumenta significativamente la impermeabilidad.
 Ladrillos refractarios, para construcción de muros en hornos de fundición,
calderas industriales, hornos rotatorios de cementera entre otros, por su baja
conductividad térmica capaz de resistir altas temperaturas sin alterar sus
propiedades físicas, químicas y mecánicas.
 Terraplenes y rellenos localizados, ya que se extiende y compacta fácilmente y
tiene una densidad de compactación mucho menor a los agregados
convencionales. Su uso es muy adecuado para el proceso de estabilización de
suelos húmedos y blandos que son los primeros procesos constructivos del
terraplén.
21
 Lana de roca o de escoria, utilizado principalmente como aislante térmico
presentado en paneles para proteger estructuras, así como tuberías, suelos,
puertas y tabiques tanto para temperaturas altas como bajas y protección pasiva
contra incendios en el sector inmobiliarias o donde la resistencia al fuego
represente un riesgo crítico.
2.3.10. Radiación electromagnética
La radiación electromagnética es una onda, está formada de campos eléctricos y

magnéticos, que se propagan a través del espacio en forma de ondas portadoras de
energía. Estas ondas no necesitan un medio de transmisión, únicamente necesitan el
espacio para poder propagarse.
2.3.11. Ionización
Es un proceso químico y eléctrico el cual genera una carga electromagnética, es

un proceso por el cual los átomos o moléculas eléctricamente neutras se convierten en
átomos o moléculas con carga ionizante. La ionización es una de las principales formas
de la radiación, como las partículas cargadas y los rayos X, transfiere su energía a la
materia.
2.3.12. Rayos X
Según la investigación de Gonzales J. (2010). Se sostiene que “son radiaciones

electromagnéticas cuya longitud de onda va desde los 10 nm hasta los 0.01 nm, cuando
la longitud de onda de los rayos x es menor, mayor es su energía y por lo tanto su poder
de penetración es muy alta. Se propagan mediante un movimiento ondulatorio es decir
por ondas a las cuales se les denomina ondas electromagnéticas, debido a que se
originan por la perturbación de campos eléctricos y magnéticos”. (p.15)
2.3.13. Magnitud y unidades de radiación
La cantidad de energía que se deposita en el tejido vivo se expresa en términos

de una magnitud: Dosis.
22
Las magnitudes dosimétricas se expresan dependiendo de que parte del cuerpo
y que proporción está siendo expuesto la radiación:
La Dosis Absorbida es la cantidad de energía de la radiación absorbida por

kilogramo de tejido, se expresa en Gray (Gy).
La Dosis Equivalente es el efecto de los tipos de radiación (alfa, beta, gamma)

en el tejido, se expresa en Sieverts (Sv).
La Dosis Efectiva, toma en cuenta la susceptibilidad del tejido al daño, y se

expresa como la Dosis Equivalente por el factor de ponderación al tejido. Su magnitud
se expresa en Sieverts (Sv).
2.3.14. Efectos biológicos de la radiación ionizante
Según la investigación del Programa de Naciones Unidas para el Medio

Ambiente (PNUMA, 2016): “La radiación puede adoptar la forma de partículas
(incluyendo partículas alfa, partículas beta y neutrones) o de ondas electromagnéticas
(rayos gamma y rayos X), todos con diferente energía. Las diferentes energías de
emisión y tipos de partículas tienen distinto poder de penetración y, por tanto, causan
diferentes efectos sobre la materia viva.
Figura 5: Poder de penetración de diferentes tipos de radiación.
Fuente: PNUMA (2016), Radiación – Efectos y Fuentes.
23
Como se puede apreciar, los rayos X y los rayos Gamma son los de mayor capacidad de
penetración al tejido u algún material con menor densidad” (p.9). (Ver Figura 5)
La relación que se utiliza en la radiología es la relación dosis/respuesta en donde se

observa los niveles de dosis de radiación y la magnitud observada (Ver Figura 6). Dicho
rango dosimétrico mediante la exposición de la radiación depende del tipo de radiación
(alfa, beta, gamma) y el tiempo de exposición. Según el estudio de la UNSCEAR para
el Programa de Naciones Unidad para el medio ambiente (PNUMA,2016): “Para la
evaluación de los niveles de dosimetría se utiliza para practicas medicas las Dosis Bajas
y la Dosis muy baja que están expresados en estos rangos:
Figura 6: Poder de penetración de diferentes tipos de radiación.
Fuente: PNUMA (2016), Radiación – Efectos y Fuentes.
Los efectos en la salud después de una exposición a la radiación se definen aquí como
efectos tempranos o tardíos en la salud. Generalmente, los efectos tempranos se
observan mediante el diagnóstico de síndromes clínicos en individuos; y los efectos
tardíos como el cáncer mediante estudios epidemiológicos a través de la observación de
un aumento en la ocurrencia de una patología en una población determinada.” (p.12)
24
2.3.15. Interacción de radiaciones con la materia
La radiación se emplea de 2 formas: la penetración de la materia y el depósito de energía,

lo cual genera una disminución de los fotones. A esta disminución se le conoce como
atenuación de la radiación. En el proceso de emisión, se producen 3 mecanismos de
interacción con la materia: Efecto fotoeléctrico, efecto Compton y producción de pares
electrón- positrón.
En el efecto fotoeléctrico: Es la acción que tiene un fotón al interactuar con el electrón

de un átomo, por lo que transfiere su energía, desapareciendo el fotón original y
generando en el electrón una energía cinética, con la cual se desliga del átomo.
En efecto Compton: Es el choque del fotón con el electrón del átomo generando que el
fotón pierda energía y se desvíe en una nueva dirección, así como también el electrón
es liberado y genera su energía cinética.
En el efecto de pares. Cuando el fotón se acerca al campo eléctrico de un núcleo de un

átomo, se transforma en par electrón - positrón.
2.3.16. Atenuación de los Rayos X y Gamma.
Al utilizar la intensidad incidente se toma en cuenta las recomendaciones de la norma

NT IR.003.2013 y IR 01.01. Es la disminución de la intensidad que se genera cuando la
radiación ionizante interactúa con un objeto que tiene una densidad determinada que se
denomina el atenuador. El objeto atenuador cumple la función de dispersar parte de la
radiación hacia otra dirección, lo cual reduce la intensidad original. Se puede medir la
atenuación de la radiación de un material usando:
𝐼 = 𝐼0 ∗ 𝑒 −µ𝑥
Dónde:
e: base de logaritmo natural.
µ: coeficiente lineal de atenuación (cm-1); x: espesor del material.
I0: Intensidad de la radiación incidente.
25
Figura 7: Atenuación Lineal.
Fuente: Elaboración propia.
En la Figura 7 se aprecia la perdida de intensidad debido a la perdida de fotones en la

materia a irradiar, y por consiguiente la intensidad atenuada por el material según la ley
de atenuación exponencial.
2.3.17. Capa hemirreductora (HVL – Half Value Layer)
Es el parámetro que caracteriza la calidad del haz de rayos x. Es el espesor necesario de

un material para reducir la intensidad del Haz de radiación a la mitad. Normalmente se
expresa en mm o cm y se puede definir como el grueso del material absorbedor ideal
para reducir la intensidad inicial al 50%. Dos capas hemirreductoras la reducen al 25%,
y así sucesivamente, n capas hemirreductoras la reducen por un factor de 0.5 n .
2.3.18. Análisis de Pixel
En términos de radiología se refiere a pixel como elemento básico para la construcción

de una imagen radiológica a través de un conversor analógico-digital que cuantifica en
niveles de grises la señal eléctrica. Según la Sociedad Española de Física Médica
(2004):” El tamaño del pixel depende del barrido del haz láser y fundamentalmente del
tamaño de dicho haz. Un haz láser más fino puede recoger luz de una zona más pequeña
dando lugar a una matriz con más puntos y mayor resolución”. (p.79)
26
2.4. Definición de términos básicos
2.4.1. Concreto pesado
Es aquel concreto con densidad sustancialmente más alta (mayor a 2700 kg/m3)
que el realizado con agregados de peso normal, por lo común, obtenido por el uso de
agregados pesados y que se usan en especial para blindaje contra la radiación en áreas
de diagnóstico médico, centros nucleares, laboratorios de bio-tecnología entre otros.
2.4.2. Escoria de cobre
Cendoya P. (2009) sostiene que “las escorias de fundición de cobre son residuos
industriales provenientes de la fundición del cobre las cuales procesadas en forma de
granallas y sometidas a un proceso de molienda adquieren características similares a las
de un árido fino.” (p.1)
2.4.3. Dosificación del concreto pesado
Son las proporciones de los componentes del concreto pesado tales como: agua,
cemento, agregado grueso, agregado fino, aire incorporado, aditivos y adiciones, con el
fin de obtener la resistencia y durabilidad más óptimas.
2.4.4. Trabajabilidad del concreto
Es la propiedad del concreto en estado fresco que determina la homogeneidad

con que puede ser mezclado, transportado, compactado y colocado, la consistencia de
la mezcla está definido por el grado de humedecimiento de la misma, pueden ser secas,
plástica o fluida, siendo la consistencia más optimas las de mayor fluidez debido a su
plasticidad.
2.4.5. Asentamiento del concreto.
Es un parámetro importante del diseño del concreto que influye su trabajabilidad

y fluidez, en estado fresco y también influye en la resistencia en estado endurecido.
27
2.4.6. Densidad del concreto
Kosmatka S., Kerkhoff B., Panarese W. y Tanes J. (2004) en su investigación

sostienen que “El peso específico del cemento (densidad, peso volumétrico, peso
unitario, masa unitaria) se define como el peso de cemento por unidad de volumen de
los sólidos partículas, excluyéndose el aire entre las partículas. La masa específica se
presenta en mega gramos por metro cúbico o gramos por centímetro cúbico (el valor
numérico es el mismo en las dos unidades).” (p.67)
2.4.7. Resistencia a la compresión
La resistencia a compresión se puede definir como la capacidad máxima del

concreto a la carga o fuerzas axiales al cual se le hace el ensayo. Normalmente, se
expresa en kilogramos por centímetros cuadrados (kg/cm2) a una edad de maduración
de 28 días.
2.4.8. Resistencia a la tracción
Resistencia a la que es sometido un cuerpo bajo un esfuerzo axial que tiende a

elongarlo hasta producir su rotura. Esta resistencia está directamente relacionada con la
resistencia a la compresión y también es ensayada a una edad de 28 días.
2.4.9. Transmisión de radiación
Son las ondas electromagnéticas generadas por las fuentes del campo
electromagnético que se propagan a la velocidad de la luz a través del espacio
transportando energía de un lugar a otro.
2.4.10. Radiación ionizante
Cherry R. (1998) sostiene que “la Radiación ionizante consiste en partículas

incluidos los fotones, que causan la separación de electrones de átomos y moléculas.
Pero algunos tipos de radiación de energía relativamente baja, como la luz ultravioleta
solo pueden originar ionización en determinadas circunstancias.” (p.2).
28
2.4.11. Blindaje de concreto.
Es el material interpuesto entre la fuente de emisión de radiación y el receptor,

que cumple la función de reducir o atenuar la radiación. De cumplir con ciertas
características como una alta densidad, así como un espesor considerable.
2.4.12. Grado de atenuación del concreto
Es en medición, el porcentaje de disminución de la transmisión de las

radiaciones en el espesor de concreto mediante la dosimetría. También se define como
la relación que existe entre la intensidad de radiación atenuada y la intensidad de
radiación incidente.
2.4.13. Ensayo no destructivo
Bunge J. y Magallanes D. (2011) sostienen que “como concepto, un Ensayo No

Destructivo consiste en la aplicación de ciertas pruebas sobre un Objeto, para verificar
su Calidad sin modificar sus propiedades y estado original. Estas pruebas, permitirán
detectar y evaluar discontinuidades o propiedades de los materiales sin modificar sus
condiciones de uso o aptitud para el servicio.” (p.3).
2.4.14. Ensayo Radiológico de materiales
Gonzales A. (1995) en su tesis afirma que el ensayo radiológico de materiales

está basado en la absorción diferencial de la penetración de la radiación por la pieza de
prueba que está siendo inspeccionada. Debido a las diferencias en la densidad y grosor
de la pieza, son distintas en las características de absorción y, por tanto, diferentes
porciones en la pieza de prueba, absorben diferentes cantidades de radiación. (p.21).
29
2.5. Fundamentos teóricos que sustentan a las hipótesis
En la Figura 8 se demuestra el esquema donde relacionamos nuestras variables dependientes con variables independientes.
Resistencia, Durabilidad
Cemento Relacion a/c Resistencia del Concreto
Fluidez de la mezcla
Agua
Concreto de Brinda: Densidad de agregados Dosificacion de agregados Densidad de los
Mezcla de Concreto Agregado alta Dosificacion de escoria de cobre agregados
Granulometria obtenida de
densidad Alta densidad del agregado de
agregados Densidad de la escoria
escoria de cobre Granulometria obtenida de la de cobre Producto Final
Aire escoria de cobre
Resistencia a congelacion-deshielo
Aditivo
Adiciones Trabajabilidad y curado
Reduccion de transmision de radiacion ionizante Grado de atenuacion de

radiaciaciones ionizantes
Figura 8: Mapa conceptual de relación de las variables dependientes, independientes e indicadores
30
2.6. Hipótesis
2.6.1. Hipótesis general
Al realizar el diseño de mezcla de concreto de alta densidad reforzado con

escoria de cobre se aumenta las propiedades mecánicas y de atenuación a las
radiaciones ionizantes.
2.6.2. Hipótesis específicas
a) Al realizar una mayor dosificación de la mezcla del concreto sustituyendo

parte del agregado fino por la escoria de cobre aumenta la densidad del
concreto.
b) Al realizar un mayor porcentaje de escoria de cobre con respecto al
agregado fino en la mezcla se aumenta la resistencia del concreto.
c) Al realizar un mayor porcentaje de dosificación de escoria de cobre en
agregado fino en la mezcla de concreto se aumenta la atenuación de la
radiación ionizante.
2.7. Variables
2.7.1. Variables Independientes
-Diseño de concreto de alta densidad reforzado con escoria de cobre.
2.7.1.1. Dimensión X: Dosificación del concreto pesado reforzado con

escoria de cobre.
La dosificación del concreto pesado se obtendrá aplicando en el diseño
de mezcla el método de combinación de agregados para la obtención de la
cantidad de material a utilizar en la composición del concreto que son el
agregado fino, agregado grueso, agua y cemento. En el agregado fino se
sustituirá el material de la escoria de cobre dependiendo de la dosificación
que se deba realizar.
31
2.7.2. Variable Dependiente
-Transmisión de la radiación ionizante
2.7.2.1. Dimensión Y1: Densidad del concreto pesado

Es la relación de la masa y volumen del concreto endurecido que
ocupa como testigo para los ensayos de resistencia y radiación.
2.7.2.2. Dimensión Y2: Resistencia del concreto pesado reforzado con

escoria de cobre
Es la capacidad que tiene el concreto pesado para soportar al estar
sometido a un ensayo de compresión axial. Existe una relación directa entre
la densidad y su resistencia.
2.7.2.3. Dimensión Y3: Atenuación de la radiación ionizante

Son las pruebas dosimétricas realizadas al concreto prototipo desde
una fuente radioactiva para una evaluación radiológica no destructiva al
concreto, en este caso placas, para medir mediante porcentajes la atenuación
de las radiaciones ionizantes que ejerce el espesor de la misma, para su
posterior análisis y resultados de la investigación.
32
2.8. Operacionalización de variables
En la Tabla 3 se observa la operacionalización de las variables de estudio.
Tabla 3: Operacionalización de variables.

Matriz de Operacionalizacion de variables
Variables Dimensión Indicadores Indices Medición
1.- Realizar el diseño de mezcla de concreto con adición de escoria de cobre con
distintos porcentajes de aplicación, utilizando la relación a/c en todas las
Agregados dosificaciones. Kg.
2.Analizar las propiedades físicas de los agregados
1.- Según el diseño de mezcla por método de combinación de agregados, se usa la

V.I. Diseño de concreto alta misma relación de agua/cemento para todas las dosificaciones propuestas que seran
X: Dosificación del concreto pesado
densidad reforzado con escoria de Relacion a/c evaluadas. lt/kg
reforzado con escoria de cobre
cobre.
1.- Evaluar el nivel de consistencia de nuestras diferentes dosificaciones, mediante el

ensayo de cono de Abrams, para evaluar el asentamiento del concreto e indicar su
Asentamiento del concreto trabajabilidad. Pulgadas
1.- Realizar los ensayos de pesos unitarios en estado endurecido de cada dosificación
con porcentajes de diferentes de escoria de cobre.
Peso Unitario Seco 2.-Analizar los diferentes pesos unitarios si influyen en las propiedades mecánicas del Kg/m3
concreto.
Y1: Densidad del concreto pesado 1.- Realizar los ensayos de pesos unitarios compactados en estado fresco de cada
dosificación con porcentajes de diferentes de escoria de cobre en estado fresco y
Peso Unitario Compactado endurecido utilizando la varilla para compactar. Kg/m3
2.- Analizar los diferentes pesos unitarios si influyen en las propiedades mecánicas del
concreto.
1.- Ensayos a la resistencia a la compresión.
2.- Realizar tablas,, gráficos y análisis estadístico de los resultados obtenidos en
Resistencia a la Compresión diferentes edades de pruebas. Kg/cm2
V.D. Transmisión de radiación Y2: Resistencia del concreto pesado
ionizante. reforzado con escoria de cobre 1.- Ensayos a la resistencia a la tracción por compresión diametral
2.- Realizar tablas,, graficos y analisis estadistico de los resultados obtenidos en
Resistencia a la Tracción diferentes edades de pruebas. Kg/cm2
1.- Ensayos de irradiación que se aplicará a las placas.

2.- Evaluar los resultados de la fuente de radiación a la placa de diferentes espesores.
Irradiacion Directa 3.- Evaluar el porcentaje de disminución de fotones que sufre la fuente de energia de µGy (%)
rayos x al interactuar con el material de concreto con diferentes espesores.
Y3: Atenuación de la radiación
ionizante en el concreto 1.- Evaluar por medio del grado de ennegrecimiento los valores promedios de pixels.
2.-Determinar la homogeneidad de la mezcla por cantidad de rayos en determinados
Grado de Homogenieidad puntos CV (%)
33
CAPÍTULO III: MARCO METODOLÓGICO
3.1. Tipo, método, nivel y diseño de la investigación
3.1.1. Tipo de la investigación
La presente investigación tuvo característica de tipo descriptivo porque

mediante la problemática se puede cuantificar y especifica las propiedades del
concreto con los resultados obtenidos mediante marcos teóricos tales como tablas,
ábacos, gráficos, porcentajes de relación los cuales serán necesarios para identificar
la densidad, resistencia y blindaje del concreto respondiendo con sustento teórico al
problema.
3.1.2. Método de la investigación.
El método es el deductivo, debido que se intenta demostrar con bases teóricos

de concreto pesado en un contexto de ser utilizado específicamente para el blindaje
de concreto, manipulando un material que es comúnmente utilizado en concreto
tradicional como el agregado fino para una mejor densidad y comportamiento de la
resistencia del concreto, la investigación es aplicada, ya que se pretende dar solución
al problema principal que es la transmisión de radiación ionizantes. El enfoque es
cuantitativo.
El trabajo de investigación tuvo enfoque cuantitativo, ya que se analiza,

diseña y describe el proceso de producción del concreto pesado reforzado con escoria
de cobre, que nos permite identificar los parámetros que intervienen en el concreto
pesado tales como la densidad de agregados, resistencia final, así como también
evaluar la durabilidad y la capacidad de blindaje que tiene este producto contra la
trasmisión de elementos radioactivos ionizantes.
34
3.1.3. Nivel de la investigación
El nivel de investigacion es de tipo correlacional ya que se explica de forma

experimental la relación entre las variables, con la incorporación de la escoria de
cobre de la mezcla de concreto se tiene relación directa con las propiedades mecánicas
y atenuantes del concreto.
3.1.4. Diseño de la investigación
De acuerdo con la investigación el diseño es experimental, debido a que se

realizó la manipulación de la variable independiente como el concreto pesado en el
laboratorio, disponerla a ensayos respectivos para evaluar los resultados de la
resistencia, la calidad durabilidad y blindaje del concreto. De acuerdo con a la
direccionalidad de la investigación es Longitudinal y Prospectiva, ya que se
recolectan cierto números testigos de concreto pesado endurecido en probetas para su
medición de la resistencia mediante ensayos, recolectando los datos para evaluar y
analizar los resultados obtenidos, el fenómeno a estudiarse es de cohorte porque se
presenta la causa y efecto que sufre el concreto al manipular un elemento dentro de
ella como el agregado fino.
35
3.2. Población y muestra
3.2.1 Población
En esta investigación se consideró la población igual a la muestra ya que se

empleó la totalidad de estas. Teniendo 144 probetas de concreto tanto patrón como
reforzadas con escoria de cobre y 18 placas de la misma manera, y teniendo como
universo el laboratorio de materiales de la Universidad Ricardo Palma para las
probetas, así como también la sala de radiodiagnóstico del Instituto Nacional de
Enfermedades Neoplásicas para el ensayo de dosimetría en las placas.
3.2.2. Diseño Muestral
En la Tabla 4 se muestra las dosificaciones del concreto al cual se añade la

escoria de cobre como sustitución del agregado fino para las pruebas
correspondientes al estudio. Estos mismos porcentajes se aplicarán tanto para los
ensayos de resistencia (compresión y tracción) como de radiación (irradiación directa
y homogeneidad de mezcla).
Tabla 4: Cantidad de diseño de mezcla.
Dosificacion de concreto reforzado con escoria de cobre

Diseño de
0% EC 15% EC 30% EC 50 % EC 80%EC 100%EC
mezcla
1 1 1 1 1 1
Total: 6 Muestras
36
En la Tabla 5 y Tabla 6 se observa la cantidad de ensayos de resistencia que
se realizará en diferentes edades de prueba ya sea en compresión y tracción.
Tabla 5: Cantidad de ensayos por edad – Resistencia de compresión
Ensayos de Resistencia a la compresion

Dias 3 7 14 28
0%EC 3 3 3 3
15% EC 3 3 3 3
30% EC 3 3 3 3
50 % EC 3 3 3 3
80% EC 3 3 3 3
100%EC 3 3 3 3
Total 72 Muestras
Tabla 6: Cantidad de ensayos por edad - Resistencia a la tracción
Ensayos de Resistencia a la Traccion

Dias 3 7 14 28
0%EC 3 3 3 3
15% EC 3 3 3 3
30% EC 3 3 3 3
50 % EC 3 3 3 3
80% EC 3 3 3 3
100%EC 3 3 3 3
Total 72 Muestras
Elaboracion: Los autores
En la Tabla 7 se tiene la cantidad de ensayos de radiación para las placas de concreto
Tabla 7: Cantidad de ensayos para dosimetría
Ensayos No destructivos - Dosimetria

Espesor de
placa - 1,5 2,0 2,5
20x20 cm
0%EC 1 1 1
15% EC 1 1 1
30% EC 1 1 1
50 % EC 1 1 1
80% EC 1 1 1
100%EC 1 1 1
Total 18 Muestras
37
3.3. Técnicas e instrumentos de recolección de datos.
3.3.1. Técnicas de investigación.
En el presente proyecto de investigación se analizó y utilizaron ensayos a cada
uno de nuestros agregados que compone el concreto pesado que son el agregado fino,
agregado grueso y la escoria de cobre, mediante métodos y técnicas de las normativas
técnicas vigentes utilizadas en el laboratorio utilizando los instrumentos para cada
uno de los ensayos realizados, recolectando los datos en nuestra instrumento de
trabajo que son los formatos y tablas para procesar los datos en software de Excel
para poder obtener resultados representativos de nuestros agregados. Finalmente, con
esos datos realizar el diseño de mezcla, y la evaluación posterior del ensayo de
testigos del concreto pesado.
3.3.2. Instrumentos.
3.3.2.1. Contenido de Humedad

La norma que establece el cálculo del contenido de humedad es la NTP
339.127.
Este método de ensayo cubre la determinación en el laboratorio del contenido

de agua (humedad) por masa en suelos, rocas y materiales similares.
Nuestro instrumento para este ensayo para todos los agregados es el siguiente
formato de la Tabla 8.
38
Tabla 8: Formato contenido de humedad de los agregados.

LABORATORIO DE ENSAYOS DE MATERIALES
CONTENIDO DE HUMEDAD
DESCRIPCIÓ N : NORMA : NTP 399.185
FECHA
PRO CEDENCIA :
HECHO
NOMBRE : POR
DESCRIPCION SIMBOLO CANTIDAD UNIDAD
PESO DE LA MUESTRA HUMEDA A
PESO DE LA TARA
PESO DE LA MUESTRA SECA+TARA
PESO DE LA MUESTRA SECA B
CONTENIDO DE AGUA (A - B)
CONTENIDO DE HUMEDAD A %
3.3.2.2. Granulometría de los agregados

La Norma Técnica Peruana establece el método para la determinación
de la distribución por tamaño de partículas del agregado fino, grueso y global
por tamizado, siendo la NTP 400.012.
Los valores indicados en el SI deben ser considerados como

estándares. La ASTM E-11 designa los tamices en pulgadas, para esta NTP,
se designan en unidades SI exactamente equivalentes.
Nuestro instrumento o formato a utilizar para este ensayo es el siguiente

formato de la Tabla 9 para el agregado fino y Tabla 10 para el agregado
grueso:
39
Tabla 9: Formato para análisis granulométrico del agregado fino y la escoria de cobre

LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES
ANALISIS GRANULOMÉTRICO DEL AGREGADO FINO-F1
TIPO DE AGREGADO NORMA

PROCEDENCIA FECHA
NOMBRE DE LA MUESTRA
TESISTAS
PESO DE MUESTRA
Peso % Retenido
Malla % Retenido % que pasa Especificaciones
Retenido (gr) Acumulado
3/8" 100 100
N° 4 95 100
N° 8 80 100
N° 16 50 85
N° 30 25 60
N° 50 10 30
N° 100 2 10
Fondo
Total
mf :
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
3/8" N° 4 N° 8 N° 16 N° 30 N° 50 N° 100
40
Tabla 10: Formato para análisis granulométrico del agregado grueso.
41
Gracias al análisis granulométrico realizado, podemos obtener los
módulos de fineza mediante la regla dada:
Para el agregado fino y escoria de cobre:
%𝑅𝑒𝑡𝑒. 𝐴𝑐𝑢𝑚𝑢𝑙𝑎𝑑𝑜(3⁄8 ", 𝑁º4, 𝑁º8, 𝑁º16, 𝑁º30, 𝑁º50, 𝑁º100)

𝒎𝒇 = ∑
100
Para el agregado grueso:
%𝑅𝑒𝑡𝑒.𝐴𝑐𝑢𝑚𝑢𝑙𝑎𝑑𝑜(3",11⁄2",3⁄4",3⁄8",𝑁º4,𝑁º8,𝑁º16,𝑁º30,𝑁º50,𝑁º100)
𝒎𝒈 = ∑
100
Así como también nuestro Tamaños Máximos Nominales de los Agregados
(TMN).
El tamaño nominal máximo viene a ser la primera malla o tamiz que retiene
más del 5% de todo el material en estudio, ya sea grava o arena.
𝑇𝑀𝑁 = 𝑀𝑎𝑙𝑙𝑎(𝑅𝐸𝑇𝐼𝐸𝑁𝐸 > 5%𝐷𝑒 𝑡𝑜𝑑𝑎 𝑙𝑎 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎)
42
3.3.2.3. Peso Unitario Suelto y Compactado de los agregados
La norma que establece el método de ensayo normalizado de Peso
Unitario es la ASTM C 138-00 y la NTP 400.017, método estándar para peso
unitario seco y compactado. El formato que se utilizó para ese ensayo es la
Tabla 11:
Tabla 11: Formato para Peso Unitario de los Agregados.

PESO UNITARIO DEL AGREGADO
TIPO DE AGREGADO : NORMA : NTP 400.017

PROCEDENCIA : FECHA :
NOMBRE DE LA
: HECHO POR
MUESTRA
PESO UNITARIO SUELTO

DESCRIPCIÓN SÍMBOLO CANTIDAD UNIDAD
PESO DE LA MUESTRA SUELTA + RECIPIENTE
PESO DEL RECIPIENTE
PESO DE LA MUESTRA SUELTA Ws
PESO DEL AGUA + RECIPIENTE
PESO DEL AGUA Wa
FACTOR DE CALIBRACION DEL RECIPIENTE f
PESO UNITARIO SUELTO PUS
PESO UNITARIO COMPACTADO

PESO DE LA MUESTRA COMPACTADA +
RECIPIENTE
PESO DEL RECIPIENTE
PESO DE LA MUESTRA SUELTA Wc
PESO DEL AGUA + RECIPIENTE
PESO DEL AGUA Wa
FACTOR DE CALIBRACION DEL RECIPIENTE f
PESO UNITARIO COMPACTADO PUC
43
3.3.2.4. Peso Específico y absorción de los agregados
La norma que establece el método de ensayo normalizado de Peso
Específico es la ASTM C 138-00 y la NTP 400.022, método estándar para
peso específico y absorción del agregado. El formato a utilizar es la siguiente
Tabla 12:
Tabla 12: Formato para Peso Específico de los Agregados.

PESO ESPECÍFICO Y ABSORCIÓN DEL AGREGADO
TIPO DE AGREGADO ; NORMA : NTP 400.022

PROCEDENCIA : FECHA
NOMBRE DE LA
MUESTRA : HECHO POR
PESO DE MUESTRA :
PESO ESPECÍFICO Y ABSORCIÓN
PESO DE LA FIOLA
PESO DE LA MUESTRA AF
PESO DE LA MUESTRA AF + PESO DE LA
PESO TARA
FIOLA + PESO DEL AGUA
PESO TARA + PESO DE LA MUESTRA AF SECA
PESO DEL AGUA W
PESO DE LA MUESTRA SECA A
VOLUMEN DE LA FIOLA V
1. PESO ESPECIFICO DE MASA (G):
𝐴
= =
2. PESO ESPECIFICO DE MASA SATURADA SUPERFICIALMENTE SECA (Gsss)
500
= =
3. PESO ESPECÍFICO APARENTE (Ga)
𝐴
𝑎 = =
(500 𝐴)
4. PORCENTAJE DE ABSORCIÓN (a%)
(500 𝐴)
𝑎% = 100 =
𝐴
44
3.7.2.5. Malla 200
La norma que establece el ensayo de Malla N°200 el ASTM C117-03.
Método de ensayo normalizado para materiales más finos que una criba
No.200 (75 μm) en agregados minerales mediante lavado.
El formato a utilizar en este ensayo es la siguiente Tabla 13:
Tabla 13: Formato para Peso Específico de los Agregados.

FACULTAD DE INGENIERIA
MATERIAL QUE PASA POR LA MALLA 200
ELABORADO POR:
TIPO DE AGREGADO NORMA NTP 400.018
PROCEDENCIA FECHA
PESO DE LA MUESTRA
PESO DE MUESTRA
PESO DE MUESTRA LAVADA Y SECADA
% QUE PASA POR LA MALLA 200
45
3.3.3. Criterio de validez y confiabilidad de los instrumentos
En la Figura 9 se utilizó el tamizador eléctrico para tamizar el agregado fino.

Equipo: Tamizador eléctrico
Marca: SOIL TEST
Modelo: 80-0445/06
Figura 9: tamizador eléctrico.
En la Figura 10 se utilizó el juego de tamices para separar las partículas en

las diferentes mallas.
Equipo: Juego de tamices
Marca: USA SIEVE ASTM E-11
Condiciones: Optimas
Figura 10: Juego de tamices para agregado fino y grueso.
46
En la Figura 11 se utilizaron las balanzas eléctricas para obtener los pesos
correspondientes.
Equipo: Balanzas
Marca: OHAUS (Agregado fino) y FERTON (Agregado grueso)
Modelo: Adventurer Pro – AV8101
Tipo: Electrónica
Capacidad: 8100 g y 150 kg respectivamente.
Condiciones: Óptimas
Figura 11: Balanzas eléctricas.
En la Figura 12 se utilizó la mix de concreto para el proceso de mezclado del

concreto en todas las dosificaciones.
Equipo: Mezcladora de concreto
Figura 12: Mezcladora de concreto.
47
En la Figura 13 se utilizó la máquina de compresión para obtener de manera
digital las resistencias al romper las probetas.
Equipo: Maquina de compresión axial electro-hidráulica digital
Marca: ELE-INTERNACIONAL
Modelo: 37-5574/06
Figura 13: Maquina de compresión axial.
En la Figura 14 se utilizó la mesa vibradora para vaciar las placas de

concreto.
Equipo: Mesa Vibradora Digital
Marca: SYTRON
Modelo: SKU: V015.HM-315
Figura 14: Mesa Vibradora para vaciado
48
En la Figura 15 se utilizó el Horno eléctrica que se utiliza en el laboratorio.
Equipo: Horno Eléctrico.
Marca: Despatch
Modelo: LEB2-1B-1
Tipo: Electrónica
Figura 15: Horno eléctrico.
49
CAPÍTULO IV: PRESENTACIÓN Y ANÁLISIS DE RESULTADOS
4.1. Características de los Agregados
4.1.1. Características del Agregado Fino
4.1.1.1. Contenido de Humedad del Agregado Fino

Se pesó el recipiente a utilizar en el ensayo para poder tener su peso
correspondiente.
Se tomó el material de diferentes partes y se mezcló hasta tener una muestra

homogénea, siendo 500 gr el peso que utilizamos, y lo echamos en el
recipiente.
Luego se pesó la muestra con el recipiente en la balanza y lo dejamos secar

en el horno por 24 horas.
Al día siguiente se tomó peso seco de la muestra más el recipiente. Se

ensayaron 3 muestras tal como en la Tabla 14, 15 y 16:
Muestra 1:
Tabla 14: Contenido de humedad de agregado fino - Muestra 1.

CONTENIDO DE HUMEDAD DE AGREGADO FINO
TIPO DE AGREGADO AGREGADO FINO NORMA NTP 399.185
PROCEDENCIA UNICON FECHA 4 de Julio del 2019

Baldoceda Perez Josue
NOMBRE Muestra 1 ELABORADO:
Vega Romero Daniel
500.00 g.
Peso de la muestra humeda A
Peso de la tara lem 026 183.00 g.
Peso de la muestra seca + tara 674.80 g.
Peso de la muestra seca B 491.80 g.
Contenido de Agua (A-B) 8.20 g.
Contenido de agua A 1.64 %
50
Muestra 2:


Vega Romero Daniel
500.00 g.
Muestra 3:


Vega Romero Daniel
500.00 g.
51
Promedio:
Tabla 17: Contenido de humedad de agregado fino - Promedio.

DESCRIPCIÓ N AGREGADO FINO NORMA : NTP 399.185
FECHA 4 de julio del 2019
PRO CEDENCIA : UNICON
HECHO BALDOCEDA PEREZ JOSUE
NOMBRE : PROMEDIO POR VEGA ROMERO DANIEL
RESUMEN PORCENTAJE DE HUMEDAD
ENSAYOS
DESCRIPCIÓ N SÍMBO LO PROMEDIO UNIDAD
F1 F2 F3
Contenido de
humedad
W 1.640% 1.540% 1.700% 1.627% %
Según la Tabla 17, se observa que el agregado fino de la cantera de UNICON

tiene un promedio de porcentaje de humedad de 1.627%.
4.1.1.2. Granulometría del Agregado Fino

Para este primer ensayo se utilizó una muestra de 500 gr.de Arena
gruesa traída de UNICON. Basándonos en La Norma Técnica Peruana (NTP)
donde indica que se debe utilizar para el Agregado Fino un mínimo de muestra
de 300 gr. Se procedió a realizar el cuarteo respectivo, separamos dos lados
opuestos y lo restante no se utiliza, del material que queda lo cuarteamos por
segunda vez y volvemos a escoger lados opuestos para así lograr una muestra
más homogénea. Asimismo, se ordenó las mallas tamizadoras 3/8”, N°4, N°8,
N°16, N°30, N°50 y N°100, y se colocó en la maquina cribadora para su fácil
desarrollo.
Se tomó el tiempo necesario para un buen tamizado con el equipo de cribado

en un rango de 2 a 3 minutos aproximadamente. Una vez tamizada la muestra
en su totalidad se procedió con la recolección de datos anotando los pesos
retenidos en cada malla. Para ello se utilizó la balanza destinada únicamente
a los agregados finos. Se recolectaron los datos de 3 muestras tal como la
Tablas 18, 19 y 20 con muestras de agregado fino:
52
Muestra 1:
Tabla 18: Granulometría del Agregado Fino - Muestra 1.

TIPO DE AGREGADO : AGREGADO FINO NORMA : NTP 400.012

PROCEDENCIA :UNICON FECHA : 1 Agosto
NOMBRE DE LA MUESTRA : F1 Baldoceda Perez Josué
HECHO POR
PESO DE MUESTRA : 500 g. Vega Romero Daniel
Peso
% % Retenido % que
Malla Retenido Especificaciones
Retenido Acumulado pasa
(gr)
3/8" 0 0 0 100 100 100
N° 4 1.8 0 0 100 95 100
N° 8 54.8 11 11 89 80 100
N° 16 124.5 25 36 64 50 85
N° 30 125.8 25 61 39 25 60
N° 50 95 19 80 20 10 30
N° 100 52.3 10 91 9 2 10
Fondo 45.8 9 100 0
Total 500 100
mf : 2.81
100
90
80
70
60 Especificaciones
Especificaciones
50 % que pasa
40
30
20
10
0
3/8" N° 4 N° 8 N° 16 N° 30 N° 50 N° 100
53
Muestra 2:


PROCEDENCIA : UNICON FECHA : 1 Agosto
HECHO POR
Peso
% % Retenido % que
(gr)
3/8" 0 0 0 100 100 100
N° 4 4.2 1 1 99 95 100
N° 8 94.6 19 20 80 80 100
N° 16 148.5 30 49 51 50 85
N° 30 124.5 25 74 26 25 60
N° 50 65.2 13 87 13 10 30
N° 100 31.4 6 94 6 2 10
Fondo 31.6 6 100 0
Total 500 100
mf : 3.26
100
90
80
70
60
50 Especificaciones
Especificaciones
40 % que pasa
30
20
10
0
3/8" N° 4 N° 8 N° 16 N° 30 N° 50 N° 100
54
Muestra 3:


HECHO POR
Peso
% % Retenido % que
(gr)
3/8" 0 0 0 100 100 100
N° 4 1.2 0 0 100 95 100
N° 8 72.7 15 15 85 80 100
N° 16 144.6 29 44 56 50 85
N° 30 119.8 24 68 32 25 60
N° 50 80.3 16 84 16 10 30
N° 100 41.9 8 92 8 2 10
Fondo 39.5 8 100 0
Total 500 100
mf : 3.02
100
90
80
70
60
50 Especificaciones
Especificaciones
40 % que pasa
30
20
10
0
3/8" N° 4 N° 8 N° 16 N° 30 N° 50 N° 100
55
Promedio de las 3 muestras de agregado fino y módulo de finura.
Tabla 21: Granulometría del Agregado Fino - Modulo de finura promedio.

ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO DEL AGREGADO FINO - PROMEDIO
DESCRIPCIÓN AGREGADO FINO NORMA : NTP 400.012
PROCEDENCIA UNICON FECHA : 11JULIO

: BALDOCEDA PEREZ JOSUE
HECHO POR
NOMBRE PROMEDIO : VEGA ROMERO DANIEL
RESUMEN ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO - FINO
DESCRIPCIÓN ENSAYOS mf PROMEDIO

F1 F2 F3
MÓDULO DE FINURA 2.81 3.26 3.02 3.03
Según la Tabla 21 se aprecia que el promedio del módulo de finura del

agregado fino es 3.03, y su tamaño máximo nominal es la malla N°4 que es
de ½”.
56
4.1.1.3. Peso Unitario del Agregado Fino
Peso Unitario Suelto del Agregado Fino
Para este ensayo fue necesario usar el molde metálico de forma cilíndrica con
un peso de 1.75 kg.
Se llenó la muestra (Agregado fino) hasta llenar en su totalidad el molde y se

enraso con la varilla. Asimismo, se limpia los bordes del molde con una
brocha pequeña.
Posteriormente se pesó el molde lleno en la balanza.
Peso Unitario Compactado del Agregado Fino
En este ensayo se utilizó el mismo molde metálico con peso de 1.75kg.
Se llenó el molde en 3 partes de su altura, en cada proporción se llenó, se

compactó con varilla dándole 25 golpes sin traspasar la capa anterior y enrasar
la parte posterior del molde.
Finalmente se procede a pesar el molde lleno con muestra compactada.
Se recolectó 3 muestras cada ensayo, en las Tablas 22, 23 y 24 se tomó las

muestras y cálculos de densidad del agregado fino:
57
Muestra 1:
Tabla 22: Peso unitario suelto y compactado del Agregado fino - Muestra 1:

PESO UNITARIO DEL AGREGADO FINO-F1

PROCEDENCIA :UNICON FECHA : 1 de julio
NOMBRE DE LA BALDOCEDA PEREZ JOSUE
: F1 HECHO POR
MUESTRA VEGA ROMERO DANIEL
PESO UNITARIO SUELTO - F1

PESO DE LA MUESTRA SUELTA + RECIPIENTE 6.03 Kg
PESO DEL RECIPIENTE 1.74 Kg
PESO DE LA MUESTRA SUELTA Ws 4.29 Kg
PESO DEL AGUA + RECIPIENTE 4.48 Kg
PESO DEL AGUA Wa 2.74 Kg
FACTOR DE CALIBRACION DEL RECIPIENTE f 364.96 m-3
PESO UNITARIO SUELTO PUS 1565.69 Kg/m3
PESO UNITARIO COMPACTADO - F2

6.63 Kg
RECIPIENTE
PESO DE LA MUESTRA SUELTA Wc 4.89 Kg
PESO UNITARIO COMPACTADO PUC 1784.67 Kg/m3
58
Muestra 2:


PROCEDENCIA : UNICON FECHA : 1 de julio
: F2 HECHO POR


6.62 Kg
RECIPIENTE
59
Muestra 3:


PROCEDENCIA : UNICON FECHA : 1 de julio
: F3 HECHO POR


6.56 Kg
RECIPIENTE
60
Promedio:
Tabla 25: Peso unitario suelto y compactado de Agregado fino - Promedio:
PESO UNITARIO SUELTO Y COMPACTADO DEL AGREGADO

FINO - PROMEDIO
DESCRIPCIÓN : AGREGADO FINO NORMA : NTP 400.017

FECHA : 1 Agosto
PROCEDENCIA : UNICON
BALDOCEDA PEREZ JOSUE
HECHO POR
NOMBRE : PROMEDIO VEGA ROMERO DANIEL
RESUMEN PESO UNITARIO SUELTO Y COMPACTADO - FINO

ENSAYOS
DESCRIPCIÓN SÍMBOLO PROMEDIO UNIDAD
F1 F2 F3
PESO UNITARIO 3
PUS 1565.69 1613.14 1562.04 1580.29 Kg/m
SUELTO
PESO UNITARIO 3
PUC 1784.67 1781.02 1759.12 1774.94 Kg/m
COMPACTADO
Se observa en la Tabla 25 que el peso unitario suelto del agregado fino es

1580.29 kg/m3 y el peso unitario compactado es de 1774.94 kg/m3.
4.1.1.4. Peso Específico del Agregado Fino
En el ensayo de peso específico del agregado fino, se trabajó con una muestra
seca. En donde para el agregado fino se seleccionó 500 gramos por medio de
cuarteo.
Se colocó la muestra seca del agregado fino en el fiola de 500ml para

posteriormente verter agua a la fiola hasta llenar su capacidad.
Luego se agitó la fiola hasta sacar el contenido de aire de la mezcla entre la

muestra y el agua. Finalmente se taró la mezcla con agua y lo ponemos al
horno.
Digitamos los datos a nuestro instrumento de trabajo en las Tablas 26, 27 y

28 se desarrolló el peso específico del agregado fino.
61
Muestra 1:
Tabla 26: Peso Específico del Agregado Fino - Muestra 1.
PESO ESPECÍFICO Y ABSORCIÓN DEL AGREGADO FINO - F1

NOMBRE DE LA
MUESTRA : F1 HECHO PORBALDOCEDA PEREZ JOSUE
PESO DE MUESTRA : 500 g. VEGA ROMERO DANIEL
PESO ESPECÍFICO Y ABSORCIÓN - F1
PESO DE LA FIOLA 149.90 g
PESO DE LA MUESTRA AF 500.00 g
PESO DE LA MUESTRA AF + PESO DE LA 649.90 g
PESO TARA: LEM 015 184 g
959.10 g
PESO TARA + PESO DE LA MUESTRA AF SECA 678.80 g
PESO DEL AGUA W 309.20 g
PESO DE LA MUESTRA SECA A 494.80 g
VOLUMEN DE LA FIOLA V 500.00 ml
𝐴
= = 2.59 g/cm3
500
= = 2.62 g/cm3
𝐴
𝑎 = = 2.67 g/cm3
(500 𝐴)
(500 𝐴)
𝑎% = 100 = 1.05 %
𝐴
62
Muestra 2:
Tabla 27: Peso Específico del Agregado Fino - Muestra 2.


NOMBRE DE LA
PESO TARA: LEM 004 277.7 g
955.60 g
𝐴
= = 2.54 g/cm3
500
= = 2.57 g/cm3
𝐴
𝑎 = = 2.62 g/cm3
(500 𝐴)
(500 𝐴)
𝑎% = 100 = 1.21 %
𝐴
63
Muestra 3:
Tabla 28:Peso Específico del Agregado Fino - Muestra 3.


NOMBRE DE LA
955.50 g
𝐴
= = 2.56 g/cm3
500
= = 2.57 g/cm3
𝐴
𝑎 = = 2.59 g/cm3
(500 𝐴)
(500 𝐴)
𝑎% = 100 = 0.54 %
𝐴
64
Promedio:
Tabla 29: Peso Específico del Agregado Fino - Promedio.

PESO ESPECÍFICO Y % ABSORCIÓN DEL AGREGADO FINO -

PROMEDIO
DESCRIPCIÓN : AGREGADO FINO NORMA : NTP 400.022

FECHA : 1 Agosto
PROCEDENCIA :UNICON
RESUMEN PESO ESPECÍFICO Y % ABSORCIÓN - FINO
SÍMBOL ENSAYOS PROMED
DESCRIPCIÓN UNIDAD
O F1 F2 F3 IO
PESO ESPECIFICO
G 2.59 2.54 2.56 2.56 g/cm3
DE MASA
PESO ESPECIFICO DE
MASA SATURADA 3
SUPERFICIALMENTE
Gsss 2.62 2.57 2.57 2.59 g/cm
SECA
PESO ESPECÍFICO
Ga 2.67 2.62 2.59 2.63 g/cm3
APARENTE
PORCENTAJE DE
a% 1.05 1.21 0.54 0.94 %
ABSORCIÓN
En la Tabla 29 se observa que la densidad del agregado fino es de 2.56

gr/cm3 y su porcentaje de absorción es de 0.94%.
65
4.1.1.5. Malla 200 del Agregado Fino.
En el ensayo de Malla 200 del agregado de escoria de cobre, se trabajó

con una muestra de 500 gramos extraída directamente del saco donde se
almacena la escoria de cobre ayudándonos de cucharas y taras del laboratorio.
Al tener los 500 gr. En la tara se agregó agua y se movió unos segundos.
Posterior a esto se vertió la parte liquida sobre las mallas eliminando así el
material que pasa por la malla 200.Se repitió tantas veces como el agua
empiece a aclarar en su totalidad (aproximadamente 30 procesos).
Una vez se haya eliminado todo el material menor a la malla 200 se regresó
lo retenido en dicha malla al recipiente original y fue pesado en la balanza
electrónica.
Consecuentemente, se llevó al horno por 20 horas para su secado y finalmente

se calculará el porcentaje de su peso seco respecto al original extraído del
saco. Se recolectó 3 muestras tales como las Tablas 30 ,31 y 32 para poder
determinar el porcentaje de malla 200:
Muestra 1:
Tabla 30: Material que pasa Malla 200 - Agregado Fino – Muestra 1.

TESISTA BALDOCEDA PEREZ JOSUE GIORDAN,VEGA ROMERO DANIEL

TIPO DE AGREGADO FINO NORMA NTP 400.012
PROCEDENCIA CANTERA UNICOM FECHA 20/07/2019
PESO DE LA MUESTRA 500 g
PESO DE MUESTRA P1 500 g.

PESO DE MUESTRA LAVADA Y SECADA P2 466 g.
MATERIAL QUE PASA POR LA MALLA 200 (P1-P2) 34 g.
% QUE PASA POR LA MALLA 200 A 6.8 g.
66
Muestra 2:

TESISTA BALDOCEDA PEREZ JOSUE GIORDAN, VEGA ROMERO DANIEL

PESO DE MUESTRA P1 500 g.

PESO DE MUESTRA LAVADA Y SECADA P2 469.5 g.
MATERIAL QUE PASA POR LA MALLA 200 (P1-P2) 30.5 g.
% QUE PASA POR LA MALLA 200 A 6.1 g.
Muestra 3:

TESISTA BALDOCEDA PEREZ JOSUE GIORDAN,VEGA ROMERO DANIEL

PESO DE MUESTRA P1 500 gr

PESO DE MUESTRA LAVADA Y SECADA P2 477 gr
MATERIAL QUE PASA POR LA MALLA 200 (P1-P2) 23 gr
% QUE PASA POR LA MALLA 200 A 4.6 gr
67
En la Tablas 30, 31 y 32 se observa que se tiene una propiedad de absorber la
humedad por los poros del agregado en un 5.8% como promedio que está
compuesto por agregados que pasan la malla 200.
4.1.2. Características del Agregado Grueso
4.1.2.1. Contenido de Humedad del Agregado Grueso

Se pesó el recipiente a utilizar en el ensayo para poder tener su peso
correspondiente.
De la muestra de laboratorio (siendo una muestra húmeda), se esparció y se

combinó. Se cogió el material de diferentes partes de la muestra combinada,
siendo de 5.0 kg el peso que utilizó, y se vertió en el recipiente.
Luego se pesó la muestra con el recipiente respectivo en la balanza y se dejó

secar en el horno por lo menos un día. Y al día siguiente se tomó su peso seco
de la muestra más el recipiente. Se recolectó 3 muestras tales como las Tablas
33, 34 y 35:
Muestra 1:
Tabla 33: Contenido de humedad del Agregado Grueso – Muestra 1.

CONTENIDO DE HUMEDAD DE AGREGADO GRUESO
DESCRIPCIÓ N AGREGADO GRUESO NORMA : NTP 399.185
FECHA :10 de julio del 2019

NOMBRE : MUESTRA 1 POR VEGA ROMERO DANIEL
PESO DE LA MUESTRA HUMEDA A 500 gr.
PESO DE LA TARA 029 184.1
PESO DE LA MUESTRA SECA+TARA 681.5
PESO DE LA MUESTRA SECA B 497.4 gr.
CONTENIDO DE AGUA (A - B) 2.6 gr.
CONTENIDO DE HUMEDAD A 0.520% %
68
Muestra 2:

Muestra 3:


69
Promedio:
Tabla 36: Contenido de humedad del Agregado Grueso - Promedio.


ENSAYOS
DESCRIPCIÓ N SÍMBO LO PROMEDIO UNIDAD
G1 G2 G3
Contenido de
humedad
W 0.520% 0.540% 0.580% 0.547% %
En la Tabla 36 se observa que el contenido humedad del agregado grueso es

de 0.547%, la muestra tiene un buen porcentaje de impermeabilidad.
70
4.1.2.2. Granulometría del Agregado Grueso
Este ensayo se realizó tamizando una pequeña porción de la muestra

aleatoria para poder obtener nuestro tamaño máximo nominal referencial.
Siendo el tamaño máximo de 1/2", por ello el peso aproximado de la muestra
que se utilizó fue de 12 kg.
Luego se empezó a cuartear la muestra, en donde solo dos partes se utilizaron

en el ensayo del laboratorio (escogiendo partes opuestas) luego se volvió a
cuartear la muestra, y así obtuvimos la muestra a utilizar.
Se empezó a tamizar manualmente por cada una de las mallas

correspondientes al Agregado Grueso (2”, 1 ½”, 1”, ¾”, ½”, 3/8”, N°4).
Se colocó porciones pequeñas en los tamices de la muestra, ya que, al tener

una muestra significativa no podrá pasar en su totalidad para cada tamiz.
Por último, se separó el material retenido de cada tamiz y se procedió a pesarlo

en la balanza usada especialmente para agregados gruesos, finalizando así con
la toma de datos de este ensayo tal como en las Tablas 37, 38 y 39.
71
Muestra 1:
Tabla 37: Granulometría del Agregado Grueso - Muestra 1.

ANALISIS GRANULOMÉTRICO DEL AGREGADO GRUESO-G1
TIPO DE AGREGADO : AGREGADO GRUESO NORMA : NTP 400.012

PROCEDENCIA :UNICON FECHA : 12 Julio
NOMBRE DE LA MUESTRA : G1 BALDOCEDA PEREZ JOSUE
HECHO POR
PESO DE MUESTRA :12000 g. VEGA ROMERO DANIEL
Peso % Retenido
2" 0 0 0 100
1 1/2" 0 0 0 100
1" 0 0 0 100 100 100
3/4" 220 2 2 98 90 100
1/2" 5000 42 44 57 55 77
3/8" 3260 27 71 29 20 55
N° 4 3120 26 97 3 0 10
Fondo 400 3 100 0
Total 12000 100
mg : 6.69
100
90
80
70
60
50 Especificaciones
Especificaciones
40 % que pasa
30
20
10
0
2" 1 1/2" 1" 3/4" 1/2" 3/8" N° 4
72
Muestra 2:


PROCEDENCIA : UNICON FECHA : 12 JULIO
HECHO POR
Peso % Retenido
2" 0 0 0 100
1 1/2" 0 0 0 100
1" 0 0 0 100 100 100
3/4" 220 2 2 98 90 100
1/2" 5300 44 46 54 55 77
3/8" 2800 23 69 31 20 55
N° 4 3480 29 98 2 0 10
Fondo 200 2 100 0
Total 12000 100
mg : 6.70
100
90
80
70
60
50
40
30
Especificaciones
20 Especificaciones
% que pasa
10
0
2" 1 1/2" 1" 3/4" 1/2" 3/8" N° 4
73
Muestra 3:


PROCEDENCIA : UNICON FECHA : 1 Agosto
HECHO POR
Peso % Retenido
2" 0 0 0 100
1 1/2" 0 0 0 100
1" 0 0 0 100 100 100
3/4" 80 1 1 99 90 100
1/2" 4280 36 36 64 55 77
3/8" 3380 28 65 36 20 55
N° 4 3940 33 97 3 0 10
Fondo 320 3 100 0
Total 12000 100
mg : 6.63
100
90
80
70
60
50 Especificaciones
Especificaciones
40 % que pasa
30
20
10
0
2" 1 1/2" 1" 3/4" 1/2" 3/8" N° 4
74
Promedio:
Tabla 40: Granulometría del Agregado Grueso - Promedio.
ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO DEL AGREGADO GRUESO -

PROMEDIO
AGREGADO
DESCRIPCIÓN NORMA : NTP 400.012
GRUESO
FECHA : 12 Julio
PROCEDENCIA UNICON
HECHO POR
NOMBRE PROMEDIO VEGA ROMERO DANIEL
RESUMEN ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO - GRUESO

ENSAYOS mf
DESCRIPCIÓN
G1 G2 G3 PROMEDIO
MÓDULO DE FINURA 6.69 6.70 6.63 6.67
Se observa en la Tabla 40 que el módulo de finura del agregado grueso es 6.67 y su

tamaño máximo nominal es de 1”.
75
4.1.2.3. Peso Unitario del Agregado Grueso
Peso Unitario Suelto Agregado Grueso
También fue necesario usar el molde metálico de forma cilíndrica con el

mismo peso
Se llenó la muestra (Agregado Grueso) hasta llenar en su totalidad el molde y

se enraso con la varilla.
Posteriormente se pesó el molde lleno en la balanza.
Peso Unitario Compactado del Agregado Grueso
En este ensayo se utilizó el mismo molde metálico con peso de 1.75 kg.

compactó con varilla dándole 25 golpes con cuidado ya que son partículas de
piedra de tamaño considerable sin traspasar la capa anterior y enrasó la parte
posterior del molde.
Finalmente se procedió a pesar el molde lleno con muestra compactada y se

desarrolló tal como las Tablas 41, 42 y 43 los cálculos de peso unitario seco
y compactado del agregado grueso.
76
Muestra 1:
Tabla 41: Peso Unitario Seco y Compactado de Agregado Grueso – Muestra 1.

PESO UNITARIO DEL AGREGADO GRUESO-G1
: AGREGADO
TIPO DE AGREGADO NORMA : NTP 400.017
GRUESO
PROCEDENCIA : UNICON FECHA : 16 Julio
VEGA ROMERO DANIEL
PESO UNITARIO SUELTO - G1

PESO UNITARIO SUELTO PUS 1557.25 kg/m3
PESO UNITARIO COMPACTADO - G1

28.66 Kg
RECIPIENTE
PESO DE LA MUESTRA COMPACTADA Wc 22.74 Kg
PESO UNITARIO COMPACTADO PUC 1647.83 kg/m3
77
Muestra 2:

: AGREGADO
GRUESO
PROCEDENCIA :UNICON FECHA : 16 Julio
: G2 HECHO POR


28.43 Kg
RECIPIENTE
78
Muestra 3:

: AGREGADO
GRUESO
PROCEDENCIA : UNICON FECHA : 16 Julio
: G3 HECHO POR


28.54 Kg
RECIPIENTE
79
Promedio:
Tabla 44: Peso Unitario Seco y Compactado de Agregado Grueso – Promedio.

GRUESO - PROMEDIO
DESCRIPCIÓN : AGREGADO GRUESO NORMA : NTP 400.017

FECHA : 16 Julio
PROCEDENCIA :UNICON
HECHO POR
NOMBRE : PROMEDIO VEGA ROMERO DANIEL
RESUMEN PESO UNITARIO SUELTO Y COMPACTADO - GRUESO

ENSAYOS
G1 G2 G3
PESO UNITARIO 3
PUS 1557.25 1536.23 1552.17 1548.55 Kg/m
SUELTO
PESO UNITARIO 3
PUC 1647.83 1631.16 1639.13 1639.37 Kg/m
COMPACTADO
En la Tabla 44 se observa que el peso unitario compactado es de 1639.37

kg/m3 por lo que se concluye que es un material más pesado que el agregado
grueso.
80
4.1.2.4. Peso Específico del Agregado Grueso
En este ensayo, se utilizó la balanza hidrostática, teniendo en cuenta que los

pesos a trabajar son de 5 kg del agregado grueso en 3 muestras. Se lavó
eliminando el polvo y otras impurezas con agua por un periodo de 24hr. Se
sacó la muestra del agua, posteriormente se secó y fue llevado a la balanza
hidrostática, donde con un juego de pesas se determinó el peso sumergido
obtenido. Se realizaron 3 muestras como en las Tablas 45, 46 y 47:
Muestra 1:
Tabla 45: Peso Específico del Agregado Grueso - Muestra 1.

PESO ESPECÍFICO Y ABSORCIÓN DEL AGREGADO GRUESO - G1

NOMBRE DE LA
: G1
MUESTRA HECHO POR Baldoceda Perez Josué
PESO DE MUESTRA : 5000 g Vega Romero Daniel
PESO ESPECÍFICO Y ABSORCIÓN - G1

Peso de la muestra sss B 5000.00 g.
3779.70 g.
Peso de la muestra sss dentro del agua + canastilla
Peso del agua 634.60 g.
Peso de la canastilla dentro del agua C 3145.10 g.
Peso de la muestra seca A 4960.00 g.
𝐴
= = 2.67 g/cm3
= = 2.70 g/cm3
𝐴
𝑎 = = 2.73 g/cm3
𝐴
( 𝐴)
𝑎% = 100 = 0.81 %
𝐴
81
Muestra 2:
Tabla 46: Peso Específico del Agregado Grueso - Muestra 2.


NOMBRE DE LA
: G2 : BALDOCEDA PEREZ JOSUE
MUESTRA HECHO POR
PESO DE MUESTRA : 5000 g : VEGA ROMERO DANIEL

Peso de la muestra sss B 5000.00 g
3778.60 g
Peso del agua 615.70 g
Peso de la canastilla dentro del agua C 3162.90 g
Peso de la muestra seca A 4980.00 g
𝐴
= = 2.71 g/cm3
= = 2.72 g/cm3
𝐴
𝑎 = = 2.74 g/cm3
𝐴
( 𝐴)
𝑎% = 100 = 0.40 %
𝐴
82
Muestra 3:
Tabla 47 : Peso Específico del Agregado Grueso - Muestra 3.


NOMBRE DE LA
: G3
MUESTRA HECHO POR Baldoceda Perez Josué
PESO DE MUESTRA : 5000 g Vega Romero Daniel

Peso de la muestra sss B 5000.00 g
3779.00 g
Peso del agua 615.70 g
Peso de la canastilla dentro del agua C 3163.30 g
Peso de la muestra seca A 4960.00 g
𝐴
= = 2.70 g/cm3
= = 2.72 g/cm3
𝐴
𝑎 = = 2.76 g/cm3
𝐴
( 𝐴)
𝑎% = 100 = 0.81 %
𝐴
83
Promedio:
Tabla 48: Peso Específico del Agregado Grueso - Promedio.

PESO ESPECÍFICO Y % ABSORCIÓN DEL AGREGADO GRUESO -
PROMEDIO
DESCRIPCIÓN : AGREGADO GRUESO NORMA : NTP 400.022
FECHA : 1 Agosto
PROCEDENCIA : UNICON
Baldoceda Perez Josué
HECHO POR
NOMBRE : PROMEDIO Vega Romero Daniel
PESO ESPECÍFICO Y % ABSORCIÓN - GRUESO
SÍMBO ENSAYOS
DESCRIPCIÓN PROMEDIO UNIDAD
LO G1 G2 G3
PESO
ESPECIFICO DE G 2.67 2.71 2.70 2.70 g/cm3
MASA
PESO
ESPECIFICO DE
MASA
Gsss 2.70 2.72 2.72 2.71 g/cm3
SATURADA
SUPERFICIAL
MENTE SECA
PESO
3
ESPECÍFICO Ga 2.73 2.74 2.76 2.74 g/cm
APARENTE
PORCENTAJE
DE a% 0.81 0.40 0.81 0.67 %
ABSORCIÓN
En la Tabla 48 se ve que la densidad del agregado grueso es de 2.70 gr/cm3 y su

porcentaje de absorción es de 0.67%.
84
4.1.3. Características del Agregado Escoria de Cobre
4.1.3.1. Contenido de Humedad del Agregado Escoria de Cobre

Siguiendo el procedimiento Se pesó el recipiente a utilizar en el ensayo para
poder tener su peso correspondiente.
Se tomó también una muestra homogénea de 500 gr de la escoria de cobre el

peso que utilizamos, y se vertió en el recipiente.
Luego se pesó la muestra con el recipiente en la balanza y se dejó secar en el

horno por 24 horas. Al día siguiente se tomó peso seco de la muestra más el
recipiente y se digitaliza en las Tablas 49, 50 y 51.
Muestra 1:
Tabla 49: Contenido de Humedad del Agregado Escoria de Cobre – Muestra1.

CONTENIDO DE HUMEDAD DEL AGREGADO ESCORIA DE COBRE
DESCRIPCIÓ N ESCORIA DE COBRE NORMA : NTP 399.185
PRO CEDENCIA HUACHIPA
NO MBRE : EC1 POR VEGA ROMERO DANIEL
CONTENIDO DE HUMEDAD A 0.0400 %
Muestra 2:
Tabla 50: Contenido de Humedad del Agregado Escoria de Cobre – Muestra 2.

85
Muestra 3:
Tabla 51: Contenido de Humedad del Agregado Escoria de Cobre – Muestra 3.

Promedio:
Tabla 52: Contenido de Humedad del Agregado Escoria de Cobre - Promedio.

CONTENIDO DE HUMEDAD DE ESCORIA DE COBRE - PROMEDIO
DESCRIPCIÓN : ESCORIA DE COBRE NORMA : NTP 400.022

PROCEDENCIA : HUACHIPA
JOSUE BALDOCEDA
HECHO POR
NOMBRE : PROMEDIO DANIEL VEGA
ENSAYOS
EC1 EC2 EC3
Contenido de hum edad W 0.040% 0.040% 0.020% 0.033% %
Se observa en la Tabla 52 que la escoria de cobre tiene capacidad de absorción con

un 0.033%.
86
4.1.3.2. Granulometría del Agregado Escoria de Cobre
Para este nuevo ensayo se utilizó una muestra de 500 gr. de Escoria de Cobre
de alto horno extraído de una fundición. Basándonos también en la Norma
Técnica Peruana (NTP) como en el ensayo de agregados finos.
Se procedió a realizar el cuarteo respectivo, separando dos lados opuestos.

Del material que quedó se cuarteó por segunda vez y volvió a escoger lados
opuestos para así lograr una muestra más homogénea.
Asimismo, se ordenó las mallas tamizadoras 3/8”, N°4, N°8, N°16, N°30,
N°50, N°100, y se colocó en la maquina cribadora para su fácil desarrollo.
Se tomó el tiempo necesario para un buen tamizado con el equipo de cribado

en un rango de 2 a 3 minutos.
Una vez tamizada la muestra en su totalidad se procedió con la recolección de

datos anotando los pesos retenidos en cada malla y se muestran en las tablas
53,54 y 55 para el cálculo de la granulometría y módulo de finura del agregado
grueso.
87
Muestra 1:
Tabla 53: Granulometría del Agregado Escoria de Cobre - Muestra 1.

ANALISIS GRANULOMÉTRICO DEL AGREGADO FINO ESCORIA E-1

PROCEDENCIA UNICON FECHA
NOMBRE DE LA MUESTRA : F1 BALDOCEDA PEREZ JOSUE
TESISTAS
PESO DE MUESTRA : 500 g. VEGA ROMERO DANIEL ENRIQUE
Peso % Retenido
3/8" 0 0 0 100 100 100
N° 4 0 0 0 100 95 100
N° 8 28.65 6 6 94 80 100
N° 16 297.1 65 71 29 50 85
N° 30 123.3 27 98 2 25 60
N° 50 6.5 1 100 0 10 30
N° 100 1.3 0 100 0 2 10
Fondo 0.4 0 100 0
Total 457.25 100
mf : 3.75
100
90
80
70
60 Especificaciones
Especificaciones
50 % que pasa
40
30
20
10
0
3/8" N° 4 N° 8 N° 16 N° 30 N° 50 N° 100
88
Muestra 2:


TESISTAS
Peso % Retenido
3/8" 0 0 0 100 100 100
N° 4 0 0 0 100 95 100
N° 8 42.5 9 9 92 80 100
N° 16 286.4 57 66 34 50 85
N° 30 159.8 32 98 2 25 60
N° 50 9.7 2 100 0 10 30
N° 100 1 0 100 0 2 10
Fondo 0.6 0 100 0
Total 500 100
mf : 3.72
100
90
80
70
60 Especificaciones
Especificaciones
50 % que pasa
40
30
20
10
0
3/8" N° 4 N° 8 N° 16 N° 30 N° 50 N° 100
89
Muestra 3:


TESISTAS
Peso % Retenido
3/8" 0 0 0 100 100 100
N° 4 3.8 1 1 99 95 100
N° 8 89.2 18 19 81 80 100
N° 16 119.1 24 42 58 50 85
N° 30 107.9 22 64 36 25 60
N° 50 85.8 17 81 19 10 30
N° 100 66.2 13 94 6 2 10
Fondo 28 6 100 0
Total 500 100
mf : 3.01
100
90
80
70
60 Especificaciones
Especificaciones
50 % que pasa
40
30
20
10
0
3/8" N° 4 N° 8 N° 16 N° 30 N° 50 N° 100
90
Promedio:
Tabla 56: Granulometría de la Escoria de Cobre - Promedio - Modulo Finura.
ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO DEL AGREGADO FINO

ESCORIA DE COBRE- PROMEDIO
:ESCORIA DE
DESCRIPCIÓN NORMA : NTP 400.012
COBRE
FECHA :4 de Julio
PROCEDENCIA :HUACHIPA
HECHO POR
NOMBRE PROMEDIO VEGA ROMERO DANIEL
RESUMEN ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO - FINO (ESCORIA)

ENSAYOS mf
DESCRIPCIÓN
F1 F2 F3 PROMEDIO
MÓDULO DE FINURA 3.75 3.72 3.01 3.49
∑ % 𝑟𝑒𝑡𝑒 𝑑𝑜 𝑎𝑐𝑢𝑚𝑢𝑙𝑎𝑑𝑜
𝑚 =
100
Se observa en la Tabla 56 que el módulo de finura de la escoria de cobre es de 3.49,

teniendo como tamaño máximo nominal ½”
91
4.1.3.3. Peso Unitario del Agregado Escoria de Cobre
Peso Unitario Suelto Escoria de Cobre
Siguiendo con el proceso anterior también se trabajó con el molde metálico

de 1.75 kg.
Se colocó la escoria de cobre hasta el tope del molde se enraso los sobrantes
y se limpió cuidadosamente los bordes del molde.
Así mismo se pesó en la balanza.
Peso Unitario Compactado Escoria de Cobre
El siguiente ensayo con nuestra escoria de cobre se realizó el mismo

procedimiento que el agregado fino.

compactó con varilla dándole 25 golpes sin traspasar la capa anterior y enrasó
la parte posterior del molde.
Finalmente se pesó el molde lleno con muestra compactada y se muestran en

las Tablas 57,58 y 59.
92
Muestra 1:
Tabla 57: Peso Unitario Seco y Compactado del Agregado Escoria de Cobre - Muestra 1.

PESO UNITARIO DEL AGREGADO ESCORIA DE COBRE EC1
TIPO DE AGREGADO : ESCORIA DE NORMA : NTP 400.017

PROCEDENCIA : HUACHIPA FECHA : 9 JULIO
NOMBRE DE LA
: EC1
MUESTRA
PESO UNITARIO SUELTO - EC1

PESO UNITARIO COMPACTADO - EC1

6.84 Kg
RECIPIENTE
93
Muestra 2:

PESO UNITARIO DEL AGREGADO ESCORIA DE COBRE - EC2

NOMBRE DE LA
: EC2 HECHO POR
MUESTRA
PESO UNITARIO SUELTO - EC2

PESO UNITARIO COMPACTADO - EC2

6.88 Kg
RECIPIENTE
94
Muestra 3:

PESO UNITARIO DEL AGREGADO ESCORIA DE COBRE EC3

NOMBRE DE LA
: EC3 HECHO POR
MUESTRA


6.86 Kg
RECIPIENTE
95
Promedio:
Tabla 60: Peso Unitario Seco y Compactado del Agregado Escoria de Cobre – Promedio.

ESCORIA DE COBRE - PROMEDIO

FECHA : 9 DE JULIO
HECHO POR
NOMBRE : PROMEDIO
RESUMEN PESO UNITARIO SUELTO Y COMPACTADO - ESCORIA DE COBRE

ENSAYOS
EC1 EC2 EC3
PESO UNITARIO 3
PUS 1690.65 1697.84 1712.23 1700.24 Kg/m
SUELTO
PESO UNITARIO 3
PUC 1827.34 1841.73 1834.53 1834.53 Kg/m
COMPACTADO
En la Tabla 60, se observa que el peso unitario compactado es de 1834.53 kg/m3 y

por ende es mayor que el agregado fino.
96
4.1.3.4. Peso Específico del Agregado Escoria de Cobre.
En el ensayo de peso específico del agregado de escoria de cobre, se trabajó
con una muestra seca como el agregado grueso y el mismo procedimiento. En
donde para el agregado fino se seleccionó 500 gramos por medio de cuarteo.
Colocada la muestra seca del agregado fino en el fiola de 500ml se vertió agua
hasta llenar a su capacidad.
Luego se agitó la fiola hasta sacar el contenido de aire de la mezcla entre la

muestra y el agua.
Finalmente se pesó la mezcla con agua y lo ponemos al horno y se digitó los

datos a nuestro instrumento de trabajo como en las Tablas 61, 62 y 63 para
determinar el peso específico de la escoria de cobre.
97
Muestra 1:
Tabla 61: Peso Específico del Agregado Escoria de Cobre - Muestra 1.

PESO ESPECÍFICO Y ABSORCIÓN DEL ESCORIA DE COBRE- EC1
TIPO DE AGREGADO : ESCORIA DE COBRE NORMA : NTP 400.022

PROCEDENCIA : HUACHIPA FECHA 20 de julio del 2019
NOMBRE DE LA
MUESTRA : EC1 HECHO POR DANIEL VEGA
PESO DE MUESTRA : 500 g. JOSUE BALDOCEDA
PESO ESPECÍFICO Y ABSORCIÓN - EC1
PESO DE LA MUESTRA EC 500.00 g
PESO DE LA MUESTRA EC + PESO DE LA FIOLA 647.70 g
PESO DE LA MUESTRA EC + PESO DE LA FIOLA +
1006.70 g
PESO DEL AGUA
PESO TARA + PESO DE LA MUESTRA EC SECA 651.90 g
𝐴
= = 3.54 g/cm3
500
= = 3.55 g/cm3
𝐴
𝑎 = = 3.56 g/cm3
(500 𝐴)
(500 𝐴)
𝑎% = 100 = 0.14 %
𝐴
98
Muestra 2:

PESO ESPECÍFICO Y ABSORCIÓN DEL ESCORIA DE COBRE- EC2

NOMBRE DE LA
999.70 g
PESO DEL AGUA
𝐴
= = 3.38 g/cm3
500
= = 3.38 g/cm3
𝐴
𝑎 = = 3.38 g/cm3
(500 𝐴)
(500 𝐴)
𝑎% = 100 = 0.00 %
𝐴
99
Muestra 3:

PESO ESPECÍFICO Y ABSORCIÓN DEL ESCORIA DE COBRE-EC3

NOMBRE DE LA
997.10 g
PESO DEL AGUA
𝐴
= = 3.32 g/cm3
500
= = 3.32 g/cm3
𝐴
𝑎 = = 3.33 g/cm3
(500 𝐴)
(500 𝐴)
𝑎% = 100 = 0.14 %
𝐴
100
Promedio:
Tabla 64: Peso Específico del Agregado Escoria de Cobre - Promedio.
PESO ESPECÍFICO Y % ABSORCIÓN DE LA ESCORIA DE COBRE -

PROMEDIO

Josue Baldoceda
HECHO POR
NOMBRE : PROMEDIO Daniel Vega
RESUMEN PESO ESPECÍFICO Y % ABSORCIÓN - ESCORIA DE COBRE
ENSAYOS
EC1 EC2 EC3
PESO ESPECIFICO DE 3
G 3.54 3.38 3.32 3.41 g/cm
MASA
PESO ESPECIFICO DE
MASA SATURADA Gsss 3.55 3.38 3.32 3.41 3
g/cm
SUPERFICIALMENTE SECA
PESO ESPECÍFICO 3
Ga 3.56 3.38 3.33 3.42 g/cm
APARENTE
PORCENTAJE DE
a% 0.14 0.00 0.14 0.09 %
ABSORCIÓN
En la Tabla 64, se observa que la densidad del agregado de la escoria de cobre es de

3.41 gr/cm3 y su porcentaje de absorción es de 0.09% y tiene muy poca
permeabilidad.
101
4.2. Diseño de mezcla de concreto
Diseño de mezcla por método de combinación de agregados.
Características generales:
Se anotó las características generales del agua, cemento, así como de los agregados en
las siguientes tablas, que son necesarios para poder diseñar nuestra mezcla de concreto.
La característica de los agregados se observan las Tablas 65, 66, 67, 68, 69 y 70.
Tabla 65: Características del cemento
Caracteristicas de cemento
Marca Cemento SOL
Tipo Portland Tipo 1
Peso Específico 3120 kg/m3
Tabla 66: Características del Agua.
Características del Agua

Procedencia Santiago de Surco
Peso Específico 1000 kg/m3
Tabla 67: Origen y perfil de los agregados.
Agregados Fino Grueso

Cantera UNICON UNICON
Perfil / Angular
Tabla 68: Características de agregados Fino y Grueso.
Caracteristicas de los agregados

Descripcion Agregado FinoAgregado Grueso Unidad
Peso especifico de Masa 2.56 2.71 gr/cm3
Peso unitario suelto seco 1580.29 1548.55 kg/m3
Peso Unitario Compactado Seco 1774.94 1639.37 kg/m3
Contenido de humedad 1.627 0.547 %
Porcentaje de absorción 0.94 0.54 %
Modulo de finura 2.98 6.67
102
Tabla 69: Análisis granulométrico fino promedio.
Peso Retenido % % Retenido

Malla % que pasa Especificaciones
(gr) Retenido Acumulado
3/8" 0.00 0 0 100 100 100
N° 4 2.07 0 0 100 95 100
N° 8 69.37 14 14 86 80 100
N° 16 133.20 27 41 59 50 85
N° 30 127.03 25 66 34 25 60
N° 50 86.83 17 84 16 10 30
N° 100 42.53 9 92 8 2 10
Fondo 38.97 8 100 0
Total 500.00 100
mf : 2.98
Tabla 70: Análisis Granulométrico grueso promedio.
Peso Retenido % % Retenido

Malla % que pasa Especificaciones
(gr) Retenido Acumulado
2" 0.0 0 0 100
1 1/2" 0.0 0 0 100
1" 0.0 0 0 100 100 100
3/4" 173.3 1 1 99 90 100
1/2" 4860.0 41 42 58 55 77
3/8" 3146.7 26 68 32 20 55
N° 4 3513.3 29 97 3 0 10
Fondo 306.7 3 100 0
Total 12000.0 100
mg : 6.67
103
Diseño de mezcla de concreto patrón
1- Resistencia requerida (Fc´r). (Ver Tabla 01-Anexo 19)
Fćr = Fć + 84
Fćr = 210 kg/cm2 +84 kg/cm2
Fćr = 294 kg/cm2
2- Elección del asentamiento slump.(Ver Tabla 02 y Tabla 03-Anexo 19)
Para diseñar una consistencia plástica el valor del slump debe estar
comprendido entre 3” y 4”.
3- Selección del tamaño máximo agregado grueso.
Se obtuvo mediante el ensayo de granulometría un T.M.N. de ¾”.
4- Estimación del de agua.
Según la Tabla 04 se deberá usar 200 lt.
5- Estimación del contenido de aire.(Ver Tabla 04-Anexo 19)
Según la Tabla 04 se usará 2% de contenido de aire.
6- Selección de la relación agua/cemento. (ver tabla 05-Anexo 19)
Interpolación para hallar el valor de la relación agua/cemento
300 kg/m3 0.55
294 kg/m3 a/c
250 kg/m3 0.62
Se obtiene: a/c = 0.5584
104
Cálculo del contenido de cemento.
7- Factor Cemento:
FC=Agua de mezclado (kg/m3)/relación a/c (fc´r)
FC= 358.422 kg/m3
FC= 8.43 bolsas
8- Módulo de finura de combinación de agregados (Ver Tabla 07 y Tabla

08-Anexo 19)
Mg= módulo de grueso
Mg= 6.67
Interpolación para determinar el valor de mc:
8 5.11
8.427 mc
9 5.19
Se obtiene:
Mc= 5.1447
Siendo:
Mg=6.67
Mc=5.1446
Mf=2.98
9- Calculo del Zf
Aplicamos la siguiente Formula:
𝒎𝒈−𝒎𝒄
𝒛𝒇 = *100 ………………. (I)
𝒎𝒈−𝒎𝒇
Entonces se obtiene:
105
Zf= 0.4133
Además:
Zg=1-Zf
Zg= 0.5867
10- Calculo del rf:
Aplicando la siguiente formula:
𝒛𝒇
𝒑𝒆.𝒇
𝒓𝒇 = 𝒛𝒇 𝒛𝒈 ………………… (II)
+
𝒑𝒆.𝒇 𝒑𝒆.𝒈
Entonces se obtiene:
rf= 0.4272
Además:
rg= 1-rf
rg= 0.5728
11- Calculo del Volumen absoluto del agregado total (fino + grueso).
𝑭𝑪´ 𝑨𝒈𝒖𝒂 𝒅𝒆 𝒎𝒆𝒛𝒄𝒍𝒂𝒅𝒐 𝑨𝒊𝒓𝒆 𝒂𝒕𝒓𝒂𝒑𝒂𝒅𝒐

𝑽𝒐𝒍. 𝑨𝒃𝒔𝒐𝒍𝒖𝒕𝒐 = 𝟏 ( + + ) …….. (III)
𝑷.𝑬𝒔𝒑.𝒄𝒆𝒎 𝑷.𝑬𝒔𝒑.𝑨𝒈𝒖𝒂 𝟏𝟎𝟎
Aplicando la fórmula de Volumen Absoluto (fórmula III)
Vol. Absoluto (f+g) = 0.6651 m3
Vol. Absoluto A.fino = 0.2841 m3
Vol Absoluto A.grueso = 0.3809 m3
Peso A.fino (seco) = 727.36 kg
Peso A. Grueso(seco) = 1032.5kg
106
Cantidad de materiales por m3 en obra:
Cemento = 358.42 kg
Agregado Fino = 739.71 kg
Agregado Grueso = 1038.07 kg
Agua efectiva= 194.93 lt
Proporción de peso en obra:
Cemento= 1
Afino= 2.06
A. Grueso= 2.89
Agua efectiva= 0.54
(Para 1 m3)
Para una tanda de 20 moldes de 20x10:
C = 10.75 kg.
AF = 22.19 kg.
AG = 31.14 kg.
AGUA= 5.85 kg.
Al diseñar esta dosificación notamos que asentamiento no cumple y por

lo tanto se debe hacer un rediseño corrigiendo la relación agua/cemento.
107
LEY DE POWERS
La resistencia del concreto esta siempre en función del grado de hidratación

del cemento de la relación gel/espacio, así como también la relación
agua/cemento.
R= 𝟐𝟑𝟖𝟎 ∗ 𝑿𝟑 ………. (IV)
𝟎.𝟔𝟒𝟕∗𝜶
𝑿= ….…….. (V)
𝟎.𝟑𝟏𝟗∗𝜶+𝒂
Donde:
R: Resistencia a la compresión (kg/cm2) a los 28 días.
X: relación Gel espacio
α: grado de hidratación de cemento
a/c: relación agua/cemento
Aplicando las ecuaciones (IV) para determinar primero la relación gel/

espacio y posteriormente ser remplazado en la ecuación (V) para
determinar el grado de hidratación
a/c = 0.5584
R=2380*X^3
X= 0.5122
0.5122 = 0.647*α/(0.319*α+a/c)
α = 59.10 %
Se obtiene un grado de hidratación de valor 59.10% lo cual se mantendrá

igual para el cálculo de corrección agua/cemento
R´= 210 kg/cm2
X´ = 0.4452
0.4452 = 0.647*α/(0.319*α+a/c)
108
a/c´ = 0.67
Nueva agua de diseño=245.7 L
Porcentaje de aire = 2.00 %
FC = 366.75
FC = 366.75/247.7
FC = 8.63 bolsas
Entonces resumiendo se tiene:
rf= 0.54
rg= 1-rf
rg= 0.46
Calculo del Volumen absoluto del agregado total (fino + grueso)
Aplicando nuevamente la fórmula (III) obtendremos los valores corregidos
Vol. Absoluto (f+g) = 0.6167 m3
Vol. Absoluto A.fino = 0.333 m3
Vol Absoluto A.grueso = 0.2837 m3
Peso A.fino (seco) = 852.57 kg
Peso A. Grueso (seco) = 768.82 kg
Cantidad de materiales por m3 en obra:
Cemento = 366.75 kg
Agregado Fino = 866.44 kg
Agregado Grueso = 773.025 kg
Agua efectiva= 232.2 lt
109
Proporción de peso en obra:
Cemento= 1
Afino= 2.362
A. Grueso= 2.10
Agua efectiva= 0.63
Para una tanda de 20 moldes de 20x20:
Multiplicar las cantidades de materiales por m3 por 0.041 siendo este el factor
del volumen para que se obtengan las tandas completas.
C = 15.036 kg.
AF = 35.090 kg.
AG = 31.516kg.
AGUA= 9.54 kg
Así finalmente obtenemos los pesos reales para comenzar con el proceso de
mezcla de concreto en el laboratorio de materiales (LEM URP) y obteniendo
a su vez las dosificaciones para cada porcentaje de escoria de cobre como
sustitución al agregado fino.
Dosificaciones
A continuación, en la Tabla 71, se muestra todas las dosificaciones que vamos

a realizar para nuestros ensayos de laboratorio.
Tabla 71: Dosificaciones de mezclas de concreto sustituyendo escoria de cobre en Ag.fino
Materiales Mezcla Patrón 15%EC-85%AF 30%EC-70%AF 50%EC-50%AF 80% EC-20%AF 100% EC

Relación a/c 0.67 0.67 0.67 0.67 0.67 0.67
Aire 2% 2% 2% 2% 2% 2%
Cemento 15.04 15.04 15.04 15.04 15.04 15.04
Ag. Fino 35.09 29.8265 24.563 17.545 7.018 0
Escoria 0 5.2635 10.527 17.545 28.072 35.09
Ag. Grueso 31.52 31.52 31.52 31.52 31.52 31.52
Agua 9.54 9.54 9.54 9.54 9.54 9.54
110
Cuadro de control de fechas de rotura
Con cada dosificación se realizó un control de fechas para llevar las probetas
a la máquina de ensayo de resistencia de concreto como se muestra en la Tabla
72. Siguiendo con la metodología aplicada en la NTP 339.033 (Ensayo de
elaboración y probetas cilíndricas) y ASTM C-31 se sometieron a proceso de
hidratación continua para edades de 3, 7,14 y 28 días.
Tabla 72 : Control de fechas para rompimiento de probetas

Control de fechas de rotura
Estandar 15% E.C. 30% E.C. 50% E.C. 80%E.C. 100%E.C.
Edad (dias)
20-ago 26-ago 02-sep 06-sep 15-sep 15-sep
3 23-ago 29-ago 05-sep 09-sep 18-sep 18-sep
7 27-ago 02-sep 09-sep 13-sep 22-sep 22-sep
14 03-sep 09-sep 16-sep 20-sep 29-sep 29-sep
28 17-sep 23-sep 30-sep 04-oct 13-oct 13-oct
Fuente: Elaboración propia
Asimismo, se realizó un control de distribución de cantidad de probetas para

cada tipo de ensayos a realizar como se observa en la Tabla 73. Obteniendo
un promedio que será el valor a representar en los posteriores cálculos.
Tabla 73: Cantidad de probetas realizadas por ensayo

Cantidad de Probetas para tipos ensayos
Edad (días) Ensayo Estandar(Patrón) 15%E.C. 30%E.C. 50%E.C. 80%E.C. 100% E.C.
R.Compresión 3.00 3.00 3.00 3.00 3.00 3.00
3
R.Tracción 3.00 3.00 3.00 3.00 3.00 3.00
R.Compresión 3.00 3.00 3.00 3.00 3.00 3.00
7
R.Tracción 3.00 3.00 3.00 3.00 3.00 3.00
R.Compresión 3.00 3.00 3.00 3.00 3.00 3.00
14
R.Tracción 3.00 3.00 3.00 3.00 3.00 3.00
R.Compresión 3.00 3.00 3.00 3.00 3.00 3.00
28
R.Tracción 3.00 3.00 3.00 3.00 3.00 3.00
Total 24.00 24.00 24.00 24.00 24.00 24.00
111
4.3. Ensayos de Concreto Fresco
4.3.1. Proceso de mezclado
Con los valores antes mencionados se procedió a pesar en baldes con su respectivo
contenido como se observa en la Figura 16.
Un dato importante es que el agua que se pesó se dividió en 2 partes iguales para una
óptima distribución en toda mezcla.
El orden de vaciado una vez encendido el trompo fue el siguiente: 50%Agua, arena
gruesa en su totalidad, piedra chancada en su totalidad, cemento y finalmente con el
50% de agua restante.
Se dejó mezclar el trompo por una duración de 3 minutos y al finalizar se vació en
una carretilla.
Figura 16: Agregados antes de mezclar

112
4.3.2. Cono de Abrams
Inmediatamente se comenzó con el ensayo del asentamiento según la norma ASTM

C 143 la cual indica que se necesita un cono de Abrams y una varilla.
El cono debe estar humedecido interiormente y apoyado sobre una base firme y
totalmente plana.
Se pisó en las aletas inferiores para darle estabilidad y se llenó un tercio del cono.
Acto seguido se compactó con la varilla 25 golpes de forma espiral. Proceso similar
se realizó para la segunda capa y tercera capa. Hasta sobrellenar excediendo una
pulgada y finalmente enrasar con la misma varilla metálica.
Con el mayor cuidado se procedió a retirar verticalmente el cono sin dejar que la
mezcla empuje el mismo. Se colocó el cono invertido y con ayuda de la varilla se
determinó la altura (slump) entre el molde invertido y el punto medio de la mezcla
como en la Figura 17 que nos permite ver el asentamiento.
En un primer intento no salió el slump requerido por lo cual se prosiguió a recalcular

y corregir las proporciones.
Figura 17: Asentamiento de concreto patrón

Fuente: Elaboración Propia.
113
4.3.3. Peso unitario
Se determinó el peso unitario tal como se indica en la norma NTP 339.046 y ASTMC
138-36.
Para ello se necesitó un molde cilíndrico humedecido una varilla y un martillo de

goma. Se procedió a llenar en 3 capas compactando con la varilla 25 golpes en forma
espiral y después 15 golpes con el martillo de goma en todo el contorno para eliminar
las burbujas de aire. Finalizada la última capa se vertió por exceso 1 pulgada para
finalizar enrasando con ayuda de la varilla. Se pesó el recipiente más en concreto en
la balanza electrónica como en la Figura 18.
A continuación, se regresó el concreto fresco del recipiente al boggie para proseguir

con el vaciado a los moldes.
Figura 18: Peso unitario de concreto Patrón.
114
4.3.4. Muestreo de probetas
Para este proceso se siguió el método descrito en la norma ASTM C31 y NTP 339.033
Se transportó el boggie a la zona cercana donde estaban los 24 moldes cilíndricos de

4” de diámetro por 8” de altura previamente aceitados y, mientras era vaciada la
mezcla con ayuda de una cuchara de laboratorio, se removió constantemente con
ayuda de una pala.
Se llenó en dos capas de igual altura efectuando 25 golpes con la varilla metálica de
5/8” por cada capa y además se golpeó con martillo de goma 15 golpes alrededor del
molde para eliminar el aire atrapado. La última capa debe exceder por una pulgada,
para que se pueda enrasar cómodamente con una regla metálica y se dejó reposar en
una superficie plana (ver Figura 19).
Figura 19: Probetas cilíndricas con concreto.
115
4.4. Ensayos de Concreto Endurecido.
4.4.1. Curado
Pasadas las 24 horas del vaciado de la mezcla concreto se procedió al desmoldado

con ayuda de una máquina compresora de aire. Se retiró del molde la muestra y se
llevó a sumergir todas las probetas en la cámara de curado (piscina de agua con cal).
4.4.2. Resistencia a la compresión y tracción
Para este ensayo se siguió con la norma NTP 339.0.34.
A los 3 días cumplidos de estar curado se retiró para su secado natural fuera del
laboratorio de ensayos y materiales y se colocó en la máquina de ensayos de esfuerzo
a compresión y tracción (ver Figura 20) y evaluar su fractura (ver Figura 21).
Figura 20: Probetas cilíndricas ensayadas en máquina.
116
Figura 21: Probetas cilíndricas ensayadas a compresión.
4.5. Ensayo de Radiación
4.5.1. Diseño de placas de concreto
Para esta parte del proceso experimental fue necesario el diseño de muestras de placas
para ser sometidos a ensayos radiológicos y posteriormente medir su índice de
atenuación.
Según las medidas normadas para una altura de un centro hospitalario donde se
realizan exámenes radiológicos este no deberá ser menor a 3 metros.
Calculando entonces para la mínima medida tendremos en base a la Figura 22.
Figura 22: Dimensiones de Placas a escala.
117
Tenemos así una porción cuadrada de placa de 3mx3m y un espesor entre 20 y 40 cm.
Tomaremos 3 valores para dimensionar a escala:
e1 = 22.5 cm
e2 = 30 cm
e3 = 37.5 cm
Entonces aplicando relación simple:
𝑒´ 𝑒
=3
0.2
Obtenemos los valores a proporción de los espesores:
e´1 ≈ 1.5 cm
e´2 ≈ 2.0 cm
e´3 ≈ 2.5 cm
Los cuáles serán los espesores a realizar nuestras muestras de placas de 0.20x0.20 m
en una relación de 1:15.
Para el encofrado de madera se necesitan maderas de espesor considerable para evitar

que la mezcla de concreto no se rebalse del molde.
Medidas comerciales:
- Triplay Fenólico 15 mm formato = 122x244

- Listón de madera: ¾´ x 12¨ x 8´ (15 mm x 300 mm x 2440)
Para las medidas anteriormente calculadas será necesario:
- 1 triplay fenólico
- 3 listones de madera
118
4.5.2. Proceso de encofrado de madera para placas
Para realizar el molde de placas se tomó como punto de partida las medidas
comerciales para poder calcular cuánto material se va a necesitar.
Tabla 74: Medidas comerciales del Fenólico a utilizar en el encofrado de placas

Medidas
Material
Espesor Alto Largo
Triplay Fenólico 15 mm 122 mm 244 mm
Listón de madera pino 42 mm 65 mm 3200 mm
Fuente: Elaboración Propia
Teniendo en cuenta estas medidas se adquirió 1 plancha de triplay fenólico y 3

listones de madera pino radiata y se procedió a calcular y trazar los cortes como se ve
en el Tabla 74. También se consideró el desgaste de máquina (sierra) para este fin
con un valor de 3 mm.
Corte triplay fenólico
Se hizo cortes como en la Figura 23 sobre el área para que se ajusten a las medidas
del triplay fenólico adquirido, obteniendo 18 planchas de 52.6cm x 24.2cm cada una
para las medidas de cada molde. Estas dimensiones sirvieron para armar las caras
laterales del mismo.
Figura 23: Corte de plancha de triplay fenólico
119
Corte del listón en secciones
Se realizó 2 tipos de cortes en secciones considerando el desgaste de 3 mm de la
máquina de cortar. Teniendo así 14 cortes para 15 secciones en el primer caso y 6
cortes para 6 secciones en el segundo caso (la última sección se descarta), y que
fueron ensambladas junto con las planchas de triplay fenólico con ayuda de tornillos
y tuercas de mariposa para su cómodo ajuste y ensamblaje como se muestra en la
Figura 24.
Figura 24: Cortes de listones en secciones
Corte longitudinal del listón

Los listones se usaron para la base y para las separaciones y caras verticales de cada
molde, teniendo estas medidas de 20.0 cm x 4.2 cm y espesor variable. Estas medidas
de espesor dan razón a las placas de concreto que obtendremos al vaciar, desencofrar
y ensayar posteriormente y que son de 1.5 cm, 2.0 cm y 2.5 cm respectivamente. Se
planteó 2 casos para el corte longitudinal del listón de madera para poder aprovechar
su uso al máximo y fabricar mayor cantidad de moldes dobles para placas.
120
Caso I: El listón de madera fue cortado en tres secciones de 2.5 cm, 2 cm y 1.5 cm
respectivamente considerando el desgaste de la máquina (ver Figura 25).
Figura 25: Corte de listón Caso I
Caso II: El listón fue cortado en dos secciones de 2.5 cm considerando el desgaste de
la máquina y eliminando el resto (ver Figura 26).
Figura 26: Corte de listón Caso II
121
Ensamblado y modelo Final
Una vez que se tiene las planchas laterales y los listones cortados se agrupó en
medidas para su ensamblaje como se observa en la Figura 27. Los moldes constan de
3 parte. A: planchas con caras laterales que compartirán ambas aberturas, B: listones
de separación vertical entre las planchas A, se necesitaron 3 listones verticales por
cada molde dividiendo así el molde en 2 aberturas para 2 placas a vaciar, estos listones
tendrán medidas de espesor variable como se menciona líneas arriba, y C: Base de
listón horizontal con separación variable entre las dos planchas A.
Figura 27: Ensamble del molde.

Finalmente se realizó el ensamblado en la carpintería con ayuda de un taladro y un

tornillo de banco donde se fija las maderas a una superficie para hacer las
perforaciones a los listones y a las planchas simultáneamente, alineadas
perfectamente. En total se realizaron 8 orificios, 2 en cada listón vertical y 2 en el
listón horizontal.
Una vez realizadas las perforaciones en puntos estratégicos para el buen soporte de
sus partes se procedió a marcar un color en cada sección para así identificar las piezas
de cada molde y que al darle uso constante no se logren confundir con sus iguales de
medidas variables.
122
Como se mencionó líneas arriba se completó el ensamble del molde aplicando
tornillos a medida del orificio (1/4”) y colocando tuercas de mariposa para su cómodo
y fácil desmoldado. Se realizó así pues se obtiene finalmente los moldes necesarios
para la producción de placas con diferentes dosificaciones y que fueron sometidos a
ondas de radiación ionizante.
En las Figuras 28 y 29 se observa la unión de las partes cortadas y el proceso de

ensamblaje con las tuercas.
Figura 28: Molde final

Figura 29: Cortes a medida de los listones y atornillado del molde a superficie.
123
En la Figura 30 se aprecia el molde culminado, listo para el proceso de vaciado.
Figura 30: Molde terminado.

4.5.3. Procedimiento de vaciado de placas
Al no existir una norma que demuestre el procedimiento a seguir para formar placas
de concreto se siguió el proceso similar al vaciado de concreto en las probetas según
el método descrito en la norma ASTM C31 y NTP 339.033.
Se procedió entonces a depositar la mezcla en los moldes de madera en dos capas

representando cada una el 50% del contenido total del molde y aplicando 25 golpes
con ayuda de una varilla metálica se logró compactar adecuadamente como en la
Figura 31.
Figura 31: Compactado y enrasado de mezcla en el molde de placas

Fuente: Elaboracion Propia.
124
Posteriormente se colocó verticalmente los moldes llenos de concreto por un periodo
de 2 minutos sobre la mesa vibradora (Ver Figura 32) para la eliminación del aire
atrapado y vacíos existentes.
Se repitió el ensayo tantas veces para cada porcentaje de escoria de cobre agregado a
la mezcla de concreto los cuales fueron 15%, 30% ,50%, 80% y 100%
respectivamente. Se colocó en forma vertical los moldes de madera con algún soporte
lateral ligero para evitar su caída y se dejó 24 horas en el laboratorio para su proceso
natural de endurecimiento. Pasadas las 24 horas, se desajustó los tornillos y se hace
el desmoldado para retirar la placa formada.
Figura 32: vibración de placas

Acto seguido se procedió a curar las placas de concreto como en la Figura 33, en la
piscina de agua con cal por 28 días para ser sometidas a pruebas de radiación.
Figura 33: Desencofrado y curado de placas

125
4.5.4. Ensayo de irradiación directa por rayos X.
Las placas se ensayaron en los laboratorios de radiodiagnóstico en el Instituto

Nacional de Enfermedades Neoplásicas (INEN) ubicado en el Distrito de Surquillo.
Se realizó con ayuda del equipo de rayos X con las siguientes características:
-Marca: Swissray
-Modelo: DAR Fórmula Plus
-Serie: S40 3142
Figura 34: Máquina de rayos X
Fuente: INEN
En primer término, se agruparon las placas según su configuración (dosificación) para

ser ensayadas. Se alistó la máquina de rayos X (ver Figura 34) colocándola con el
control remoto en forma vertical para una medida más rápida, cómoda y exacta.
Se colocó la mesa de vidrio (ver Figura 35) para ser usada como superficie y se
instalaron todos los instrumentos necesarios para llevar a cabo el ensayo radiológico
como lo son una computadora portátil con software de dosimetría y directamente
configurada con la máquina de radiación. Acto seguido se midió la intensidad directa
sin la presencia de placa intermedia (espesor = 0 cm) para tener tal lectura inicial
como referencia a las medidas posteriores.
Asimismo, se colocó dos barras de tecnopor para ser usadas como soporte de las
placas ya que este no altera el resultado ni absorbe las ondas de rayos X emitidas.
Bajo la placa y sobre la mesa se colocó un dosímetro o lector de radiación ionizante
126
Cabe mencionar que estos valores son mínimos en comparación con las maquinarias
que operan en el laboratorio de Radioterapia. Sin embargo, se tomaron todas las
medidas necesarias para que no haya ningún incidente relacionado con la salud.
Figura 35: Mesa de vidrio y Dosímetro
Fuente: INEN
Siguiendo con el procedimiento se ensayó las placas de concreto patrón (0%EC)

obteniendo un valor de atenuación elevado (ver Figura 36). El resultado fue
inmediato. Y así sucesivamente se fueron colocando las placas de diferente espesor y
con diferentes dosificaciones de escoria de cobre para medir la atenuación de
radiación ionizante. Se repitió el proceso tantas veces como placas haya en el
laboratorio.
Figura 36: Medición dosimétrica.
Fuente: INEN
Se agruparon las placas según su dosificación y se usó dos bloques de tecnopor de

dimensiones similares, teniendo superficies a la misma altura para poder apoyar las
127
placas sobre estos y colocar por debajo el dosímetro para su posterior lectura. (Ver
Figura 37)
Figura 37: Preparación de área de trabajo – Homogeneidad.
Fuente: INEN
Se alista la máquina de rayos X configurando su campo de interacción de haz

milímetros más que el área de la placa para que esta sea cubierta en su totalidad.
Figura 38: Apunte de Rayos X a la placa y Dosimetría.
Fuente: INEN
Con ayuda de una computadora portátil (Ver Figura 38) con software de radiación
conectado directamente a la máquina de rayos x a través del equipo Accu-gols plus
(sistema diagnóstico para control radiológico) se obtuvo los valores promedios.
4.5.5. Ensayo de Homogeneidad por escala de grises
En este ensayo se midió la precisión de la homogeneidad de la mezcla de concreto al

aplicar radiación sobre las placas con diferentes dosificaciones de escoria de cobre.
Para este fin, se analizaron 5 puntos más representativos sobre la superficie de las
128
placas de 1.5 cm de espesor como se indica en la Figura 39 una vez finalizadas las
tomas radiográficas, y con estos valores se analizó la transmisión en cada punto para
calcular la discrepancia entre ellos.
Figura 39: Puntos representativos de placa de concreto

Una vez obtenida la radiografía de cada placa se ubicó el cursor en 1 punto de cada
vértice midiendo 2cm x 2cm desde el borde y uno central por la que con ayuda de un
software especializado se determinó los valores promedio y desviaciones estándar de
cada punto. Se obtiene una Desviación Estándar S y valores promedio (X) de pixeles,
pero no se considerará el S obtenido por el software pues representa una desviación
para cada punto.
Para este fin se calcula la Desviación Estándar S respecto a los valores promedios y
también se calcula el error estándar(Sm) de la media muestral, valores necesarios para
el cálculo del coeficiente de variación. Teniendo así que la fórmula para determinar
el error estándar de la desviación es:
S
𝑆𝑚 =
√
Siendo: S= Desviación Estándar de la muestra, n= Tamaño de la muestra
129
4.5. Resultados de los ensayos
4.5.1. Asentamiento del Concreto (Slump)
Para la siguiente propiedad se analizó los ensayos de asentamiento en los diferentes

diseños propuestos, como la relación escoria de cobre y agregado fino de 15%EC-
85%AF, 30%EC-70%AF, 50%EC-50%AF, 80%EC-20%AF, 100%EC-0%AF y el
concreto patrón 0%EC-100%AF.
La consistencia de la mezcla es afectada por la adición de la escoria de cobre, así

como se observa en la siguiente tabla 75:
Tabla 75: Medición del Slump del laboratorio

Descripción Dosificasión (N°) %Escoria de cobre Slump (pulgadas)
Patrón 1 0% 3.2
15%EC-85%AF 2 15% 3.5
30%EC-70%AF 3 30% 4.2
50%EC-50%AF 4 50% 4.4
80%EC-20%AF 5 80% 4.5
100%EC-0%AF 6 100% 5.5
Los resultados estadístico descriptivos se realizaron en el programa Excel, como se

puede visualizar en la siguiente tabla 76:
Tabla 76: Estadística Descriptiva del Asentamiento de las mezclas de concreto.
Estadisitica Descriptiva
Media 4.325
Error típico 0.228673712
Mediana 4.3
Desviación estándar 0.457347424
Varianza de la muestra 0.209166667
Curtosis 0.63751369
Coeficiente de asimetría 0.305764568
Rango 1.1
Mínimo 3.8
Máximo 4.9
Suma 17.3
Cuenta 4
Nivel de confianza(95.0%) 0.727741811
Análisis Estadístico:
Se realizó un gráfico de barras de los datos obtenidos in situ, donde se observa cómo
se comporta el asentamiento del concreto con las diferentes dosificaciones.
130
Además, se observa la información que nos aporta el programa Excel de las muestras.
En la Figura 40 se aprecia la línea de tendencia ajustada de los ensayos del slump.
Figura 40: Trabajabilidad del concreto respecto a la dosificación de la escoria de cobre
En la figura 41 se visualiza el efecto del porcentaje de la escoria de cobre en la

propiedad del asentamiento del concreto.
Figura 41: Efecto del Porcentaje de escoria de cobre en el asentamiento de la mezcla
En la Tabla 77 se visualiza los coeficientes de la línea de regresión ajustada.
Tabla 77: Coeficientes de los resultados de Asentamiento de las mezclas de concreto.
Coeficientes Error típico Estadístico t Probabilidad

Intercepción 2.746666667 0.218987569 12.54256885 0.000232499
Variable X 1 0.42 0.056230817 7.469213923 0.001717347
131
Se puede visualizar que en la columna de llamada Coeficientes están los coeficientes
de la ecuación de la recta de regresión que más se ajusta al modelo. Este modelo se
expresa como la siguiente ecuación:
y = a + bx
Donde:
y = Asentamiento – Slump (Pulgadas)
x = N° de ensayos respecto al diseño de mezclas – Dosificación (%)
a = Constante (intersección de abscisas)
b = pendiente de la recta
Por lo tanto, la ecuación que se ajusta al modelo será la siguiente:
y = 0.42 + 2.75x
La siguiente recta se muestra los resultados del ensayo de cono de Abrams – Slump
para el Asentamiento el cual nos permite decir que nuestros modelos son efectivos
dentro del rango del análisis de X en los 6 ensayos de las 6 muestras de dosificaciones
realizados y que es correcto porque cumple con el modelo de regresión de la ecuación
tal como se observa en la siguiente Figura 65 que nos define la curva de tendencia
lineal ajustada.
Coeficiente de determinación múltiple (R2).
El coeficiente de determinación R2 refleja la bondad del ajuste de un modelo a la

variable que se pretende demostrar. Es importante saber que el resultado del R2 se
encuentra entre 0 y 1. Cuando más tiende a 1 mayor será el resultado del ajuste del
modelo a la variable que pretendemos demostrar y por lo tanto será un resultado
fiable.
En la Tabla 78 se visualiza la estadística de la regresión del asentamiento con respecto

a las dosificaciones del concreto.
132
Tabla 78: Tabla Estadística de la regresión Asentamiento vs Dosificación.
Estadísticas de la regresión
Coeficiente de correlación múltiple 0.9659701
Coeficiente de determinación R^2 0.93309824
R^2 ajustado 0.9163728
Observaciones 6
Conclusión
Respecto al asentamiento se concluye que a mayor cantidad de escoria de cobre

sustituido al agregado fino existe un mayor asentamiento (slump)en la mezcla, ya que
la escoria de cobre no posee mayores propiedades de absorción como la arena gruesa,
teniendo la escoria de cobre una absorción de %Abs=0.09%, y el agregado fino
%Abs= 0.94%.Asi pues, se obtuvo los valores del asentamiento del concreto con
escoria de cobre mayores al asentamiento del concreto patrón siendo estos 3.5”, 4.2”,
4.4”,4.5” y 5.5” para los porcentajes de 15%E.C., 30%E.C., 50%E.C., 80%E.C. y
100%E.C. respectivamente, mientras que el asentamiento de concreto patrón tuvo un
valor de 3.2”.
Estos resultados representan un aumento de asentamiento, pero manteniéndose en el

rango de trabajabilidad (3”-5”), hasta el porcentaje de 80%E.C., pues en la mezcla
con 100%E.C. se obtiene un valor fuera del rango establecido (5.5”) concluyendo que
la mayor trabajabilidad por consistencia plástica se obtuvo con la dosificación óptima
del 80% de escoria de cobre.
4.5.2. Peso Unitario Compactado del concreto
Se obtuvieron los valores de los pesos unitarios en estado fresco de todas las
dosificaciones, para evaluar la densidad en estado fresco en las diferentes
dosificaciones. Tales como se observa en las tablas 79, 80, 81, 82, 83 y 84 con las
diferentes dosificaciones:
133
Tabla 79: Peso Unitario compactado – Concreto patrón.

PESO UNITARIO DEL CONCRETO - ESTANDAR
TIPO DE AGREGADO : MEZCLA NORMA ASTM C138
PROCEDENCIA : LEM URP FECHA

ELABORADO:
VEGA ROMERO DANIEL
PESO UNITARIO COMPACTADO - ESTANDAR

26.72 Kg
RECIPIENTE
Tabla 80: Peso Unitario compactado – 15%EC - 85%AF

PESO UNITARIO DEL CONCRETO - CON ESCORIA DE COBRE 15%EC
TIPO DE AGREGADO : MEZCLA 15%EC NORMA ASTM C138

ELABORADO:
VEGA ROMERO DANIEL
PESO UNITARIO COMPACTADO - 15%EC

27.86 Kg
RECIPIENTE
134


ELABORADO:
VEGA ROMERO DANIEL

28.46 Kg
RECIPIENTE


ELABORADO:
VEGA ROMERO DANIEL

29.10 Kg
RECIPIENTE
135


ELABORADO:
VEGA ROMERO DANIEL

30.58 Kg
RECIPIENTE


ELABORADO:
VEGA ROMERO DANIEL

31.49 Kg
RECIPIENTE
136
El peso unitario del concreto es afectado por la adición de la escoria de cobre, como
se observa en la siguiente tabla 85:
Tabla 85: Peso Unitario Compactado de las mezclas de concreto en estado fresco.
%Escoria de
Descripcion Dosificacion (n°) PUC(kg/m3)
Cobre
BV-EST 1 Patron(0%EC) 2287.11
BV-15%EC 2 15%EC 2410.62
BV-30%EC 3 30%EC 2475.62
BV-50%EC 4 50%EC 2544.96
BV-80%EC 5 80%EC 2705.31
BV-100%EC 6 100%EC 2803.90
Figura 42: Efecto del Porcentaje de escoria de cobre en el Peso Unitario del concreto fresco
En la figura 42 se observa que a medida que se añade mayor escoria de cobre con
respecto al agregado fino se aumenta el peso unitario compactado y por ende se
aumenta la densidad del concreto.
Densidad en estado endurecido:
Al desmoldar las probetas de los moldes, se pudo hallar la densidad teórica de la

probeta mediante su peso del molde con el volumen inicial de cada uno de las
dosificaciones obteniendo la siguiente Tabla 86:
137
Tabla 86: Densidad teórica del concreto endurecido de cada dosificación.
Dosificacion %Escoria de Peso del Cilindro Volumen del

Descripcion Densidad (kg/m3)
(n°) Cobre (Kg) Cilindro(m3)
BV-EST 1 Patron(0%EC) 3.96 0.001570796 2521.01
BV-15%EC 2 15%EC 4.08 0.001570796 2597.41
BV-30%EC 3 30%EC 4.18 0.001570796 2661.07
BV-50%EC 4 50%EC 4.24 0.001570796 2699.27
BV-80%EC 5 80%EC 4.28 0.001570796 2724.73
BV-100%EC 6 100%EC 4.43 0.001570796 2820.23
En la Tabla 86 se observa que a medida que se añade la escoria de cobre en diferentes

porcentajes con respecto al peso del agregado fino, la densidad se aumenta
alcanzando su máximo peso en la dosificación de 100%EC-0%AF.
4.5.3. Resistencia a la Compresión
Los valores obtenidos se presentan en la siguiente tabla. El resultado muestra que a

medida que el porcentaje de escoria de cobre aumenta en la mezcla hay un aumento
significativo en la resistencia del concreto prototipo. En las Tablas 87, 88, 89 y 90, se
recolectaron los resultados a los 3, 7,14 y 28 días de ensayos de resistencia a la
compresión.
Tabla 87: Resistencia a la compresión f’c (kg/cm2) a los 3 días.

Resistencia a la compresion f'c(kg/cm2) a los 3 dias
Resistencia % % Promedio Promedio

Descripcion %Escoria de Cobre Edad(dias)
Diseño(kg/cm2) Rotura(kg/cm2) Resistencia Resistencia Resistencia(kg/cm2)
BV-EST 0 3 210 216.5 103.10%
BV-EST 0 3 210 217.5 103.57% 103.62% 217.6
BV-EST 0 3 210 218.8 104.19%
BV-15%EC 15%EC 3 210 235.1 111.95%
BV-15%EC 15%EC 3 210 232.1 110.52% 110.71% 232.5
BV-15%EC 15%EC 3 210 230.3 109.67%
BV-30%EC 30%EC 3 210 239.5 114.05%
BV-30%EC 30%EC 3 210 239.8 114.19% 114.29% 240.00
BV-30%EC 30%EC 3 210 240.7 114.62%
BV-50%EC 50%EC 3 210 242.7 115.57%
BV-50%EC 50%EC 3 210 241.8 115.14% 114.89% 241.3
BV-50%EC 50%EC 3 210 239.3 113.95%
BV-80%EC 80%EC 3 210 215.2 102.48%
BV-80%EC 80%EC 3 210 222.1 105.76% 104.87% 220.2
BV-80%EC 80%EC 3 210 223.4 106.38%
BV-100%EC 100%EC 3 210 218.1 103.86%
BV-100%EC 100%EC 3 210 219 104.29% 104.46% 219.4
BV-100%EC 100%EC 3 210 221 105.24%
138
Tabla 88: Resistencia a la compresión f'c(kg/cm2) a los 7 días.

BV-EST 0 7 210 224.3 106.81%
BV-EST 0 7 210 237.8 113.24% 109.71% 230.4
BV-EST 0 7 210 229.1 109.10%
BV-15%EC 15%EC 7 210 279.5 133.10%
BV-15%EC 15%EC 7 210 275 130.95% 132.73% 278.7
BV-15%EC 15%EC 7 210 281.7 134.14%
BV-30%EC 30%EC 7 210 292.7 139.38%
BV-30%EC 30%EC 7 210 290.2 138.19% 138.76% 291.4
BV-30%EC 30%EC 7 210 291.3 138.71%
BV-50%EC 50%EC 7 210 256.8 122.29%
BV-50%EC 50%EC 7 210 311.2 148.19% 136.73% 287.1
BV-50%EC 50%EC 7 210 293.4 139.71%
BV-80%EC 80%EC 7 210 256 121.90%
BV-80%EC 80%EC 7 210 254.9 121.38% 121.54% 255.2
BV-80%EC 80%EC 7 210 254.8 121.33%
BV-100%EC 100%EC 7 210 247.1 117.67%
BV-100%EC 100%EC 7 210 240.6 114.57% 115.97% 243.5
BV-100%EC 100%EC 7 210 242.9 115.67%
Tabla 89: Resistencia a la compresión f'c(kg/cm2) a los 14 días.

BV-EST 0 14 210 224.7 107.00%
BV-EST 0 14 210 246.6 117.43% 122.00% 256.2
BV-EST 0 14 210 297.3 141.57%
BV-15%EC 15%EC 14 210 315.6 150.29%
BV-15%EC 15%EC 14 210 310.5 147.86% 148.35% 311.5
BV-15%EC 15%EC 14 210 308.5 146.90%
BV-30%EC 30%EC 14 210 329.4 156.86%
BV-30%EC 30%EC 14 210 324.8 154.67% 154.70% 324.9
BV-30%EC 30%EC 14 210 320.4 152.57%
BV-50%EC 50%EC 14 210 317.9 151.38%
BV-50%EC 50%EC 14 210 313.1 149.10% 150.16% 315.3
BV-50%EC 50%EC 14 210 315 150.00%
BV-80%EC 80%EC 14 210 273 130.00%
BV-80%EC 80%EC 14 210 269.6 128.38% 129.63% 272.2
BV-80%EC 80%EC 14 210 274.1 130.52%
BV-100%EC 100%EC 14 210 263.4 125.43%
BV-100%EC 100%EC 14 210 260.7 124.14% 124.37% 261.2
BV-100%EC 100%EC 14 210 259.4 123.52%
139
Tabla 90: Resistencia a la compresión f’c (kg/cm2) a los 28 días.

BV-EST 0 28 210 299.4 142.57%
BV-EST 0 28 210 296.7 141.29% 141.92% 298.0
BV-EST 0 28 210 298 141.90%
BV-15%EC 15%EC 28 210 355.1 169.10%
BV-15%EC 15%EC 28 210 347.1 165.29% 165.37% 347.3
BV-15%EC 15%EC 28 210 339.6 161.71%
BV-30%EC 30%EC 28 210 384.9 182.67%
BV-30%EC 30%EC 28 210 391.9 180.05% 179.38% 387.6
BV-30%EC 30%EC 28 210 386.1 175.43%
BV-50%EC 50%EC 28 210 383.6 183.29%
BV-50%EC 50%EC 28 210 378.1 186.62% 184.59% 376.7
BV-50%EC 50%EC 28 210 368.4 183.86%
BV-80%EC 80%EC 28 210 311.2 140.86%
BV-80%EC 80%EC 28 210 320.5 137.00% 138.71% 314.8
BV-80%EC 80%EC 28 210 312.7 138.29%
BV-100%EC 100%EC 28 210 295.8 148.19%
BV-100%EC 100%EC 28 210 287.7 152.62% 149.90% 291.3
BV-100%EC 100%EC 28 210 290.4 148.90%
En la Tabla 91, se observa de manera resumida la evolución del concreto al añadirse

la dosificación de pruebas con respecto a su edad y en la Figura 43 la evolución del
concreto al añadir porcentajes de escoria de cobre en el agregado fino.
Tabla 91: Evolución de la resistencia a la compresión f’c=210kg/cm2.
Relacion de la Resistencia a la compresion 210kg/cm2
Edad Promedio
Descripcion %Escoria de Cobre
(Dias) Resistencia(kg/cm2)
BV-EST Patron(0%EC) 3 217.6
BV-15%EC 15%EC 3 235.5
BV-15%EC 15%EC 7 278.7
BV-15%EC 15%EC 14 311.5
BV-15%EC 15%EC 28 347.3
BV-30%EC 30%EC 3 240.0
BV-30%EC 30%EC 7 291.4
BV-30%EC 30%EC 14 324.9
BV-30%EC 30%EC 28 387.6
BV-50%EC 50%EC 3 241.3
BV-50%EC 50%EC 7 287.1
BV-50%EC 50%EC 14 315.3
BV-50%EC 50%EC 28 376.7
BV-80%EC 80%EC 3 220.2
BV-80%EC 80%EC 7 255.2
BV-80%EC 80%EC 14 272.2
BV-80%EC 80%EC 28 314.8
BV-100%EC 100%EC 3 219.4
BV-100%EC 100%EC 7 243.5
BV-100%EC 100%EC 14 261.2
BV-100%EC 100%EC 28 291.3
140
Resistencia a la compresión
Diseños de Mezcla
Dosificacion 0%EC - 100%AF 15%EC - 85%AF 30%EC - 70%AF 50%EC - 50%AF 80%EC - 20%AF 100%EC - 0%AF
Edad 3 7 14 28 3 7 14 28 3 7 14 28 3 7 14 28 3 7 14 28 3 7 14 28
Resistencia 217.6 230.4 256 298 235.5 278.7 311.5 347.3 240 291.4 324.9 387.6 241.3 287.1 315.3 376.7 220.2 255.2 272.2 314.8 219.4 243.5 261.2 291.3
Resistencia a la Compresion vs Edad

450
400
350
Resistencia a la compresion (kg/cm2)
300
250 Patron(0%EC)
15%EC
30%EC
200 50%EC
80%EC
150 100%EC
100
50
0
0 5 10 15 20 25 30
Edad de ensayo ( Dias)
Figura 43: Curva de la resistencia a la compresión 3, 7, 14 y 28 días, para los grupos de prueba.
141
En la Tabla 92 se observa la tabla resumen del efecto del porcentaje de escoria de
cobre en la resistencia de la compresión a los 28 días.
Tabla 92: Efecto del Porcentaje de Escoria de cobre en la Resistencia de la compresión.
Edad Promedio
Descripcion Dosificacion %Escoria de Cobre
BV-EST 1 Patron(0%EC) 28 298.0
BV-15%EC 2 15%EC 28 347.3
BV-30%EC 3 30%EC 28 387.6
BV-50%EC 4 50%EC 28 376.7
BV-80%EC 5 80%EC 28 314.8
BV-100%EC 6 100%EC 28 291.3
En la figura 44 se visualiza el comportamiento de la resistencia a la compresión a los

28 días del concreto patrón añadiendo la escoria de cobre en diferente dosificación
que está señalada en la Tabla 92.
Figura 44: Efecto del Porcentaje de Escoria de Cobre en la resistencia de Compresión.
142
Interpretación de datos: Concreto Patrón (0%EC – 100%AF) - Concreto con
15% de escoria de cobre con respecto al peso del agregado fino (15%EC –
85%AF):
De acuerdo a la siguiente Tabla 93 se observa que:
Tabla 93: Efecto del 15% de escoria de cobre en la Resistencia de la compresión.

Promedio % Promedio %Aumento
Descripcion %Escoria de Cobre Edad
Resistencia(kg/cm2) Resistencia Resistencia
BV-EST Patron(0%EC) 217.6 3
108.23% 8.23%
BV-15%EC 15%EC 235.5 3
120.96% 20.96%
BV-15%EC 15%EC 278.7 7
121.58% 21.58%
BV-15%EC 15%EC 311.5 14
116.54% 16.54%
BV-15%EC 15%EC 347.3 28
Al añadir 15% de escoria de cobre dentro del peso del agregado fino, se da la relación
15%EC – 85%AF en donde se puede apreciar que el concreto con 15% de escoria de
cobre alcanza resistencia mayor a los del concreto patrón en todas las edades. De la
siguiente Figura 45 se observa que:
Figura 45: Efecto del 15% de escoria de cobre en la Resistencia de la compresión.
Según el Figura 45:
El f’c promedio desarrollado a los 28 días por el concreto con escoria de cobre en
incorporadas en 15% es de 347.3 kg/cm2, y representa el 116.54% respecto a la
143
resistencia alcanzada por el concreto patrón 298 kg/cm2. Incrementándose a la
resistencia a la compresión en 16.54%.

70%AF):

110.25% 10.25%
BV-30%EC 30%EC 239.9 3
126.48% 26.48%
BV-30%EC 30%EC 291.4 7
126.81% 26.81%
BV-30%EC 30%EC 324.9 14
129.90% 29.90%
BV-30%EC 30%EC 387.1 28
Al añadir 30% de escoria de cobre dentro del peso del agregado fino, en la Figura 46
se visualiza el comportamiento del concreto en las siguientes edades:
incorporadas en 30% es de 387.1 kg/cm2, y representa el 126.81 % respecto a la
144

50%AF):

110.89% 10.89%
BV-50%EC 50%EC 241.3 3
124.61% 24.61%
BV-50%EC 50%EC 287.1 7
123.07% 23.07%
BV-50%EC 50%EC 315.3 14
126.41% 26.41%
BV-50%EC 50%EC 376.7 28
Al añadir 50% de escoria de cobre dentro del peso del agregado fino, en la Figura 47
se visualiza el comportamiento del concreto en las siguientes edades:

145
resistencia a la compresión en 26.41 %.

20%AF):

101.19% 1.19%
BV-80%EC 80%EC 220.2 3
110.76% 10.76%
BV-80%EC 80%EC 255.2 7
106.25% 6.25%
BV-80%EC 80%EC 272.2 14
105.64% 5.64%
BV-80%EC 80%EC 314.8 28
En la figura 48 se visualiza el efecto de la escoria de cobre en 80% con respecto al

peso del agregado fino en la resistencia a la compresión en las diferentes edades de
ensayos:

Según la Figura 48:
146

0%AF):

100.83% 0.83%
BV-100%EC 100%EC 219.4 3
105.69% 5.69%
BV-100%EC 100%EC 243.5 7
101.95% 1.95%
BV-100%EC 100%EC 261.2 14
97.75% -2.25%
BV-100%EC 100%EC 291.3 28
En la figura 49 se observa se visualiza el efecto de la escoria de cobre en 100% con

respecto al peso del agregado fino en la resistencia a la compresión:

147
resistencia alcanzada por el concreto patrón 298 kg/cm2. Reduciendo la resistencia a
la compresión en 2.25 %.
4.5.4. Resistencia a la Tracción
Los valores obtenidos se presentan en las siguientes Tablas 98, 99, 100 y 101. El
resultado muestra que a medida que el porcentaje de escoria de cobre aumenta en la
mezcla hay un aumento significativo en la resistencia a la tracción del concreto
prototipo hasta un punto máximo donde empieza a disminuir sus valores a mayor
porcentaje de escoria de cobre.
Tabla 98: Resistencia a la Tracción f’c (kg/cm2) a los 3 días.
Promedio
Descripcion %Escoria de Cobre Edad(dias) Rotura(kg/cm2)
Resistencia
BV-EST Patron(0%EC) 3 17.3 17.40
BV-15%EC 15%EC 3 18.4
BV-15%EC 15%EC 3 18.8 18.80
BV-15%EC 15%EC 3 19.2
BV-30%EC 30%EC 3 20.4
BV-30%EC 30%EC 3 20.9 20.33
BV-30%EC 30%EC 3 19.7
BV-50%EC 50%EC 3 20.1
BV-50%EC 50%EC 3 18.6 19.37
BV-50%EC 50%EC 3 19.4
BV-80%EC 80%EC 3 16.4
BV-80%EC 80%EC 3 18.4 17.57
BV-80%EC 80%EC 3 17.9
BV-100%EC 100%EC 3 18.1
BV-100%EC 100%EC 3 17.4 17.97
BV-100%EC 100%EC 3 18.4
148
Promedio
Resistencia
BV-EST Patron(0%EC) 7 19.5 18.43
BV-15%EC 15%EC 7 24.5
BV-15%EC 15%EC 7 21.5 22.27
BV-15%EC 15%EC 7 20.8
BV-30%EC 30%EC 7 25.1
BV-30%EC 30%EC 7 24.2 24.53
BV-30%EC 30%EC 7 24.3
BV-50%EC 50%EC 7 23.9
BV-50%EC 50%EC 7 22.8 22.97
BV-50%EC 50%EC 7 22.2
BV-80%EC 80%EC 7 20.2
BV-80%EC 80%EC 7 21.5 20.47
BV-80%EC 80%EC 7 19.7
BV-100%EC 100%EC 7 22.4
BV-100%EC 100%EC 7 18.4 20.20
BV-100%EC 100%EC 7 19.8
Promedio
Resistencia
BV-EST Patron(0%EC) 14 20 20.57
BV-15%EC 15%EC 14 26.1
BV-15%EC 15%EC 14 21.8 24.90
BV-15%EC 15%EC 14 26.8
BV-30%EC 30%EC 14 25.9
BV-30%EC 30%EC 14 26.4 26.37
BV-30%EC 30%EC 14 26.8
BV-50%EC 50%EC 14 25.1
BV-50%EC 50%EC 14 24.3 25.20
BV-50%EC 50%EC 14 26.2
BV-80%EC 80%EC 14 21.8
BV-80%EC 80%EC 14 21.3 21.80
BV-80%EC 80%EC 14 22.3
BV-100%EC 100%EC 14 20.4
BV-100%EC 100%EC 14 22.3 21.30
BV-100%EC 100%EC 14 21.2
149
Promedio
Resistencia
BV-EST Patron(0%EC) 28 23.8 23.83
BV-15%EC 15%EC 28 29.6
BV-15%EC 15%EC 28 27.5 27.83
BV-15%EC 15%EC 28 26.4
BV-30%EC 30%EC 28 34.1
BV-30%EC 30%EC 28 31.9 32.47
BV-30%EC 30%EC 28 31.4
BV-50%EC 50%EC 28 31.4
BV-50%EC 50%EC 28 31.1 30.13
BV-50%EC 50%EC 28 27.9
BV-80%EC 80%EC 28 26.3
BV-80%EC 80%EC 28 24.7 25.27
BV-80%EC 80%EC 28 24.8
BV-100%EC 100%EC 28 25.9
BV-100%EC 100%EC 28 24.8 24.60
BV-100%EC 100%EC 28 23.1
En la Figura 50 se visualiza la curva de la resistencia a la tracción del concreto al

añadir porcentajes de escoria de cobre en el agregado fino:
150
Resistencia a la Traccion
Diseños de Mezcla
Dosificacion 0%EC - 100%AF 15%EC - 85%AF 30%EC - 70%AF 50%EC - 50%AF 80%EC - 20%AF 100%EC - 0%AF
Edad 3 7 14 28 3 7 14 28 3 7 14 28 3 7 14 28 3 7 14 28 3 7 14 28
Resistencia 17.41 18.4 20.5 23.8 18.8 22.3 24.9 27.8 20.3 24.5 26.4 32.4 19.3 23 25.2 30.1 17.6 20.4 21.8 25.2 17.9 20.2 21.3 24.6
Resistencia
Resistencia a laCompresion
a la tracción vs Edad
vs Edad
35
30
a la tracción (Kg/cm2)
25
Resistencia a la compresion (kg/cm2)
20 Patron(0%EC)
15%EC
30%EC
15 50%EC
Resistencia
80%EC
100%EC
10
0
0 5 10 15 20 25 30
Edad de ensayo ( Dias)
Figura 50: Curva de la resistencia a la Tracción 7, 14 y 28 días, para los grupos de prueba.
151
En la tabla 102, podemos apreciar los resultados del comportamiento mecánico del
concreto en las diferentes dosificaciones de aplicación al realizarse el ensayo de
tracción por compresión diametral a los 28 días de edad de prueba.
Tabla 102: Efecto del Porcentaje de Escoria de cobre en la Resistencia a la Tracción.
Edad Promedio
Descripcion Dosificacion %Escoria de Cobre
BV-EST 1 Patron(0%EC) 28 23.84
BV-15%EC 2 15%EC 28 27.78
BV-30%EC 3 30%EC 28 32.40
BV-50%EC 4 50%EC 28 30.14
BV-80%EC 5 80%EC 28 25.18
BV-100%EC 6 100%EC 28 24.60
En la figura 51 se visualiza el comportamiento de la resistencia a la tracción a los 28

días del concreto patrón añadiendo la escoria de cobre en diferente dosificación que
está señalada en la Tabla102.
Figura 51: Efecto del Porcentaje de Escoria de Cobre en la resistencia a la tracción.
152
Comparación de resultados de resistencia a la tracción: Concreto Patrón (0%EC
– 100%AF) - Concreto con 15% de escoria de cobre con respecto al peso del
agregado fino (15%EC – 85%AF):
Tabla 103: Efecto del 15% de escoria de cobre en la Resistencia de la tracción.
%Escoria de Promedio % Promedio %Aumento

Descripcion Edad
Cobre Resistencia(kg/cm2) Resistencia Resistencia
108.23% 8.23%
BV-15%EC 15%EC 18.8 3
120.96% 20.96%
BV-15%EC 15%EC 22.3 7
121.58% 21.58%
BV-15%EC 15%EC 24.9 14
116.54% 16.54%
BV-15%EC 15%EC 27.8 28
Al añadir 15% de escoria de cobre dentro del peso del agregado fino, se da la relación
15%EC – 85%AF en donde se puede apreciar que el concreto con 15% de escoria de
cobre alcanza resistencia mayor a los del concreto patrón en todas las edades. De la
siguiente Figura 52 se observa que:
Figura 52: Efecto del 15% de escoria de cobre en la Resistencia a la Tracción.

153
Según la Figura 52 se observa que:
resistencia alcanzada por el concreto patrón 23.84 kg/cm2. Incrementándose a la

Tabla 104: Efecto del 30% de escoria de cobre en la Resistencia de la Tracción.
%Escoria de Promedio
Descripcion Edad % Promedio %Aumento
Cobre Resistencia(kg/cm2)
Resistencia(kg/cm2) (Dias) Resistencia Resistencia
BV-EST Patron(0%EC) 17.408 3 116.61% 16.61%
BV-30%EC 30%EC 20.3 3
132.92% 32.92%
BV-30%EC 30%EC 24.5 7
128.81% 28.81%
BV-30%EC 30%EC 26.4 14
135.91% 35.91%
BV-30%EC 30%EC 32.4 28
De la siguiente Figura 53 se visualiza que:
Figura 53: Efecto del 30% de escoria de cobre en la Resistencia a la Tracción.
154
Según el Figura 53 se observa que:

Promedio
%Escoria de Edad % Promedio %Aumento
Descripcion Resistencia(kg/cm2)
Cobre
110.89% 10.89%
BV-50%EC 50%EC 19.3 3
124.61% 24.61%
BV-50%EC 50%EC 23.0 7
123.07% 23.07%
BV-50%EC 50%EC 25.2 14
126.41% 26.41%
BV-50%EC 50%EC 30.1 28
De la siguiente Figura 54 se observa que:
Figura 54: Efecto del 50% de escoria de cobre en la Resistencia de la tracción.
155

Promedio
Cobre
101.19% 1.19%
BV-80%EC 80%EC 17.6 3
110.76% 10.76%
BV-80%EC 80%EC 20.4 7
106.25% 6.25%
BV-80%EC 80%EC 21.8 14
105.64% 5.64%
BV-80%EC 80%EC 25.2 28
156

Promedio
Cobre
102.83% 2.83%
BV-100%EC 100%EC 17.9 3
109.59% 9.59%
BV-100%EC 100%EC 20.2 7
103.92% 3.92%
BV-100%EC 100%EC 21.3 14
103.19% 3.19%
BV-100%EC 100%EC 24.6 28
157
4.5.5. Resultados de exposición de fuentes ionizantes
Después de ensayadas todas las placas se realizó un cuadro de control donde se

promediaron las tres medidas de dosis tomadas por el dosímetro para cada espesor
comparándola con la medida inicial de espesor cero (sin placa intermedia). Así mismo
se comparó también el porcentaje de transmisión Dividiendo la dosis promedio entre
la dosis inicial, tomando 100% como valor referencial la dosis inicial para cada
espesor.
Con estos valores se realizó los diagramas de atenuación donde interviene la dosis de
transmisión (%) y el espesor de cada dosificación, ya que se podrá visualizar la curva
de transmisión para cada caso obteniéndose por consiguiente la atenuación real. El
procedimiento fue repetido tantas veces como espesores y dosificaciones tienen las
placas.
Los valores fueron tomados en el Laboratorio de Radiodiagnóstico del Instituto

Nacional de Enfermedades Neoplásicas (INEN). Estos valores con sus respectivos
diagramas se muestran a continuación.
Teniendo en cuenta la Calidad de Haz del Rayo X previamente a irradiar las placas
de concreto:
Tensión = 125 Kv
Intensidad de corriente = 125 mA, 0.38mAs
Energía Efectiva = 40 KeV
Filtración total= 3.4 mm AI
158
Muestra 1: Mezcla Patrón (0%E.C.-100%A.F.)
Se tomaron 3 datos de irradiación lanzada por los Rayos X a la placa con mezcla de
concreto patrón obteniendo los siguientes valores y haciendo la relación directa con
a la intensidad inicial como en la Tabla 108 y finalmente establecer el gráfico
correspondiente como en la Figura 57.
Tabla 108: Cuadro de dispersión de los valores de ensayos de radiación en el concreto

patrón en diferentes espesores.
Transmisión
Espesor (cm) D(mGy) D prom(μGy) 𝐷 Atenuación(%)
%
𝐷𝑜
0 (Do) 366.60 370.00 365.40 367.33 100.00% 0.00%

1.50 68.53 69.06 68.52 68.703 18.70% 81.30%
2.00 46.77 47.07 46.68 46.840 12.75% 87.25%
2.50 36.58 36.61 36.57 36.587 9.96% 90.04%
Figura 57: Diagrama de Dosis Aplicada (%) vs espesor de placa para concreto patrón.
159
Muestra 2: 15%E.C.-85%A.F.
concreto con 15%EC obteniendo los siguientes valores y haciendo la relación directa
con a la intensidad inicial como en la Tabla 109 y finalmente establecer el gráfico
Tabla 109: Cuadro de dispersión de los valores de ensayos de radiación en el concreto con
15%EC en diferentes espesores.
Transmisión
%
𝐷𝑜
0 (Do) 366.60 370.00 365.40 367.33 100.00% 0.00%
1.50 67.88 68.06 68.29 68.077 18.53% 81.47%
2.00 40.06 40.07 40.11 40.080 10.91% 89.09%
2.50 26.52 26.42 26.39 26.443 7.20% 92.80%
Figura 58: Diagrama de Dosis Aplicada (%) vs espesor de placa para concreto con 15%EC.
160
Transmisión
%
𝐷𝑜
0 (Do) 366.60 370.00 365.40 367.33 100.00% 0.00%
1.50 61.58 61.13 61.75 61.49 16.74% 83.26%
2.00 39.67 39.23 39.23 39.38 10.72% 89.28%
2.50 25.59 25.69 25.63 25.64 6.98% 93.02%
Figura 59: Diagrama de Dosis Aplicada (%) vs espesor de placa para concreto con 30%EC
161
Transmisión
𝐷
Espesor (cm) D(mGy) D prom(μGy) % Atenuación(%)
𝐷𝑜
0 (Do) 366.60 370.00 365.40 367.33 100.00% 0.00%

1.50 58.94 59.01 58.84 58.93 16.04% 83.96%
2.00 34.95 34.61 34.34 34.63 9.43% 90.57%
2.50 24.65 24.64 24.75 24.68 6.72% 93.28%
162
Transmisión
%
𝐷𝑜
0 (Do) 366.60 370.00 365.40 367.33 100.00% 0.00%
1.50 37.17 37.17 37.29 37.21 10.13% 89.87%
2.00 30.39 30.13 30.37 30.30 8.25% 91.75%
2.50 17.13 17.03 16.97 17.04 4.64% 95.36%
163
concreto con 100%EC obteniendo los siguientes valores y haciendo la relación
directa con a la intensidad inicial como en la Tabla 113 y finalmente establecer el
gráfico correspondiente como en la Figura 62.
Transmisión
%
𝐷𝑜
0 (Do) 366.6 370.0 365.4 367.33 100.00% 0.00%

1.50 36.86 36.60 36.50 36.65 9.98% 90.02%
2.00 16.88 17.06 16.97 16.97 4.62% 95.38%
2.50 13.60 13.45 13.45 13.50 3.68% 96.32%
Figura 62: Diagrama de Dosis Aplicada (%) vs espesor de placa para concreto patrón
164
Resultado Experimental de Radiación
La Tabla l14 resume y permite comparar los resultados experimentales, simulados y

publicados del valor de coeficiente de atenuación lineal y HVL de las dosificaciones
y espesores utilizados en el método experimental de irradiación lineal.
Tabla 114: Cuadro de valores de Hvl para cada dosificación.
Atenuación
50%(D/Do)
Dosificación Espesor (cm) D/Do
HvL (cm)
1.5 18.70%
Patrón 2 12.75% 0.6425
2.5 9.96%
1.5 18.53%
15%E.C. 2 10.91% 0.6203
2.5 7.20%
1.5 16.74%
30%E.C. 2 10.72% 0.5944
2.5 6.98%
1.5 16.04%
50%E.C. 2 9.43% 0.5712
2.5 6.72%
1.5 10.13%
80%E.C. 2 8.25% 0.4699
2.5 4.64%
1.5 9.98%
100%E.C. 2 4.62% 0.4317
2.5 3.68%
En la teoría de blindaje de radiación suele usarse el término de la capa Hemirreductora

o HVL (Half Value Layer) que es el espesor (cm) de material que atenúa un Haz a la
mitad de su intensidad y que será necesario tener en cuenta. En la Tabla 114 se
muestra los espesores de HVL que atenúan la mitad de la intensidad de 367.33 uGy.
Para comprender este término es válido aclarar que se usa con frecuencia para poder
determinar cuántos Hvl como cantidad serán necesarios para atenuar cierto
porcentaje.
165
4.5.6. Análisis de pixeles en la radiografía de las placas de concreto
Para medir la homogeneidad de las placas se tomó radiografías con ayuda de la

máquina de rayos X a cada dosificación siendo ensayadas todas las placas de 1.5 cm
de espesor por ser la medida más crítica en términos de proceso de vaciado. En estas
radiografías se medirá el grado de ennegrecimiento atraves del análisis de pixeles.
En la Figura 63 se observa la radiografía de la placa de mezcla patrón. Nótese la nula

presencia de escoria.
Figura 63: Radiografía de placa de concreto patrón

Fuente: INEN
En la Figura 64 se observa la radiografía de la placa de mezcla 15%E.C.-85%AF.

Se observa una presencia mínima de puntos. Estos puntos vienen a ser la escoria de
cobre.
Figura 64: Radiografía de placa de dosificación 15%E.C.-85%A.F.

Fuente: INEN
166
En la Figura 65 se observa la radiografía de la placa de mezcla 30%E.C.-70%AF.

En esta muestra se observa también una presencia mínima de escoria de cobre.
Fuente: INEN
En la Figura 66 se observa la radiografía de la placa de mezcla 50%E.C.-50%A.F.

En esta muestra se observa una presencia media de escoria de cobre.
Fuente: INEN
167
En la Figura 67 se observa la radiografía de la placa de mezcla patrón. En esta muestra

se observa una presencia mínima de puntos. Estos puntos vienen a ser la escoria de
cobre.
Fuente: INEN
En la Figura 68 se observa la radiografía de la placa de mezcla patrón. En esta muestra

se observa una presencia mínima de puntos. Estos puntos vienen a ser la escoria de
cobre.
Fuente: INEN
168
Resultados del ensayo de homogeneidad
Se muestra a continuación en las Tablas 115, 116, 117, 118, 119 y 120 la
homogeneidad de los 5 puntos por cada placa analizada a través del valor de su
coeficiente de variación. Con estos valores se determina si la mezcla de concreto
realizada en el Laboratorio de Ensayo de Materiales cumplió con un procedimiento
adecuado y una distribución homogénea de sus componentes (agregados) en el
momento del vaciado.
Tabla 115: Análisis de 5 puntos en placa con dosificación mezcla patrón
Punto de toma Espesor (cm) S
Pto. A 1.5 1598 160

Pto. B 1.5 1608 200
Pto. C 1.5 1609 241
Pto. D 1.5 1579 157
Pto. E 1.5 1618 256
Promedio X 1602.4
S 14.88
Sm 6.65
CV = 0.415% Precisión alta
Tabla 116: Análisis de 5 puntos en placa con dosificación 15%E.C.-85%A.F.
Pto. A 1.5 1853 319

Pto. B 1.5 1674 272
Pto. C 1.5 1421 245
Pto. D 1.5 1709 294
Pto. E 1.5 1572 251
Promedio X 1645.8
S 161.01
Sm 72.01
169

Pto. A 1.5 1748 334
Pto. B 1.5 1572 322
Pto. C 1.5 1424 303
Pto. D 1.5 1655 316
Pto. E 1.5 1357 270
Promedio X 1551.2
S 161.1
Sm 72.05
CV= 4.645% Precisión alta

Pto. A 1.5 1755 427
Pto. B 1.5 1822 405
Pto. C 1.5 1633 364
Pto. D 1.5 1730 368
Pto. E 1.5 1584 348
Promedio X 1704.80
S 95.71
Sm 42.80
170

Pto. A 1.5 1891 377
Pto. B 1.5 1826 419
Pto. C 1.5 1615 402
Pto. D 1.5 1667 419
Pto. E 1.5 1558 416
Promedio X 1711.40
S 141.58
Sm 63.32

Pto. A 1.5 1850 370
Pto. B 1.5 1839 411
Pto. C 1.5 1325 400
Pto. D 1.5 1442 457
Pto. E 1.5 1532 407
Promedio X 1597.60
S 237.07
Sm 106.02
171
4.6. Resultados de la investigación
En la siguiente Tabla 121 se muestran los resultados obtenidos de toda nuestra investigación a
partir de los diferentes ensayos realizados.
Tabla 121: Presentación de resultados.
Objetivos Específicos Resultados de ensayos Indicador

1. Determinar la dosificación Densidad(kg/m3)
óptima de la mezcla del Densidad -
Muestra C. Patrón 15%EC-85%AF 30%EC-70%AF 50%EC-50%AF 80%EC-20%AF 100%EC-0%AF Peso Unitario
concreto sustituyendo parte
del agregado fino por la PU 2521.01 2597.41 2661.07 2699.27 2724.73 2820.23 (Kg/m3)
escoria de cobre para
aumentar la densidad del
concreto. Asentamiento del concreto
Asentamiento -
Muestra C. Patrón 15%EC-85%AF 30%EC-70%AF 50%EC-50%AF 80%EC-20%AF 100%EC-0%AF Slump
Slump 3.2 3.5 4.2 4.4 4.5 5.5 (Pulgadas)
2. Determinar la dosificación Resistencia a la Compresión (Kg/cm2)

óptima de la mezcla del Edad
C. Patrón 15%EC-85%AF 30%EC-70%AF 50%EC-50%AF 80%EC-20%AF 100%EC-0%AF
del agregado fino por la 3 dias 217.6 235.5 240 241.3 220.2 219.4
escoria de cobre para
aumentar la resistencia del 7dias 230.4 278.7 291.4 287.1 255.2 243.5
concreto.
14 dias 256.2 311.5 324.9 315.3 272.2 261.2
28 dias 298 347.3 387.6 376.7 314.8 291.3 Resistencia del

concreto
Resistencia a la Tracción(Kg/cm2) (Kg/cm2)
Edad
C. Patrón 15%EC-85%AF 30%EC-70%AF 50%EC-50%AF 80%EC-20%AF 100%EC-0%AF
3 dias 17.4 18.8 20.33 19.37 17.57 17.97
7dias 18.43 22.27 24.53 22.97 20.47 20.2
14 dias 20.57 24.9 26.37 25.2 21.8 21.3
28 dias 23.83 27.83 32.47 30.13 25.27 24.6
3. Determinar la dosificación Porcentaje de Atenuación de radiación ionizante.

optima de la mezcla del Espesores
Concreto Patrón 15%EC - 85%AF 30%EC - 70%AF 50%EC - 50%AF 80%EC-20%AF 100%EC-0%AF
del agregado fino por la 15 mm 81.30% 81.47% 83.260% 83.960% 89.870% 90.020% Porcentaje de
escoria de cobre para Atenuacion (%)
20mm 87.25% 89.09% 89.280% 90.570% 91.750% 95.380%
aumentar la atenuación de la
radiación ionizante.
2.5mm 90.040% 92.800% 93.020% 93.280% 95.360% 96.320%
Grado de Homogeneidad(CV)
Grado de
Muestra Concreto Patron 15%EC - 85%AF 30%EC - 70%AF 50%EC - 50%AF 80%EC-20%AF 100%EC-0%AF
Homogeneidad
CV 0.42% 4.38% 4.64% 2.51% 3.70% 6.64% (%)
172
4.7. Interpretación de resultados
4.7.1. Interpretación de resultados de la densidad del concreto
En los resultados de las densidades obtenidas podemos interpretar que al añadir

mayor porcentaje de escoria de cobre al agregado fino se origina un aumento su
densidad del concreto con respecto al concreto patrón en su estado endurecido y
fresco, esto es debido a que la escoria de cobre como agregado tiene un alto peso
específico siendo este 3410 kg/m3 mientras que el concreto patrón tiene una densidad
de 2560 kg/m3. Mostrando así que añadiendo los porcentajes propuestos en la
dosificación del concreto tales como 15%EC, 30%EC,50%EC,80%EC y 100%EC la
densidad aumenta en 3.03%, 5.56%, 7.07%, 8.08% y 11.9%.
También aumenta el asentamiento por la misma razón, ya que la escoria de cobre

tiene muy poca capacidad de absorción (0.09%) y poca permeabilidad, mientras que
el agregado fino tiene mayor capacidad de absorción (0.94%) y por ende tiene mayor
permeabilidad. Estos componentes al mezclarse influirán en la trabajabilidad y
fluidez del concreto fresco aumentándolo.
4.7.2. Interpretación de resultados de resistencia de concreto
Según los valores obtenidos con diferentes porcentajes de escoria de cobre

sustituyendo parcialmente el agregado fino, se obtuvo como resultado la resistencia
a la compresión del concreto patrón a los 28 días un valor de 298 kg/cm2, con
15%E.C. se obtuvo 347.3 kg/cm2, con 30%E.C. fue de 387.6 kg/cm2, con 50%E.C.
se obtuvo 376.7 kg/cm2 así también con 80% E.C. se obtuvo 314.8 kg/cm2 y
finalmente con 100% E.C. se obtuvo un valor de 291.6 kg/cm2 que no es favorable
ya que disminuye 2.25% respecto al patrón. Teniendo como valores óptimos la
dosificación con 30%EC-70%AF, aumentando en 30.1% la resistencia a la
compresión respecto al concreto patrón.
Asimismo, ocurre similar comportamiento con el esfuerzo a la tracción en donde la

dosificación del concreto con 30%EC alcanza su valor tope de 32.47 kg/cm2 con
respecto al concreto patrón que obtuvo 23.83 kg/cm2 aumentando su resistencia en
173
un 36.3%, siendo este un punto de fluencia debido a la disminución de la resistencia
a la tracción de las dosificaciones mayores a esta.
4.7.3. Interpretación de resultados de atenuación de la radiación
Según los datos obtenidos, se puede apreciar que a mayor porcentaje de escoria de
cobre dentro del concreto se aumenta la propiedad mecánica de la densidad, y por
ende se tiende a aumentar la atenuación a las radiaciones ionizantes.
En el porcentaje de transmisión de la radiación se comparó los resultados obtenidos

por su espesor siendo la dosificación que tiene mayor porcentaje de atenuación el de
100%EC-0%AF con un espesor de 2.5 cm que obtuvo un valor de 96.32% respecto
al 90.04% de grado de atenuación de rayos x teniendo un aumento de 6.97%
respectivamente.
Asimismo, las dosificaciones de porcentajes de 15% ,30 %,50% y 80% de escoria de

cobre también resultaron con menor porcentaje de transmisión que el concreto patrón,
siendo estos de 7.20%, 6.98%, 6.72%, y 4.64% respectivamente como consecuencia
de la disminución de la intensidad incidente de los rayos x.
4.8. Contrastación de la hipótesis
4.8.1. Contrastación de la Primera hipótesis
Hipótesis 01: Al realizar una mayor dosificación de la mezcla del concreto añadiendo
la escoria de cobre aumenta la densidad del concreto.
Para el siguiente análisis estadístico de esta hipótesis se analizará los ensayos de Peso
unitario para densidad en los diferentes diseños propuestos, como la relación escoria
de cobre y agregado fino de 15%EC-85%AF, 30%EC-70%AF, 50%EC-50%AF,
80%EC-20%AF, 100%EC-0%AF y el concreto patrón 0%EC-100%AF. Por lo tanto,
existirán 06 resultados de Densidad ensayadas en total. Se observa en la Tabla 122 el
incremento de densidad.
174
Tabla 122: Medición de la densidad del concreto
%Escoria de Densidad
Descripcion Dosificacion (n°)
Cobre (kg/m3)
Concreto Patron 1 Patron(0%EC) 2521.01
15%EC-85%AF 2 15%EC 2597.41
30%EC-70%AF 3 30%EC 2661.07
50%EC-50%AF 4 50%EC 2699.27
80%EC-20%AF 5 80%EC 2724.73
100%EC-0%AF 6 100%EC 2820.23
El método que se usó fue el de regresión para evaluar el comportamiento de la

densidad del concreto frente a los diferentes porcentajes de escoria de cobre y ver la
variación de la densidad del concreto.
Los resultados estadístico descriptivos se realizaron en el programa Excel, como se

puede visualizar en la siguiente Tabla 123:
Tabla 123: Estadística Descriptiva de la densidad de las mezclas de concreto.
Estadisitca descriptiva
Media 2670.619945
Mediana 2680.169242
Curtosis -0.000892609
Coeficiente de asimetría -0.056539037
Rango 299.211293
Mínimo 2521.014299
Máximo 2820.225592
Suma 16023.71967
Cuenta 6
175
Hipótesis Especifico 01:
Ho: Al realizar una mayor dosificación de la mezcla del concreto añadiendo la escoria
de cobre aumenta la densidad del concreto.
H1: Al realizar una mayor dosificación de la mezcla del concreto añadiendo la escoria
de cobre no aumenta la densidad del concreto.
Se realizó un gráfico de barras de los datos obtenidos in situ, donde se observa cómo
se comporta la densidad del concreto con las diferentes mezclas de concreto. Además,
se observa la información estadística que nos aporta el programa Excel de las
muestras.
En la Figura 69 se aprecia la línea de tendencia ajustada de los ensayos del peso

unitario específico.
Densidad del concreto respecto a la

Densidad del concreto(Kg/m3)
dosificacion
2850.00
2800.00 y = 54.749x + 2479
2750.00
R² = 0.9721
2700.00
2650.00
2600.00
2550.00
2500.00
0 1 2 3 4 5 6 7
Dosificacion
Figura 69: Densidad del concreto respecto a la dosificación de la mezcla de concreto.
En la Tabla 124 se visualiza los coeficientes de la línea de regresión ajustada.
Tabla 124: Coeficientes de los resultados de Densidad de las mezclas de concreto.

Intercepción 2478.997394 18.07372391 137.1603 1.69466E-08
Variable X 1 54.74930042 4.640903872 11.79712012 0.000295478
176
y = a + bx
Donde:
y = Densidad del concreto (Kg/m3)
y = 2479+ 54.749x
La siguiente recta se muestra los resultados del ensayo de Peso Unitario para la
densidad el cual nos permite decir que nuestros modelos son efectivos dentro del
rango del análisis de X en los 6 ensayos de las 6 muestras de dosificaciones realizados
y que es correcto porque cumple con el modelo de regresión de la ecuación tal como
se observa en la siguiente Figura 70 que nos define la curva de tendencia lineal
ajustada.
Figura 70: Curva de regresión ajustada Densidad vs Dosificación.
177
Coeficiente de determinación múltiple (R2).

fiable.
En la Tabla 125 se visualiza la estadística de la regresión de la densidad con respecto

a las dosificaciones del concreto.
Tabla 125: Tabla Estadística de la regresión Densidad vs Dosificación.
R^2 ajustado 0.96507698
Observaciones 6
Análisis de varianza.
El análisis de varianza nos da un Factor que nos sirve para comparar varios grupos en
una variable cuantitativa. Esta prueba es una generalización del contraste de igualdad
para 2 muestras independientes.
En la Tabla 126 se visualiza el análisis de varianza de los resultados de la densidad.
Tabla 126: Análisis de varianza de los resultados de densidad de acuerdo a las

dosificaciones de concreto.
Grados de libertad Suma de cuadrados Promedio de los cuadrados F Valor crítico de F

Regresión 1 52456.0032 52456.0032 139.172043 0.0629
Residuos 4 1507.659213 376.9148031
Total 5 53963.66241
En la Tabla 126 anterior se observa la suma de cuadrados de los componentes

relativos a los factores del modelo.
SCTotal = SCRegresion + SCResiduo

178
SCRegresión : Representa el número de ensayos.
SCResiduo: Representa de la densidad del concreto patrón que no contiene

escoria de cobre.
Efectuamos tasa porcentual de la densidad para ser explicado por la variable de la

dosificación del concreto utilizando el agregado de la escoria de cobre.
r2 = SCRegresion / SCTotal
r2 = 0.965
El resultado del r2 expresa que la variable independiente, está representada por los
ensayos en función a los diseños de mezcla con distintas dosificaciones de escoria de
cobre con el agregado fino, explica un 96.5% respecto a la variable dependiente que
es la densidad del concreto.
Conclusión
Los resultados se trabajaron usando el 95% de confianza para el método de regresión

que nos proporcionó el programa de Excel en la tabla. Donde se puede apreciar que
representa el nivel de significancia o valor critico de F que tiene como valor 0.0629,
y es mayor que el nivel de significancia de 0.050. Por lo que se concluye que
rechazamos la hipótesis Alternativa (H1) y aceptamos la hipótesis Nula (H0)
afirmando que al realizar una mayor dosificación de adicionales como la escoria de
cobre se aumenta la densidad del concreto.
4.8.2. Contrastación de la Segunda hipótesis
Hipótesis 02: Al establecer un mayor porcentaje de escoria de cobre se incrementa

la resistencia del concreto.
Análisis estadístico de la variación de la resistencia a la compresión y tracción por

compresión diametral en función a los distintos diseños de mezcla con diferentes
porcentajes de escoria de cobre dentro del peso del agregado fino.
179
Análisis estadístico de resistencia a la compresión para los diferentes diseños de
mezcla propuestos.
Para el siguiente análisis estadístico de esta hipótesis se analizará los ensayos de

resistencia a la compresión a 28 días como en la Tabla 127 ya que es la edad donde
el concreto obtiene su máxima resistencia.
Tabla 127: Variación de resistencia a compresión entre el Diseño Patrón y los diseños con
diferentes porcentajes de escoria de cobre.
%Escoria de Edad Promedio

Descripcion
Cobre (Dias) Resistencia(kg/cm2)
BV-15%EC 15%EC 28 347.3
BV-30%EC 30%EC 28 387.6
BV-50%EC 50%EC 28 376.7
BV-80%EC 80%EC 28 314.8
BV-100%EC 100%EC 28 291.3
Promedio 335.9
Desviasion Estandar 37.3
Coeficiente de variacion 11%
Para verificar la variación de la resistencia a compresión en función de los 6 diseños

de mezcla, el método que se uso fue el de un modelo recomendable a evaluar el
comportamiento del concreto frente a los diferentes porcentajes de escoria de cobre
y ver la variación de la resistencia a la compresión. Los resultados estadísticos
descriptivos se realizaron en el programa Excel y los gráficos de histogramas en el
programa de SPSS v.25. y en análisis estadístico en el programa STATA
Hipótesis Específico 02:
 Ho: Al establecer un mayor porcentaje de escoria de cobre se

incrementa la resistencia a la compresión del concreto.
 H1: Al establecer un mayor porcentaje de escoria de cobre no se
incrementa la resistencia a la compresión del concreto.
180
Análisis estadístico:
En el programa SPSS se realizó la distribución normal de nuestros datos que se

observó también nos brindó los gráficos de histogramas y curva de distribución y se
puede visualizar una curva con simetría y con tendencia determinada.
En la Figura 71 se muestra el histograma de la resistencia de la compresión agrupada.
Figura 71: Distribución normal de variación de resistencia a la compresión entre en Diseño

Patrón y los diseños con diferentes porcentajes de escoria de cobre.
Fuente: Elaboración propia con apoyo del software SPSS.
En la Tabla 128 se observa la tabla de frecuencias de la resistencia de la compresión

con apoyo del SPSS
Tabla 128: Tabla de Frecuencias de la Resistencia a la compresión Agrupada.
181
En la evaluación de la resistencia del concreto se puede observar que el punto crítico
de fluencia en donde se alcanza la mayor resistencia a la compresión es en la
dosificación de 30%EC-70%AF, posteriormente al punto empieza el declive de la
resistencia hasta la dosificación de 100%EC-0%AF. Por ese motivo el análisis
estadístico se evalúa como un modelo de ecuación cuadrática.
En la Tabla 129 se observa el procesamiento de datos para la descripción estadística

de la variación a la resistencia a la compresión para las dosificaciones con escoria.
Tabla 129: Resumen del procesamiento de casos y la descripción estadística de la variación

de resistencia a la compresión entre Diseño Patrón y los diseños con diferentes porcentajes
de escoria de cobre.
Resistencia a la compresion
Media 335.944444
Mediana 331.033333
Curtosis -2.18662739
Rango 96.3
Mínimo 291.3
Máximo 387.6
Suma 2015.66667
Cuenta 6
En la evaluación de la hipótesis se usó la regresión de análisis de datos con el

programa STATA IC12.0 el cual muestra la recta de regresión y obtuvo los resultados
mostrados en la Tabla 130:
Tabla 130: Coeficientes de variación de resistencia a la compresión entre diseño patrón y

los diseños con diferentes porcentajes de escoria de cobre.
Fuente: Elaboración propia con ayuda de STATA/IC12.0.
La ecuación de regresión cuadrática que más se ajusta al modelo. Este modelo se

expresa como:
182
y = a + bx + cx2
Donde:
y = Resistencia a compresión (kg/cm2)
x = N° de ensayos respecto al diseño de mezclas
b, c = Parámetros de la ecuación cuadrática.
Por lo tanto, la ecuación de la curva ajustada se presenta en la Figura 72:
y = 221.33 + 92.544x – 13.799x2
Figura 72: Regresión parabólica de variación de resistencia a la compresión entre Diseño

Patrón y los diseños con diferentes porcentajes de escoria de cobre.
Coeficiente de determinación múltiple (R2)

modelo a la variable que pretendemos demostrar y por lo tanto será un resultado fiable
como se muestra en la tabla 131.
183
Tabla 131: Estadística de la regresión Asentamiento vs Dosificación.
Number of obs = 6
F( 2, 3) = 11.79
Prob > F = 0.1108
R-squared = 0.8871
Adj R-squared = 0.8119
Root MSE = 17.712
Fuente: Elaboración propia con ayuda de STATA/IC12.0.
una variable cuantitativa como en la Tabla 132. Esta prueba es una generalización del
contraste de igualdad para 2 muestras independientes.
Tabla 132: Análisis de varianza de los resultados de Resistencias de la compresión con las
En la Tabla anterior se observa la suma de cuadrados de los componentes relativos a

los factores del modelo.
SCRegresion : Representa el número de ensayos.
SCResiduo: Representa el Asentamiento del concreto patrón que no contiene

escoria de cobre.
Efectuamos tasa porcentual del asentamiento para ser explicado por la variable de la
184
r2 = 0.887
cobre con el agregado fino, explica un 88.7% respecto a la variable dependiente que
es la resistencia de compresión a los 28 días.
Conclusión

cuadrática que nos proporcionó el programa de STATA en la tabla 131 donde se
puede apreciar que representa el nivel de significancia o valor critico de F que tiene
como valor 0.1108, y es mayor que 0.050, por lo tanto se rechaza la hipótesis
alternativa (H1) y se acepta la nula (Ho) afirmando que al realizar una mayor
dosificación de adicionales de escoria de cobre con respecto al concreto patrón se
incrementa la resistencia a la compresión del concreto. En la Figura 72 se observa
que llega a un punto máximo para luego descender ajustándose a un modelo
cuadrático. Teniendo como punto máximo la dosificación número 3 que representa al
30%EC.
Análisis estadístico de resistencia a la tracción por compresión diametral para

los diferentes diseños de mezcla propuestos.
Para el siguiente análisis estadístico de esta hipótesis se analizará los ensayos de

resistencia a la tracción por compresión diametral a 28 días ya que es la edad donde
el concreto obtiene su máxima resistencia como se muestra en la Tabla 133.
Tabla 133: Tabla Variación de resistencia a la tracción por compresión diametral entre el
Diseño Patrón y los diseños con diferentes porcentajes de escoria de cobre.
185
Para verificar la variación de la resistencia a compresión en función de los 6 diseños
de mezcla, el método que se uso fue el de regresión lineal para evaluar el
comportamiento del concreto frente a los diferentes porcentajes de escoria de cobre
y ver la variación de la resistencia a la compresión. Los resultados estadísticos
descriptivos se realizaron en el programa Excel, SPSS y STATA.
 Ho: Al establecer un mayor porcentaje de escoria de cobre se

incrementa la resistencia a la tracción por compresión diametral del
concreto.
 H1: Al establecer un mayor porcentaje de escoria de cobre no se
incrementa la resistencia a la tracción por compresión diametral del
concreto del concreto.
Análisis estadístico:
En el programa SPSS se realizó la distribución normal de nuestros datos que se

observó también nos brindó los gráficos de histogramas y curva de distribución y se
puede visualizar una curva con simetría y con tendencia determinada.
En la Figura 73 se visualiza el Histograma de la variación de la resistencia a la

tracción de las probetas a prueba.
Figura 73: Distribución normal de variación de resistencia la tracción por compresión

diametral del concreto entre en Diseño Patrón y los diseños con diferentes porcentajes de
escoria de cobre.
Fuente: Elaboración propia con apoyo de SPSS.
186
En la Tabla 134 se observa la tabla de frecuencias de la resistencia de la Tracción con
apoyo del SPSS
Tabla 134: Tabla de Frecuencias de la Resistencia a la Tracción Agrupada.
En la evaluación de la resistencia a la tracción del concreto de diferentes

dosificaciones de prueba se observa que al llegar al punto de fluencia en la
dosificación de 30%EC-70%AF empieza a disminuir su resistencia
En la Tabla 135 se visualiza la estadística descriptiva de la variación de la resistencia

a la tracción para las diferentes dosificaciones.

de resistencia a la tracción entre Diseño Patrón y los diseños con diferentes porcentajes de
escoria.
Estadistica Descriptiva
Media 27.3233333
Mediana 26.48
Curtosis -1.31514106
Rango 8.56
Mínimo 23.84
Máximo 32.4
Suma 163.94
Cuenta 6
187
En la evaluación de la hipótesis como en la Tabla 136 se usó la regresión de análisis
para un modelo cuadrático de datos con el programa Excel el cual muestra la curva
de ajuste y se obtuvo los resultados mostrados en las tablas siguientes:
Tabla 136: Coeficientes de variación de resistencia a la tracción entre diseño patrón y los
diseños con diferentes porcentajes de escoria de cobre.
La ecuación de la curva de ajuste que más se ajusta al modelo. Este modelo se expresa
como:
y = a + bx + cx2
Donde:
y = Resistencia a la tracción (kg/cm2)
x = N° de ensayos respecto al diseño de mezclas
b, c = Parámetros de la ecuación cuadrática
Por lo tanto, la ecuación entre la resistencia a la tracción en la curva ajustada con

respecto a las dosificaciones y se muestra en la Figura 74:
y = 17.796 + 7.4361x – 1.0879 x2
188
Figura 74: Regresión cuadrática de variación de resistencia a la tracción entre Diseño Patrón
y los diseños con diferentes porcentajes de escoria de cobre.
Entonces se aplica una ecuación cuadrática para ajustar la curva obtenida.
Coeficiente de determinación múltiple (R2)

fiable. En la Tabla 137 se visualiza la estadística de la regresión de la Tracción con
respecto a las dosificaciones.
Tabla 137: Estadística de la regresión Resistencia a la tracción vs Dosificación.
189
para 2 muestras independientes como se presenta en la Tabla 138.
Tabla 138: Análisis de varianza de los resultados de Resistencias de la tracción con las
Fuente: Elaboración propia con ayuda de STAT/IC12.
En la tabla anterior se observa la suma de cuadrados de los componentes relativos a

los factores del modelo.
SCRegresión : Representa el número de ensayos.

escoria de cobre.
r2 = 0.77
ensayos de la resistencia a la tracción en función a los diseños de mezcla con distintas
dosificaciones de cobre con el agregado fino, explica un 77.1% respecto a la variable
dependiente que es la resistencia de tracción a los 28 días.
190
Conclusión

que nos proporcionó el programa de STATA en la tabla 138 donde se puede apreciar
que representa el nivel de significancia o valor critico de F que tiene como valor
0.1099, y es mayor que el nivel de significancia 0.050 , por lo tanto se rechaza la
hipótesis alternativa (H1) y se acepta la nula (Ho) afirmando que al realizar una mayor
dosificación de adicionales de escoria de cobre con respecto al concreto patrón se
incrementa la resistencia a la tracción del concreto. En la Figura 74 se observa que
llega a un punto máximo para luego descender ajustándose a un modelo cuadrático.
Teniendo como punto máximo la dosificación número 3 que representa al 30%EC.
4.8.3. Contrastación de la Tercera hipótesis
Hipótesis 03: Al realizar un mayor porcentaje de dosificación de escoria de cobre en

agregado fino en el concreto se aumenta la atenuación de la radiación ionizante
Ho: Al realizar un mayor porcentaje de dosificación de escoria de cobre en agregado

fino en el concreto aumenta la atenuación de las radiaciones ionizantes.
H1: Al realizar un mayor porcentaje de dosificación de escoria de cobre en agregado

fino en el concreto no aumenta la atenuación de las radiaciones ionizantes.
En la tabla 139 se observa los diferentes porcentajes de Atenuación dado una

Intensidad incidente inicial y el comportamiento de porcentaje de transmisión en las
diferentes dosificaciones con mismo espesor de material.
Tabla 139: Atenuación de radiaciones ionizantes vs dosificaciones de mezcla de concreto.
Transmisión
Mezcla de 𝐷
Dosificasión Espesor (cm) % Atenuación(%)
concreto 𝐷𝑜
Patrón 1 2.50 9.96% 90.04%

15%EC 2 2.50 7.20% 92.80%
30%EC 3 2.50 6.98% 93.02%
50%EC 4 2.50 6.72% 93.28%
80%EC 5 2.50 4.64% 95.36%
100%EC 6 2.50 3.68% 96.32%
191
En la Tabla 140 se visualiza la estadística descriptiva de la variación de la atenuación
para las diferentes dosificaciones.

de la atenuación del concreto entre Diseño patrón y los diseños con diferentes porcentajes
de escoria.
Estadistica descriptiva
Media 0.9347
Mediana 0.9315
Curtosis 0.27460821
Coeficiente de asimetría -0.3067536
Rango 0.0628
Mínimo 0.9004
Máximo 0.9632
Suma 5.6082
Cuenta 6
El método que se usó fue el de regresión para evaluar el comportamiento de la

atenuación de radiaciones ionizantes frente a los diferentes porcentajes de escoria de
cobre y ver la variación de la atenuación. Los resultados estadístico descriptivos se
realizaron en el programa Excel, como se puede visualizar en la siguiente Tabla 141:
Tabla 141: Estadística de regresión de la atenuación de los rayos x.
R^2 ajustado 0.894504493
Observaciones 6
192
Se realizó el grafico de ajuste lineal en el gráfico de regresión, obteniendo la siguiente

Figura 75.
Figura 75: Regresión lineal de variación de la atenuación de radiaciones ionizantes vs

dosificaciones del concreto.
En la evaluación de la hipótesis se usó la regresión de análisis de datos de la recta de

regresión y obtuvo los resultados mostrados en la Tabla 142:
Tabla 142: Coeficientes de los resultados de Asentamiento de las mezclas de concreto.

Intercepción 0.89536 0.00664492 134.743577 1.81953E-08
Variable X 1 0.01124 0.00170626 6.58751725 0.002749955

y = a + bx
Donde:
y = Atenuación de radiación (Porcentaje)
193
y = 0.895 + 0.0112x
para 2 muestras independientes.
En la Tabla 143 se observa el Análisis de varianza entre las variables de Atenuación

de radiación con respecto a las dosificaciones del concreto.
Tabla 143: Análisis de varianza de los resultados de atenuación de rayos X con las
diferentes dosificaciones de concreto.
Grados de libertadSuma de cuadrados

Promedio de los cuadrados F Valor crítico de F
Regresión 1 0.00221091 0.00221091 43.39538353 0.068749955
Residuos 4 0.00020379 5.0948E-05
Total 5 0.0024147
En la Tabla 143 anterior se observa la suma de cuadrados de los componentes

relativos a los factores del modelo.
SCRegresion : Representa el número de ensayos.

escoria de cobre.
194
r2 = 0.915
cobre con el agregado fino, explica un 91.5 % respecto a la variable dependiente de
la atenuación de radiaciones ionizantes.
Conclusión

que nos proporcionó el programa de Excel en la tabla. Donde se puede apreciar que
representa el nivel de significancia o valor critico de F que tiene como valor 0.068, y
es mayor que 0.050. Por lo que se concluye que rechazamos la hipótesis alternativa
(H1) y aceptamos la hipótesis nula (Ho) afirmando que al realizar una mayor
dosificación de adicionales como la escoria de cobre en el concreto aumenta la
atenuación de las radiaciones ionizantes.
195
4.9. Discusiones
1) Según Cendoya P. (2009) sostiene que en el hormigón endurecido se observa que la

sustitución de arena por una determinada proporción de escoria de cobre genera un
incremento proporcional en su densidad, alcanzando valores superiores a los 2600
kg/m3 cuando se utiliza un 50% de EC. Lo anterior se atribuye al alto peso específico
que presenta la escoria lo cual genera un aumento de la densidad media
progresivamente.
En nuestra investigación afirmamos esta conclusión ya que el diseño de la mezcla

también presento aumentos a medida que se incrementaba el porcentaje de la escoria
de cobre llegando a una densidad m 2820.23 kg/m3 usando el 100%EC.
2) Según Kiran, Z. y Autade, P. (2016) manifiestan que la resistencia a la compresión

del hormigón con parcial sustitución de la arena con la escoria del cobre hasta el 50%
aumenta en un 44.63% respecto a la mezcla control. Con el aumento del contenido
de la escoria de cobre más allá del reemplazo del 50% incrementa el agua libre por lo
tanto disminuye la resistencia a la compresión.
En el presente trabajo de investigación confirmamos este comportamiento de la

resistencia respecto a la sustitución parcial de la escoria de cobre, ya que al llegar al
30%EC se determinó nuestros máximos valores de resistencias, siendo para
compresión de 387.6 kg/cm2 y de tracción de 32.47 kg/cm2 lo cual se traduce como
un aumento significativo del 30.1% y de 36.3% de de estas respecto al concreto patrón
y al sobrepasar este porcentaje de sustitución tiende a disminuir progresivamente.
3) Según Miñano A. y Patiño A. (2015) quienes expresan que un diseño de concreto

pesado empleando la roca de baritina, cuya característica es su elevada densidad;
permite atenuar el paso de los rayos ionizantes. La investigación determina que sí
196
existe una atenuación considerablemente mayor a los rayos ionizantes al aumentar el
porcentaje de bario en el concreto, teniendo un valor de hasta 96.72%.
En lo que respecta la presente tesis afirmamos que a mayor porcentaje de escoria de

cobre aumenta la atenuación de los rayos ionizantes al concreto pesado, obteniendo
una atenuación máxima de 96.32% cumpliendo una función óptima de blindaje
radiológica debido a la reducción de la intensidad incidente aplicada al material.
197
CONCLUSIONES
1) Los ensayos y pruebas variando la concentración de escoria de cobre en el agregado

fino, dejan en evidencia que la densidad es directamente proporcional a dicha
concentración, definiéndose que a partir del 50%EC a más se obtiene concretos de
alta densidad estando el incremento en un rango de 7.07% a 11.9% respecto al
concreto patrón, valores que permiten obtener concretos altamente densos lo que
confirma la hipótesis planteada (ver Tabla 86).
2) Los resultados obtenidos en observancia a cómo varia la resistencia del concreto

cuando la dosificación de escoria de cobre se incrementa, muestran que esta es mayor
respecto al patrón, llegando a sus máximos valores entre el 30%EC y 50%EC de
concentración, rango que permiten incrementar tanto la compresión como a la
tracción del concreto en valores mayores al 30% comparado con el concreto patrón,
lo que permite confirmar que el incremento de concentración de escoria de cobre en
el concreto aumenta su resistencia (ver Tabla 92 y102).
3) De acuerdo a los ensayos de irradiación a las placas de concreto se concluye que en

medida que se incrementa el porcentaje de escoria de cobre como sustitución parcial
del agregado fino se muestra una atenuación mayor respecto a la mezcla de concreto
patrón, teniéndose que a partir del 30%EC a más concentración la transmisión es
menor al 7% lo cual representa valores de máxima atenuación en un rango de
93.020% hasta un 96.320% y que resultan recomendables como protección
radiológica (ver Tabla 139).
198
4) Para obtener el concreto especial cuyas características lo identifican como altamente
denso, muy resistente y capaz de atenuar la radiación es necesario analizar los ensayos
realizados vistos de manera conjunta. Estos resultados permiten determinar que una
concentración de 50%EC obtiene un valor de 2699.27 kg/m3 de densidad,376.7
kg/cm2 de resistencia a la compresión como 30.13 kg/cm2 de la resistencia a la
tracción y 93.28% de atenuación de la intensidad del haz, que lo convierten en una
óptima dosificación de concreto y que adicionalmente es más homogéneo y trabajable
que las demás. Llegando a la conclusión que es el diseño más recomendable para el
objetivo general planteado en la presente investigación (ver Tabla 121).
199
RECOMENDACIONES
1) Utilizar en investigaciones futuras la escoria de cobre como agregado grueso para

obtener mayor densidad que el obtenido en este trabajo de investigación y por lo
tanto diseñar un concreto que atenúe aún más la radiación ionizante. Asimismo,
que este material sea proveniente de una fundición donde produzcan las
aleaciones tradicionales para obtener el cobre. Si bien es cierto que se obtuvieron
valores de densidad dentro de lo que se considera un concreto pesado estos no
superaron los 3000 kg/m3 que son valores preferibles para una mayor atenuación.
2) Realizar otras investigaciones donde se use algún tipo de aditivo y comprobar si

se logra obtener mejoras en las propiedades mecánicas del concreto tales como el
esfuerzo a la compresión y a la tracción. Si bien se demostró en el presente trabajo
que se obtuvieron valores de resistencia por encima de los obtenidos con el
concreto patrón, este podría aumentar aún más.
3) Realizar ensayos de irradiación directa con intensidades mayores a las de

radiodiagnóstico como son las de radioterapia que oscila en dosis cercanas a 2
Gy. Para ello se deberá realizar nuevos estudios de atenuación mediante el Half
Value Layer (HVL) en donde se ensayarán materiales con espesores mayores a
los mostrados en esta investigación para reducir la transmisión de radiaciones
ionizantes y brindar así una protección radiológica adecuada a las personas que
frecuentan las áreas donde se aplican estas emisiones.
4) Utilizar este agregado por haber sido determinante para que los resultados de esta
investigación sean óptimos, y plantearlo como alternativa a los agregados de alta
densidad que se utilizan comúnmente en el Perú como la baritina y el
plomo.También se recomienda utilizar otros residuos minerales o metalúrgicos
para optimizar la densidad, resistencia y atenuación de las radiaciones ionizantes
en el concreto ya sea en forma granulada o cristalizada como lo son las escorias
de ferroníquel, hierro, estaño, zinc, ferrocromo, entre otros residuos que produce
el Perú en gran cantidad sin ser aprovechados y representando un impacto
negativo al medio ambiente.
200
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Alayón Y. y Álvarez E. (2008). Caracterización de mezclas de concreto pesado

elaboradas con mineral de hierro como agregado fino. (Tesis pregrado).
Universidad Central de Venezuela, Caracas.
Álvarez, L. (2010) Evaluación de la escoria de ferroníquel como agregado fino para

concreto. (Tesis de pregrado). Universidad San Carlos de Guatemala,
Guatemala.
Aramburú, V. (2019) Piro-metalurgia del cobre. (Materia Académica). Universidad

Nacional Mayor de San Marcos, Lima.
Arce,S y Calderón,M (2017). Suelos contaminados con plomo en la Ciudad de La

Oroya Junín y su impacto en las aguas del Río Mantaro. (Revista
Universitaria del instituto de investigación FIGMMG). Universidad Nacional
Mayor de San Marcos, Lima.
Arias, V; Lovera, D y Coronado, R. (2004). La valoración de las escorias

metalúrgicas como recursos industriales. (Revista Universitaria del instituto
de investigación FIGMMG). Universidad Nacional Mayor de San Marcos,
Lima.
ASTM C39/ C39M: Método de ensayo normalizado para la Resistencia a la

compresión de especímenes cilíndricos de concreto
Balvín D, (1995). Agua minería y contaminación: Caso Southern Perú.(1ra

edición).Ilo-Moquegua:Ediciones Labor.
Bunge J.; Magallanes D. (2011). Ensayos No destructivos. (Materia Académica).

TENARIS SIAT-Universidad de Buenos Aires, Buenos Aires.
Castillo, R. (2012). Contaminación del aire en la ciudad de Ilo: crónica de la espiral

histórica de un conflicto ambiental local. (Revista Universitaria PAIDEIA XXI).
Universidad Ricardo Palma, Lima
Cendoya, P. (2009). Efecto en la resistencia de las escorias de fundición de cobre

como agregado fino en el comportamiento resistente del hormigón/ effect of
201
smelting copper slag as fine aggregate on the resistant behavior of
concrete. Ingeniare: Revista Chilena De Ingeniería, 17(1), 85-94. Retrieved
from https://search.proquest.com/docview/203602195?accountid=45097
Chara H. y Molina F. (2017). Influencia de la adición de nanosílice en las

propiedades de un concreto de alta resistencia para la Ciudad de Arequipa.
(Tesis de pregrado). Universidad Nacional San Agustín de Arequipa,
Arequipa.
Cherry, R. (1998). Radiaciones ionizantes. En Enciclopedia de Salud y Seguridad en

el Trabajo (48, 46) Ginebra, Suiza: Ministerio de Empleo y Seguridad Soc.
Gonzales J. (2010). Atenuación de los rayos x para diagnóstico empleando placas de

concreto normal y pesado con Baritina. (Tesis de pregrado). Universidad
Nacional de Ingeniería, Lima.
Gonzales A. (1995). Aplicación de los rayos x en la industria como prueba no-

destructiva. (Tesis de Maestría). Universidad Autónoma de Nuevo León, San
Nicolás de Los Garza.
Guo, Z., Zhu, D., Pan, J., Wu, T., & Zhang, F. (2016). Improving beneficiation of
copper and iron from copper slag by modifying the molten copper
slag. Metals, 6(4), 86. Retrieved from
https://search.proquest.com/docview/1780812460?accountid=45097
Hoyos M., Flores P. (2013). Tipos de radiación, aplicaciones beneficios y riesgos.

Revista de Actualización Clínica Investiga, 37, 4.
Kiran, Z. y Autade, P. (2016). Effect of copper slag as a fine aggregate on properties

of concrete. (Artículo) International Research Journal of Engineering and
Technology(IRJET). Tamilnadu, India.
Kosmatka S., Kerkhoff B., Panarese W., y Tanes J. (2004). Diseño y Control de
mezclas. Illinois, USA: Portland Cement Association.
Mavroulidou M. (2017). Mechanical properties and durability of concrete with water

cooled copper slag aggregate. Waste and Biomass Valorization, 8(5), 1841-
1854. doi:http://dx.doi.org/10.1007/s12649-016-9819-3
202
Miñano A. y Patiño A. (2015). Elaboración de agregados con barita para el diseño
de concretos de alta densidad que atenúen los rayos ionizantes. (Tesis
pregrado). Universidad San Martin de Porres, Lima.
Murari, K., Siddique, R., y Jain, K. (2015). Use of waste copper slag, a sustainable
material. The Journal of Material Cycles and Waste Management, 17(1), 13-
26. doi:http://dx.doi.org/10.1007/s10163-014-0254-x
Napa L. (2002). Estudio de las propiedades físicas del concreto pesado con agregado
grueso de baritina y cemento portland tipo 1. (Tesis de pregrado).
Universidad Nacional de Ingeniería, Lima.
NT IR.003.2013 y NT IR 01.01. Requisitos de protección radiológica en diagnostico

medico de rayos X.
NTP 339.034: HORMIGON. Método de ensayo para el esfuerzo a la compresión de

muestras cilíndricas de concreto. NTE E-060
NTP 339.035: Método de ensayo asentamiento del hormigón con el cono de Abrams.
NTP 400.012: AGREGADOS. Análisis granulométrico de agregados.
Páez A.y Goytizolo M. (2015, 27 de junio). Perú: 5 veces multaron a Southern por
contaminación en refinería y fundición de Ilo. (Diario La República). Perú.
Pérez S. (2004). Hormigón Pesado en Base a Trozos de Acero Redondo. (Tesis de

pregrado). Universidad Austral de Chile, Valdivia.
PNUMA (2016). Radiación: Efectos y fuentes. Programa de las Naciones Unidas

para el Medio Ambiente.
Sociedad Española de Física Médica (2004). Fundamentos de la Física Médica.

Volumen 2: Radiodiagnóstico: bases físicas, equipos y control de calidad.
Universidad Internacional de Andalucía. España
Valderrama, L., González, M., Santander, M., y Zazzali, B. (2018). Recuperación de

cobre contenido en escoria de cobre mediante flotación. Holos, 34(5), 40-50.
doi:http://dx.doi.org/10.15628/holos.2018.7118
203
ANEXOS
204
Anexo 1: Matriz de Consistencia.
Matriz de consitencia.
Problema General Objetivo General Hipotesis General Variables Dimensiones Indicadores Indices Diseño metodológico
¿En qué medida el Realizar el diseño de Al realizar el diseño de Variable dependiente El método es el del tipo deductivo, ya que intenta demostrar el uso del concreto
*Determinar distintas pesado utilizado para el blindaje
diseño de concreto de concreto de alta mezcla de concreto de dosificaciones de adiciones, para
La investigación es aplicada, porque busca dar solución al problema principal que
cada diseño de mezcla de concreto
alta densidad reforzado densidad reforzando alta densidad reforzado Agregados
con adición de escoria de cobre
es la transmisión de radiación ionizantes.
con escoria de cobre con escoria de cobre con escoria de cobre se mediante metodo e combinación
de agregados.
como agregado fino como agregado fino aumenta las propiedades
influye en las para mejorar las mecánicas y de Tiene enfoque cuantitativo, ya que se analiza, diseña y describe el proceso de
producción del concreto pesado ,y el analisis de resultados tales como la
propiedades mecánicas propiedades mecánicas atenuación a las densidad , resistencia, así como también evaluar la atenuacion contra la trasmisión
y de atenuación de y de atenuación de radiaciones ionizantes. Diseño de *Según el diseño de mezcla por de radiacion ionizante mediante tablas, graficos, porcentajes de relacion para
metodo de combinacion de responder los objetivos..
radiaciones ionizantes? radiaciones ionizantes Dosificacion del
concreto alta concreto pesado
Relacion a/c agregados, se usa la misma
relacion de agua/cemento para
densidad reforzado con todas las dosificaciones
reforzado con escoria de cobre
escoria de *Ensayo de consistencia. *Ensayo El tipo de investigacion es correlacional y descriptiva, se reconoce la relación
cobre. de cono de abrams. *Evaluar el causa efecto entre el concreto pesado y su blindaje de las radiaciones ionizantes,
nivel de consistencia de nuestras aportando nuevos conocimientos teóricos y experimentales
diferentes dosificaciones, mediante
Asentamiento del el ensayo de cono de Abrams,
para evaluar la trabajabilidad del
concreto
concreto. El nivel de investigacion es de tipo correlacional ya que se explica de forma
experimental la relación entre la incorporación de la escoria de cobre, resistencia,
densidad y el blindaje al concreto.
Problemas Especificos Objetivos Especificos Hipotesis Especificos Variables Indicadores Indicadores Indices Diseño metodológico
1. ¿En qué medida la 1. Determinar la 1. Al realizar una mayor Variable *Peso especifico de agregados. De tipo descriptivo porque me mediante la problemática se puede cuantificar los
independiente *Peso Unitario de los agregados . resultados obtenidos mediante marcos teóricos tales como tablas, ábacos,
dosificación de la dosificación óptima de dosificación de la mezcla *Peso especifico de la escoria de gráficos, porcentajes de relación los cuales serán necesarios para identificar la
Peso Unitario Suelto cobre. *Peso unitario calidad, resistencia y blindaje del concreto.
mezcla de concreto la mezcla del concreto del concreto
de la escoria de cobre.
sustituyendo parte del sustituyendo parte del sustituyendo parte del *Peso Unitario del concreto
agregado fino por agregado fino por la agregado fino por la pesado. De tipo explicativo ya que responde al porque la escoria de cobre al ser aplicada
Densidad del al concreto atenua las transmisiones de radiacion.
escoria de cobre influye escoria de cobre para escoria de cobre concreto pesado
en la densidad del aumentar la densidad aumenta la densidad del
Peso Unitario
concreto? del concreto. concreto.
Compactado
2. ¿Cómo un mayor 2. Determinar la 2. Al realizar un mayor * Ensayo de resistencia a la El diseño de investigacion es experimental, debido a que se realizará la
compresion en prensa hidraulica manipulación del concreto pesado en el laboratorio, disponerla a ensayos
porcentaje de escoria de dosificación óptima de porcentaje de escoria de Resistencia a la del laboratorio de ensayos de respectivos para evaluar.
cobre en el agregado la mezcla del concreto cobre con respecto al Compresión materiales.
fino influye en la sustituyendo parte del agregado fino en la Resistencia del

concreto pesado
resistencia del agregado fino por la mezcla se aumenta la Transmisión reforzado con
concreto? escoria de cobre para resistencia del concreto. de radiación escoria de cobre
aumentar la resistencia Resistencia a la
ionizante. Tracción
del concreto.
3. ¿En qué medida el 3. Determinar la 3. Al realizar un mayor *Ensayo no destructivo del El diseño de investigacion con direccionalidad prospectiva, ya que se recolectan
concreto pesado: dosimetria en el los datos para evaluar y analizar los resultados obtenidos.
porcentaje de dosificación optima de porcentaje de laboratorio de radiodiagnostico del
dosificación de la la mezcla del concreto dosificación de escoria INEN. *Fuente de
radiacion del laboratorio de El diseño es de enfoque longitudinal ya que el fenómeno a estudiarse es de
escoria de cobre en sustituyendo parte del de cobre en agregado Irradiacion Directa
radiodiagnostico con fuentes de cohorte porque se presente la causa y efecto que sufre el concreto al manipular la
agregado fino influye en agregado fino por la fino en la mezcla de rayos X. *Analisis de Radiografia escoria de cobre hasta llegar al diseño más propicio para reducir las transmisiones
del concreto mediante calidad de de radiación ionizantes.
la atenuación de la escoria de cobre para concreto se aumenta la Atenuacón de la radiación
imagen por pixeles para determinar
ionizante
radiación ionizante? aumentar la atenuación atenuación de la su Grado de Homogeneidad.
de la radiación radiación ionizante

ionizante. Grado de
Homogenieidad
205
Anexo 2: Informe Técnico de la escoria de cobre proporcionada por la empresa proveedora.
Fuente: LABICER – Facultad de Ciencias – UNI.
206
Informe Técnico de la escoria de cobre proporcionada por la empresa proveedora.
207
Informe Técnico de la escoria de cobre proporcionada por la empresa proveedora.
208
Anexo 3: Ficha Técnica del Agregado Fino.
Fuente: PROMART.
209
Anexo 4: Ficha Técnica del Agregado Grueso.
Fuente: PROMART.
210
Anexo 5: Ficha Técnica del Triplay Fenólico
Fuente: SODIMAC
211
Anexo 6: Ficha Técnica del listón de madera
Fuente: SODIMAC
212
Anexo 7: Ficha Técnica Cemento SOL Tipo I
Fuente: UNICEM
213
Ficha Técnica Cemento SOL Tipo I
Fuente: UNICEM
214
Anexo 8: Certificado de calibración de Máquina de compresión Axial – Hidráulica digital.
Fuente: Universidad Ricardo Palma– Laboratorio de ensayos de materiales.
215
Certificado de calibración de Maquina de compresión Axial – Hidráulica digital.
Fuente: Universidad Ricardo Palma – Laboratorio de ensayos de materiales.
216
Anexo 9: Certificado de calibración del horno eléctrico.
217
Certificado de calibración del horno eléctrico.
218
219
220
Anexo 10: Certificado de la balanza electrónica
221
Certificado de la balanza electrónica
222
Certificado de la balanza electrónica
223
Anexo 11: Ficha Técnica Kit Carry Case
Fuente: Laboratorio de radiodiagnóstico – INEN.
224
Anexo 12: Certificado de calibración de Accu-Gold digitalizer module, Ion chamber, accu-
gold multi sensor.
225
Anexo 13: Certificado de calibración de equipos de laboratorio
226
Anexo 14: Certificado de calibración de dosis
227
Anexo 15: Certificado de condición de prueba.
228
Anexo 16: Certificado de conformidad de equipos
229
Anexo 17: Certificado de Calibración multisensor
230
Anexo 18: Certificado control de calidad Máquina de rayos X
231
Anexo 19: Tablas para el diseño de mezclas
Tabla 01: Resistencia promedio a la compresión requerida
Tabla 02: Asentamiento recomendado para elementos estructurales
Tabla 03: Asentamiento
232
Tabla 04: Requerimientos aproximados de agua de mezclado y de contenido de aire para
diferentes valores de asentamiento y tamaños máximos.
Tabla 05: Relación agua cemento y resistencia a la compresión del concreto
233
Tabla 06: Máxima relación agua cemento permisible para concretos sometidos a exposición severa
Tabla 07: Volumen del agregado grueso
234
Tabla 08: Módulo de fineza de combinación de agregado
Tabla 09: Porcentaje del agregado fino
235

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UNIVERSIDAD RICARDO PALMA

DISEÑO DE CONCRETO DE ALTA DENSIDAD REFORZADO CON

Bach. BALDOCEDA PÉREZ JOSUÉ GIORDÁN

ASESORA: Mg. Ing. CHAVARRÍA REYES, LILIANA JANET

Un gran agradecimiento a la Ing. Mg. Liliana

Al MSc. Fernando Márquez Pachas, Físico Médico

Al Dr. Vidal Aramburú Rojas, Ing. Metalúrgico y

A la Dr. Rosa Edith Neira Fernández, Físico médico

A la Dr. Luz Carbajal Arroyo, Licenciada en

CAPÍTULO I: PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 3

1.1. Descripción del problema 3

1.2. Formulación del Problema 4

1.3. Objetivos de la Investigación 4

1.4. Importancia y Justificación del estudio 5

1.7. Alcance del estudio 6

CAPÍTULO II: MARCO TEÓRICO 7

2.1. Marco Histórico 7

2.2. Investigaciones relacionadas con el tema 9

2.4. Definición de términos básicos 27

2.5. Fundamentos teóricos que sustentan a las hipótesis 30

2.8. Operacionalización de variables 33

CAPÍTULO III: MARCO METODOLÓGICO 34

3.1. Tipo, método, nivel y diseño de la investigación 34

3.2. Población y muestra 36

3.3. Técnicas e instrumentos de recolección de datos. 38

CAPÍTULO IV: PRESENTACIÓN Y ANÁLISIS DE RESULTADOS 50

4.1. Características de los Agregados 50

4.2. Diseño de mezcla de concreto 102

4.3. Ensayos de Concreto Fresco 112

4.4. Ensayos de Concreto Endurecido. 116

4.5. Ensayo de Radiación 117

4.5. Resultados de los ensayos 130

4.6. Resultados de la investigación 172

4.7. Interpretación de resultados 173

4.8. Contrastación de la hipótesis 174

4.9. Discusiones: 196

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 201

Tabla 2: Composición química de la Escoria de cobre 20

Tabla 3: Operacionalización de variables. 33

Tabla 4: Cantidad de diseño de mezcla. 36

Tabla 5: Cantidad de ensayos por edad – Resistencia de compresión 37

Tabla 6: Cantidad de ensayos por edad - Resistencia a la tracción 37

Tabla 7: Cantidad de ensayos para dosimetría 37

Tabla 8: Formato contenido de humedad de los agregados. 39

Tabla 9: Formato para análisis granulométrico del agregado fino y

Tabla 10: Formato para análisis granulométrico del agregado grueso. 41

Tabla 11: Formato para Peso Unitario de los Agregados. 43

Tabla 12: Formato para Peso Específico de los Agregados. 44

Tabla 13: Formato para Peso Específico de los Agregados. 45

Tabla 14: Contenido de humedad de agregado fino - Muestra 1. 50

Tabla 15: Contenido de humedad de agregado fino - Muestra 2. 51

Tabla 16: Contenido de humedad de agregado fino - Muestra 3. 51

Tabla 17: Contenido de humedad de agregado fino - Promedio. 52

Tabla 18: Granulometría del Agregado Fino - Muestra 1. 53

Tabla 19: Granulometría del Agregado Fino - Muestra 2. 54

Tabla 20: Granulometría del Agregado Fino - Muestra 3. 55

Tabla 21: Granulometría del Agregado Fino - Modulo de finura promedio. 56

Tabla 25: Peso unitario suelto y compactado de Agregado fino - Promedio: 61

Tabla 26: Peso Específico del Agregado Fino - Muestra 1. 62