Proyecto de Investigación Ing Civil
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1 ‘‘Incidencia de la fibra de cáñamo en las características mecánicas del concreto’’ PROYECTOS DE INVESTIGACIÓN ÍNDICE I EL PROBLEMA…….…………………………………………………….2 1.1 Análisis de la situación problemática………. …………………...2 1.2 Definición del problema…………………………………………3 1.3 Planteamiento del problema……………………………………..4 1.4 Justificación de la investigación………………………………...4 1.5 Antecedentes…………………………………………………….6 II OBJETIVOS……………………………………………………………..7 2.1 Objetivo General………………………………………………...7 2.2 Objetivos específicos……………………………………………7 III MARCO REFERENCIAL…………………………………………….8 3.1 Marco teórico……………………………………………………8 3.2 Marco Conceptual………………..…………………………….21 IV HIPÓTESIS Y VARIABLES………………………………………...22 4.1 Hipótesis General……………………………………….….…..22 4.2 Hipótesis Específicas…………………………………….…….22 4.3 Variables Indicadores…………………………………….…....23 4.3.1 Variable Independiente…………………………………...23 4.3.2 Variable Dependiente………………………………….....24 4.4 Cuadro Resumen De Hipótesis………………………………..26 V DISEÑO DE LA INVESTIGACIÓN………………………………...27 5.1 Ámbito Geografía y Temporal…………………………….…..27 5.2 Población Y Muestra…………………………………….…….27 5.3 Método De Investigación……………………………….……..27 5.4 Diseño De La Investigación………………………….………..28 5.5 Técnicas e Instrumentos……………………………………….28 5.5.1 Técnicas E Instrumentos Del Laboratorio……………...28 5.5.2 técnicas e instrumentos para la recolección datos.……..28
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‘‘Incidencia de la fibra de cáñamo en las
características mecánicas del concreto’’
PROYECTOS DE INVESTIGACIÓN
ÍNDICE
I EL PROBLEMA…….…………………………………………………….21.1 Análisis de la situación problemática……….…………………...2
1.2 Definición del problema…………………………………………3 1.3 Planteamiento del problema……………………………………..4 1.4 Justificación de la investigación………………………………...4
1.5 Antecedentes…………………………………………………….6II OBJETIVOS……………………………………………………………..7
2.1 Objetivo General………………………………………………...72.2 Objetivos específicos……………………………………………7
III MARCO REFERENCIAL…………………………………………….83.1 Marco teórico……………………………………………………83.2 Marco Conceptual………………..…………………………….21
IV HIPÓTESIS Y VARIABLES………………………………………...224.1 Hipótesis General……………………………………….….…..224.2 Hipótesis Específicas…………………………………….…….224.3 Variables Indicadores…………………………………….…....23
4.3.1 Variable Independiente…………………………………...234.3.2 Variable Dependiente………………………………….....24
4.4 Cuadro Resumen De Hipótesis………………………………..26V DISEÑO DE LA INVESTIGACIÓN………………………………...27
5.1 Ámbito Geografía y Temporal…………………………….…..275.2 Población Y Muestra…………………………………….…….275.3 Método De Investigación……………………………….……..275.4 Diseño De La Investigación………………………….………..285.5 Técnicas e Instrumentos……………………………………….28
5.5.1 Técnicas E Instrumentos Del Laboratorio……………...285.5.2 técnicas e instrumentos para la recolección datos.……..28
5.6 Operacionalización de variables e indicadores……….……….295.6.1 Matriz de consistencia…………………………………….…305.6.2Diseño de la recopilación de la información…………………31
VI PRESUPUESTO……………………………………………………...34VII CRONOGRAMA……………………………………………………35VIII ESTRUCTURA TENTATIVA DEL INFORME FINAL……….36IX BIBLIOGRAFÍA CONSULTADA …………………………………36X ANEXOS ………………………………………………………………36
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‘‘Incidencia de la fibra de cáñamo en las
características mecánicas del concreto’’
I EL PROBLEMA
1.1 Análisis de la situación problemática.
En la actualidad, la necesidad de poder diseñar y ejecutar edificaciones
más resistentes y realizar proyectos de construcciones con el menor error
posible, es así que exponemos que se diseña con altos costos de
presupuesto; específicamente el costo de los Sobrecimentaciones es
elevado por los insumos que se utilizan, siempre en pro de que tenga una
buena resistencia a la compresión; no obstante nos olvidamos de la
RESISTENCIA A LA FLEXO TRACCIÓN, el cual consideramos que es
importante.
La resistencia a la flexo tracción es un factor tomada en cuenta por poca
incidencia en las cimentaciones, sin embargo en el análisis del concreto
en general sabemos que no solo falla por compresión también por
tracción.
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‘‘Incidencia de la fibra de cáñamo en las
características mecánicas del concreto’’
1.2 Definición del problema.
a) Enunciado
El presente trabajo pretende investigar la adición de fibra de cáñamo en
la elaboración del concreto y su incidencia en las características
mecánicas en la ciudad de Juliaca durante el año 2012.
b) Titulo
‘‘Incidencia de la fibra de Cáñamo en las características mecánicas del
Concreto’’
c) Tipo
El presente trabajo está destinado a establecer la adición de fibra de
cáñamo en la elaboración del concreto y su incidencia en las
características mecánicas del concreto, en la ciudad de Juliaca durante
el año 2012, por lo tanto la presente investigación será de Tipo
Relacional.
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‘‘Incidencia de la fibra de cáñamo en las
características mecánicas del concreto’’
1.3 Planteamiento del problema
a) Interrogante General
¿Cómo incide la adición de fibra de cáñamo en las características del
concreto?
b) Interrogantes Específicas
- ¿Cuál es la característica mecánica de la Fibra de Cáñamo?
- ¿Cuál es la dosificación adecuada a emplear de la Fibra de Cáñamo
para el concreto?
- ¿Cuál es la resistencia a la tracción en la Prueba Control del
Concreto?
- ¿Cuál es la resistencia a la tracción en la Prueba Control del
Concreto adicionado con fibra de Cáñamo?
1.4 Justificación de la investigación
Las estructuras de concreto son regularmente consideradas como
estructuras durables con un bajo costo de mantenimiento por tanto la
resistencia mecánica que potencialmente puede desarrollar el concreto
depende de la resistencia mecánica individual de los agregados y de la
pasta de cemento endurecida, y de la adherencia que se produce entre
estos materiales .En la práctica, habría que añadir a estos factores el
grado de densificación logrado en la mezcla del concreto en la estructura.
Es innegable que el uso de las fibras es más generalizado, primero por su
bajo costo y segundo porque definitivamente se ha comprobado la
modificación de manera dirigida de las propiedades del concreto. El
presente trabajo estudiara la adición de fibra de cáñamo en la
elaboración del concreto y su incidencia en las características
mecánicas en la ciudad de Juliaca durante el año 2012.
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‘‘Incidencia de la fibra de cáñamo en las
características mecánicas del concreto’’
1.5 Antecedentes
En muchas civilizaciones de la antigüedad, las fibras se usaron para
reforzar materiales, por ejemplo, la paja se usaba como refuerzo en los
adobes de arcilla para controlar la tención por el secado para reducir el
agrietamiento. Posteriormente, en la era moderna el asbesto comenzó a
ser utilizado frecuentemente en muchos países. La industria de la
construcción uso a gran escala las fibras minerales de asbesto en una
matriz de cemento, sin embargo, debido a que se detectaron algunos
daños a la salud como la asbestosis al fabricar productos de asbesto-
cemento su aplicación disminuyo considerablemente. Debido a esto se
buscó entonces sustituir el asbesto por fibras de otros materiales las
cuales resultaron ser una alternativa viable.
En la actualidad, los materiales compuestos a base de matrices de
cerámicos plásticos y cemento incorporan fibras para mejorar sus
propiedades físicas y mecánicas, tales como a la resistencia de tención, a
la compresión al agrietamiento, al impacto, a la abrasión y la tenacidad.
Existen en la industria varios tipos de fibras que se comercializan
mundialmente, los tipos básicos son las de acero, vidrio y las derivadas
de hidrocarburos (plásticos). Otro grupo de fibras estudiadas para su
posible aplicación, son las fibras naturales de origen vegetal. Su principal
ventaja es la amplia disponibilidad sobre todo en los países pobres y en
desarrollo.
Este grupo de fibras naturales vegetales tiene un bajo costo de
producción en comparación con los otros tipos de fibras. La manufactura
de fibras de acero, vidrio y plástica requiere una considerable inversión
económica lo que es difícil para los países pobres y en desarrollo,
además, su producción genera un alto consumo de energía, las fibras
vegetales requieren menos energía en su proceso de extracción, aun
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‘‘Incidencia de la fibra de cáñamo en las
características mecánicas del concreto’’
siendo este mecánico. Esto resulta atractivo principalmente para los
países en vías de desarrollo, que como ya se mencionó, tienen una amplia
disponibilidad del recurso natural, pero graves carencias de vivienda e
infraestructura.
Es de consideración el incremento de las actividades de investigación y
las aplicaciones que se están dando al concreto reforzado con fibras en
todo el mundo. La industria está interesada en las oportunidades de
negocios potenciales al respecto, esto impulsa la continuación de nuevos
avances en diferentes materiales fibroreforzados para su uso de la
construcción
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‘‘Incidencia de la fibra de cáñamo en las
características mecánicas del concreto’’
II OBJETIVOS
2.1 Objetivo General
Determinar la incidencia de la adición de fibra de cáñamo en las
características mecánicas del concreto.
2.2 Objetivos específicos
- Establecer la característica mecánica de la Fibra de Cáñamo.
- Calcular la dosificación adecuada a emplear de la Fibra de Cáñamo en el
concreto Simple en la elaboración de sobrecimientos.
- Medir la resistencia a la tracción en la Prueba Control del Concreto
Simple.
- Medir la resistencia a la tracción en la Prueba Control del Concreto
Simple adicionado con fibra de Cáñamo.
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‘‘Incidencia de la fibra de cáñamo en las
características mecánicas del concreto’’
III MARCO REFERENCIAL
3.1 Marco teórico
EL CONCRETO
El concreto es un material durable y resistente pero, dado que se trabaja
en su forma líquida, prácticamente puede adquirir cualquier forma.
El concreto es el producto resultante de la mezcla de una aglomerante
(generalmente Cemento, Arena, Grava o piedra mediana y Agua). Que
al fraguar y endurecer adquiere una resistencia similar a las de las
mejores piedras naturales.
PROPIEDADES DEL CONCRETO
Trabajabilidad.- En esencia, es la facilidad con la cual puede mezclarse
los ingredientes y la mezcla resultante puede manejarse, transportarse y
colocarse con poca perdida de la homogeneidad.
Durabilidad.- El concreto debe ser capaz de resistir la intemperie,
acción de productos químicos y desgastes, a los cuales estará sometido
en el servicio.
Impermeabilidad.- Es una importante propiedad del concreto que puede
mejorarse, con frecuencia, reduciendo la cantidad de agua en la mezcla.
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‘‘Incidencia de la fibra de cáñamo en las
características mecánicas del concreto’’
Resistencia.- Por lo general se determina por la resistencia final de una
probeta en compresión. Como el concreto suele aumenta su resistencia
en un periodo largo, la resistencia a la compresión a los 28 días es la
medida más común de esta propiedad.
CONCRETO SIMPLE
No contiene acero, se aplica en la construcción de cunetas y bordillos,
andenes, obras de drenaje y sanitarias, resistente esfuerzos de
compresión pero es débil a la tensión.
COMPOSICIÓN DEL CONCRETO SIMPLE
La grava.- (gravilla) varía en tamaños desde 5mm hasta 50 mm para los
concretos usados en edificaciones y puentes; en concretos especiales
como los usados en presas de gravedad los tamaños pueden ser
mayores. Requiere buena gradación, resistencia al desgaste,
durabilidad, superficies libres de impurezas. El tamaño máximo está
determinado por el proceso de construcción; especialmente influye la
separación del refuerzo y las dimensiones del elemento que se pretende
construir.
La arena.- La arena es un conjunto de partículas de rocas disgregadas.
En geología se denomina arena al material compuesto de partículas
cuyo tamaño varía entre 0,063 y 2 milímetros (mm). Una partícula
individual dentro de este rango es llamada «grano de arena». Una roca
consolidada y compuesta por estas partículas se
denomina arenisca (o psamita). Las partículas por debajo de los 0,063
mm y hasta 0,004 mm se denominan limo, y por arriba de la medida del
grano de arena y hasta los 64 mm se denominan grava.
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‘‘Incidencia de la fibra de cáñamo en las
características mecánicas del concreto’’
El cemento.- suministra las propiedades adhesivas y cohesivas a la
pasta. Se usa el cemento hidráulico tipo Portland. Para su hidratación
requiere cerca del 25% de agua. Sin embargo para mejorar la movilidad
del cemento dentro de la pasta se requiere un porcentaje adicional del
10 al 15 %. La relación agua-cemento (a/c) mínima es de 0,35; en la
práctica es mayor para darle trabajabilidad a la mezcla de concreto. La
relación a/c es uno de los parámetros que más afecta la resistencia del
concreto, pues a medida que aumenta, aumentan los poros en la masa y
por ende disminuye la resistencia.
El agua.- de la mezcla debe ser limpia y libre de impurezas y en general
debe ser potable. El proceso de hidratación genera calor, que produce
aumento de temperatura en la mezcla y expansión volumétrica y que
debe controlarse sobre todo en vaciados masivos. Con el fin de
controlar el exceso de agua en la mezcla, necesario para facilitar la
trabajabilidad del concreto fresco, la tecnología moderna del concreto,
facilita los aditivos plastificantes, los cuales además de facilitar el
proceso constructivo, permiten obtener concretos de resistencia más
uniforme.
TIPOS DE ESFUERZO
Al construir una estructura se necesita tanto un diseño adecuado como
unos elementos que sean capaces de soportar las fuerzas, cargas y
acciones a las que va a estar sometida. Los tipos de esfuerzos que deben
soportar los diferentes elementos de las estructuras son:
-Tracción
-Compresión
-Cizallamiento o cortadura
-Flexión
-Torsión
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‘‘Incidencia de la fibra de cáñamo en las
características mecánicas del concreto’’
Tracción.- Decimos que un elemento está sometido a un esfuerzo de
tracción cuando sobre él actúan fuerzas que tienden a estirarlo. Los
tensores son elementos resistentes que aguantan muy bien este tipo de
esfuerzos. Hace que se separen entre sí las distintas partículas que
componen una pieza, tendiendo a alargarla. Por ejemplo, cuando se
cuelga de una cadena una lámpara, la cadena queda sometida a un
esfuerzo de tracción, tendiendo a aumentar su longitud.
Compresión.- Un cuerpo se encuentra sometido a compresión si las
fuerzas aplicadas tienden a aplastarlo o comprimirlo. Los pilares y
columnas son ejemplo de elementos diseñados para resistir esfuerzos de
compresión. Cuando se somete a compresión una pieza de gran longitud
en relación a su sección, se arquea recibiendo este fenómeno el nombre
de pandeo. Hace que se aproximen las diferentes partículas de un
material, tendiendo a producir acortamientos o aplastamientos. Cuando
nos sentamos en una silla, sometemos las patas a un esfuerzo de
compresión, con lo que tiende a disminuir su altura.
Cizallamiento o cortadura.- Es el esfuerzo al que está sometida a una
pieza cuando las fuerzas aplicadas tienden a cortarla o desgarrarla. El
ejemplo más claro de cortadura lo representa la acción de cortar con
unas tijeras. Se produce cuando se aplican fuerzas perpendiculares a la
pieza, haciendo que las partículas del material tiendan a resbalar o
desplazarse las unas sobre las otras. Al cortar con unas tijeras un papel
estamos provocando que unas partículas tiendan a deslizarse sobre
otras. Los puntos sobre los que apoyan las vigas están sometidos a
cizallamiento.
Flexión.- Un elemento estará sometido a flexión cuando actúen sobre el
cargas que tiendan a doblarlo. Ha este tipo de esfuerzo se ven sometidas
las vigas de una estructura. Es una combinación de compresión y de
tracción. Mientras que las fibras superiores de la pieza sometida a un
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‘‘Incidencia de la fibra de cáñamo en las
características mecánicas del concreto’’
esfuerzo de flexión se alargan, las inferiores se acortan, o viceversa. Al
saltar en la tabla del trampolín de una piscina, la tabla se flexiona.
También se flexiona un panel de una estantería cuando se carga de
libros o la barra donde se cuelgan las perchas en los armarios.
Torsión.- Un cuerpo sufre esfuerzos de torsión cuando existen fuerzas
que tienden a retorcerlo. Es el caso del esfuerzo que sufre una llave al
girarla dentro de la cerradura. Las fuerzas de torsión son las que hacen
que una pieza tienda a retorcerse sobre su eje central. Están sometidos a
esfuerzos de torsión los ejes, las manivelas y los cigüeñales.
LIMITACIONES
El uso del concreto simple con fines estructurales se limitará a:
- Miembros que estén apoyados sobre el suelo en forma continua, o
soportados por otros miembros estructurales capaces de
proporcionar apoyo vertical continuo;
- Miembros para los cuales la acción de arco origina compresiones
bajo todas las condiciones de carga; o
- Muros y pedestales. No se permite el uso del concreto simple en
columnas con fines estructurales.
JUNTAS
Se proporcionarán juntas de contracción o de aislamiento para dividir
los miembros estructurales de concreto simple en elementos a flexión
discontinuos. El tamaño de cada elemento limitará el incremento
excesivo en los esfuerzos internos generados por las restricciones al
movimiento originado por la deformación diferida, la contracción por
secado, y los efectos de temperatura.
En la determinación del número y localización de las juntas de
contracción o aislamiento se le dará atención a: influencia de las
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‘‘Incidencia de la fibra de cáñamo en las
características mecánicas del concreto’’
condiciones climáticas; selección y proporcionamiento de materiales;
mezclado, colocación y curado del concreto; grado de restricción al
movimiento; esfuerzos debidos a las cargas que actúan sobre el
elemento; y técnicas de construcción.
MÉTODO DE DISEÑO
Los miembros de concreto simple se diseñarán para una resistencia
adecuada de acuerdo con estas Normas, usando factores de carga y de
resistencia.
La resistencia de diseño de miembros estructurales de concreto simple
en flexión y carga axial se basarán en una relación esfuerzo–
deformación lineal, tanto en tensión como en compresión.
No se transmitirá tensión a través de bordes externos, juntas de
construcción, juntas de contracción, o juntas de aislamiento de un
elemento individual de concreto simple.
No se supondrá continuidad en flexión debido a tensión entre elementos
estructurales adyacentes de concreto simple.
Cuando se calcule la resistencia a flexión, carga axial y flexión
combinadas, y cortante, en el diseño se considerará la sección
transversal completa, con excepción de los elementos colados contra el
suelo a los cuales se reducirá 50 mm al espesor total h.
SOBRECIMIENTOS
En la parte superior del cimiento se construirá el sobrecimiento. Éste
tendrá el mismo ancho que el muro que soportará.
La altura de los sobrecimientos variará de acuerdo a las características
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‘‘Incidencia de la fibra de cáñamo en las
características mecánicas del concreto’’
del terreno. Esta altura depende de la diferencia entre el nivel de la
superficie del cimiento y el nivel escogido para el piso, más unos 10 cm
Estos 10 cm de
sobre cimiento
por encima
del piso
terminado, nos sirven para proteger el ladrillo de las paredes de
cualquier humedad que a futuro podría provenir del exterior de la casa o
de su mismo interior.
EL CAÑAMO
Históricamente, las fibras de cáñamo se han empleado para la
fabricación de cuerdas debido a su buen comportamiento a la tracción,
en este sentido no es de extrañar que se vuelva la mirada hacia este
antiguo recurso, pensando en utilizarlo como refuerzo.
Las fibras de cáñamo se obtienen del tallo de la planta cannabis sativa.
El cáñamo es una planta anual, sus tallos pueden tener una altura de
entre 1,5 y 3 metros. Para su cultivo se necesitan climas cálidos y
húmedos, con pocos vientos para evitar el encamado de las plantas..
Las características más destacadas de la fibra de cáñamo es su alta
resistencia a los esfuerzos de tracción. De aquí que durante siglos se ha
utilizado para la fabricación de cuerdas y cordeles.
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‘‘Incidencia de la fibra de cáñamo en las
características mecánicas del concreto’’
Las características mecánicas de las fibras de cáñamo les dan una
resistencia a la tracción de 0.75 a 0.9 GPa para un diámetro
TIPOS DE CÁÑAMO
Existen tres variedades de cáñamo:
Cannabis Sativa (Cannabis Sativa): procedente de china; se caracteriza
por su gran altura, pudiendo llegar a medir hasta 7 metros, sus fibras
son de muy buena calidad. Tienden a crecer más que la Indica, pues
funcionan a lo largo de la longitud de un rama en vez de arracimar
alrededor de los entrenudos. Sin embargo, generalmente pesan menos
que Indica debido a su densidad más baja, Sus hojas son de un verde
más pálido que la Indica. Es la variedad más extendida a través del
mundo. Su florecimiento es más tardado, generalmente entre 9 y 12
semanas. Sin embargo, necesitan menos tiempo vegetativo antes de
florecer que las Indicas por lo que el tiempo total requerido para las
Sativas es casi el mismo que para el de las Indicas. Las Sativas
continuarán ganando altura mientras florecen, adquiriendo a menudo
un 200% o 300% de su altura vegetativa en este proceso. Esto es
porque alrededor del ecuador no hay tanta diferencia en el número de
horas de luz de día entre el invierno y el verano.
Cáñamo Sativa
Cannabis Índico (Cannabis índico), fue llamada así por un botánico de
nombre Lemark a raíz del cultivo y desarrollo de la planta en la India,
donde era considerado como una de las plantas sagradas. La planta es
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‘‘Incidencia de la fibra de cáñamo en las
características mecánicas del concreto’’
compacta y ancha, y contiene gran cantidad de resina. La Cannabis
Indica florece rápidamente en un periodo de 6 a 9 semanas. No tiende
para ganar altura rápidamente una vez que el florecimiento haya
comenzado. Una indica puede ganar entre 50 y 100% de su altura
vegetativa para el final de su período floreciente; su uso principal es la
farmacología.
Cáñamo Índico
Cannabis Rudelaris (Cannabis Rudelaris): procedente del sur de Rusia.
Que significa "Al lado del camino". Esta especie salvaje tiene
cualidades que le permiten expandirse en forma muy extensa y sin
mucha ayuda humana. Es pequeña, con grandes hojas y las semillas se
desprenden con facilidad, es muy resistente al frío.
Cáñamo Rudelaris
CULTIVO
Requisitos de la plantaAgua
De 50 a 70 cm de agua se recomienda para el buen crecimiento y
alto rendimiento de la planta.Sin embargo, el cáñamo ha demostrado
razonable rendimientos en la agricultura. Si se usa el riego es
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‘‘Incidencia de la fibra de cáñamo en las
características mecánicas del concreto’’
importante evitar el riego por inundación en las primeras plantas del
semillero.
SueloEl cáñamo muestra los rendimientos más altos en los suelos de
mayor calidad, con suficientes nutrientes fácilmente disponibles,
favorable balance de agua y permeabilidad al agua de buena calidad.
El ideal es la acidez del suelo entre 5,8 y 6,0 de pH.
El cáñamo pueden reaccionar mal a los herbicidas en el suelo residual,
sin embargo con el tiempo debería ser posible desarrollar un
rendimiento razonable de cáñamo en suelos previamente dañado por
químicos de uso, ayudando a mejorar la salud de los suelos, y el
suministro de insumos industriales para la construcción de productos o
de papel, en lugar de como un cultivo alimentario.
NUTRIENTES
El nitrógeno es considerado el más importante de nutrientes para el
cáñamo, necesita suficiente nitrógeno disponible en todo el periodo
vegetativo para alcanzar altos rendimientos. Incluyendo los cultivos
de leguminosas en la rotación y la adición de abonos orgánicos
naturales en caso necesario pueden proporcionar esto. El exceso de
nitrógeno puede causar la reducción de la calidad de la fibra y la
cantidad.
El Fósforo y potasio son también muy importantes con respecto a la
elasticidad y la resistencia a la tracción de las células y la calidad de
la fibra, respectivamente.
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‘‘Incidencia de la fibra de cáñamo en las
características mecánicas del concreto’’
Las algas marinas, las cenizas, los abonos de animal, polvo de roca,
tratamiento de aguas residuales, cal y rotación de cultivos, puede
ayudar a mejorar la calidad de nutrientes de los suelos.
LA FIBRA DE CÁÑAMO
La longitud y resistencia del cáñamo aún compite con los materiales
más modernos utilizados en los cordajes navales. También permite la
elaboración de materiales de construcción de gran resistencia y de
materiales de gran capacidad aislante.
La utilidad del cáñamo como biocombustible es de gran interés, junto a
otros aceites vegetales, en especial porque el CO2 liberado de su
combustión es el mismo que el consumido por la planta durante su
crecimiento, lo que significa polución prácticamente nula y que el
propio ciclo es capaz de reabsorber. Los biocombustibles
o biodiesel pueden ser usados directamente en un motor diésel, con o
sin mezcla de diésel petrolífero.
Cualquier material plástico o hecho a partir de madera puede ser
emulado con éxito a partir de las plantas de cannabis, siendo además
directamente biodegradable y reciclable. El aglomerado elaborado con
cáñamo tiene el doble de resistencia que el de madera y sostiene mejor
los clavos. Los materiales plásticos hechos a partir del cannabis son de
gran resistencia, como por ejemplo la carrocería de un modelo de
automóvil fabricado por Henry Ford en 1941, elaborada con cáñamo y
habas de soja (ese auto utilizaba además aceite a partir de cáñamo como
combustible). Ford afirmó su resistencia golpeándola con un hacha.
Actualmente muchas piezas de los automóviles llevan fibra de cáñamo.
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‘‘Incidencia de la fibra de cáñamo en las
características mecánicas del concreto’’
Podría servir como alternativa a la deforestación causada por la
industria papelera, ya que estas plantas crecen rápidamente y se cortan
cada año como otro cultivo agrario, obteniéndose un gran tonelaje anual
de celulosa, fibras y aceites al mismo tiempo, sin tener que cortar
árboles, de mayor impacto ecológico y más lento crecimiento. Una
hectárea de cannabis puede producir el cuádruple de material que una
de árboles. El papel de cáñamo es más resistente que el de pulpa de
madera y no requiere ácidos ni cloro. Además puede ser reciclado de
forma óptima hasta siete veces, mientras que el convencional de madera
sólo hasta cuatro. La fibra de cannabis aparece en algunos productos de
papel, considerado como componente de gama alta.
Además las características biológicas del cáñamo pueden utilizarse para
mejorar la calidad del suelo cultivado y controlar zarzales.
La escasez de su explotación en la actualidad se debe en gran medida a
la inercia de la industria. Algunas personas conocen productos de
cáñamo de baja calidad y precio relativamente elevado debido a la falta
de infraestructuras, que no hacen justicia a la verdadera potencialidad
de sus productos.
El defensor del cannabis Jack Herer, autor de libros de referencia sobre
el cáñamo y la marihuana, ofreció una fortuna a quien lograse refutar
científicamente su tesis que presenta al Cannabis como solución sin
parangón a numerosos problemas del mundo, incluyendo el hambre.
OTROS USOS
- Como alimento para el ganado, por ejemplo la paja de cáñamo
se podría utilizar como alimento para los caballos.
- Los residuos obtenidos en la producción de aceite de cáñamo se
aplana para comida de los cerdos, además son muy ricas en
proteínas.
- Las semillas se venden como alimento para pájaros.
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‘‘Incidencia de la fibra de cáñamo en las
características mecánicas del concreto’’
- La fibra de cáñamo es ligera, duradera y muy resistente al
ataque de los insectos como las termitas. Esto se aprovecha para
la construcción de paneles de impermeabilidad para las
viviendas. Ya anteriormente se utilizó la fibra de cáñamo en la
impermeabilización del casco de madera de las embarcaciones.
- Se ha comprobado que las casas aisladas con este tipo de paneles, son
casas más sostenibles y no necesitan gastar tanta energía para calentarse
o refrescarse. Alemania es pionera de la utilización del cáñamo en la
industria de la construcción.
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‘‘Incidencia de la fibra de cáñamo en las
características mecánicas del concreto’’
3.2 MARCO CONCEPTUAL
PERMEABILIDAD
Es la capacidad que tiene un material de permitirle a un líquido que lo
atraviese sin alterar su estructura interna.
ASENTAMIENTO
Hundimiento gradual de una estructura.
CAPACIDAD PORTANTE
Es la capacidad del terreno para soportar las cargas aplicadas sobre el.
Técnicamente la capacidad portante es la máxima presión media de
contacto entre la cimentación y el terreno tal que no produzca un fallo
por cortante del suelo o un asentamiento diferencial excesivo. Por lo
tanto capacidad portante se refiere a la capacidad de una estructura
para soportar las cargas aplicadas sobre la misma.
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‘‘Incidencia de la fibra de cáñamo en las
características mecánicas del concreto’’
IV HIPÓTESIS Y VARIABLES
4.1 HIPOTESIS GENERAL
La adición de la fibra de Cáñamo influye en las características mecánicas del
Concreto.
4.2 HIPOTESIS ESPECÍFICAS
- Mecánicamente, La fibra de cáñamo tiene una alta resistencia a la
tracción.
- Una adición de la fibra de cáñamo en un porcentaje que fluctúa entre
el 1-5% incrementa la resistencia a la tracción del concreto.
- La resistencia a la tracción del concreto en la prueba control no será
suficiente ya que fallará debido a las cargas aplicadas.
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‘‘Incidencia de la fibra de cáñamo en las
características mecánicas del concreto’’
- La tracción del concreto en la prueba control aumentará de tal forma
que pueda soportar un mayor pandeo.
4.3 VARIABLES INDICADORES
4.3.1 VARIABLE INDEPENDIENTE
Definición Teórica
Cáñamo o cáñamo industrial es el nombre que reciben las variedades
de la planta Cannabis sativa y el nombre de la fibra que se obtiene
de ellas, que generalmente se usa en textiles.
Definición Operacional
El cáñamo en el concreto es un elemento importante que le
adiciona gran resistencia a la tracción, es decir aumenta
notablemente su flexibilidad.
Indicadores
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‘‘Incidencia de la fibra de cáñamo en las
características mecánicas del concreto’’
Propiedades geométricas
- Longitud: Fibra sencilla de 20 a 25 mm.; fibra larga de 100 a
300 mm.
Propiedades físicas
- Gravedad específica (g/mm3) : 1.47 g/mm3
Propiedades mecánicas:
- Alta resistencia a la tracción y la rigidez.
- Elasticidad: Bajo.
- Tenacidad: Bajo
- Muy duradera.
- Buena Flexibilidad.
- Facilidad para entrelazarse
Propiedades químicas:
- Absorción de humedad (%): 9.40 ± 0.53 %
- Absorción de agua (%): 85~105 %
- Efecto de la luz y la exposición al aire libre: Muy resistente.
- Reacción a los ácidos: Fácilmente afectada.
- Afinidad por los colorantes: Muy bueno.
- Efecto de moho: Altamente resistente.
- Prueba de combustión: olor a papel quemado, ligero residuo de
ceniza.
- Estabilidad química.
4.3.2 VARIABLE DEPENDIENTE
Definición
El concreto se elabora con arena y grava (agregado grueso) que
constituyen entre el 70 y 75 por ciento del volumen y una pasta
cementante endurecida formada por cemento hidráulico con agua, que
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‘‘Incidencia de la fibra de cáñamo en las
características mecánicas del concreto’’
con los vacíos forman el resto. Usualmente, se agregan aditivos para
facilitar su trabajabilidad o afectar las condiciones del concreto simple y
al contenido de vacíos para mejorar la durabilidad.
Definición Operacional
El concreto simple es una mezcla de muy buena resistencia a la
compresión, la cual adicionada con fibra de cáñamo obtiene
adicionalmente una alta resistencia a la tracción, esto en la producción
de sobrecimientos.
Indicadores
Compresión por flexión:
fc = 0,65 f’c
Tracción por flexión:
ft = 0,85 f’c
Esfuerzo cortante, como medida de la tracción diagonal en elementos
que trabajan en una dirección:
vc = 0,35 f’c
Esfuerzo cortante, como medida de la tracción diagonal cuando el
elemento trabaje en dos direcciones y la falla sea cónica o piramidal
alrededor de la carga (punzonamiento):
vc = 0,7 f’c
Compresión axial:
fa = 0,4 f’c { 1 – [ (K lc) / (32 h) ] ² }
Esfuerzo de aplastamiento:
fp = 0,55 f’c
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‘‘Incidencia de la fibra de cáñamo en las
características mecánicas del concreto’’
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‘‘Incidencia de la fibra de cáñamo en las características mecánicas del concreto’’
4.4 CUADRO RESUMEN DE HIPÓTESIS
TIPO DE INVESTIGAC
IÓNVARIABLE INTERROGANTES HIPÓTESIS
RELACIONAL
INDEPENDIENTE
DEPENDIENTE
-
- ¿Cuál es la característica mecánica de la Fibra de
Cáñamo?
-
- ¿Cuál es la dosificación adecuada a emplear de la
Fibra de Cáñamo para el concreto?
- ¿Cuál es la resistencia a la tracción en la Prueba
Control del Concreto?
- ¿Cuál es la resistencia a la tracción en la Prueba
Control del Concreto adicionado con fibra de
Cáñamo?
- Mecánicamente, La fibra de cáñamo tiene una alta
resistencia a la tracción.
- Una adición de la fibra de cáñamo en un porcentaje
que fluctua entre el 1-5% incrementa la resistencia a
la tracción del concreto.
- La resistencia a la tracción del concreto en la prueba
control no será suficiente ya que fallará debido a las
cargas aplicadas.
- La tracción del concreto en la prueba control
aumentará de tal forma que pueda soportar un mayor
pandeo.
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‘‘Incidencia de la fibra de cáñamo en las
características mecánicas del concreto’’
V DISEÑO DE LA INVESTIGACIÓN
5.1 Ámbito Geografía y Temporal
Ámbito: la investigación será realizada en la ciudad de Juliaca
Temporalidad: año 2012
5.2 Población Y Muestra
Población: La población de estudio serán los diferentes concretos
utilizados en las diferentes construcciones en la ciudad de Juliaca.
Muestra: el número de muestras serán 4, 1 para la prueba control, 3 para
realizar las pruebas experimentales.
5.3 Método De Investigación
Se usaran los siguientes métodos en la investigación
- ResistenciaalaFlexióndevigasdeconcreto(cargaalostercios) Norma
ASTMC78,IT‐CA‐36
- ResistenciaalaFlexióndevigasdeconcreto(cargaalcentro). Norma
ASTMC293,INTE06‐02‐11
5.4 Diseño De La Investigación
- Por su finalidad: Aplicada
- Por el tiempo: Seccional
- Por el nivel de profundización: Predictiva
- Por la dimensión de la investigación: Micro investigación
- Por las fuentes de información: Secundaria
- Por su carácter: Cuantitativa
- Por el ámbito: Laboratorio
- Por el enfoque: Especializado
28
‘‘Incidencia de la fibra de cáñamo en las
características mecánicas del concreto’’
5.5 Técnicas e Instrumentos
5.5.1 Técnicas E Instrumentos Del Laboratorio
TÉCNICAS INSTRUMENTOSEnsayo de laboratorio
-Ensayo a Grupo Control * Resistencia a la Tracción
-Instrumentos Grupo Control * Prensa Hidráulica * Escuadra Metálica * Flexómetro
-Ensayo a Grupo Experimental * Resistencia a la Tracción * Dosificación
-Instrumentos Grupo Experimental * Prensa Hidráulica * Escuadra Metálica * Flexómetro * Balanza
5.5.2 técnicas e instrumentos para la recolección de la información.
Con el objetivo de poder realizar el presente estudio se realizó la recolección de datos como se muestra en el cuadro adjunto.
CONOCIMIENTOS BASICOS OBTENCION DE INFORMACION-Bibliografía, conocimientos-Ejecución del proceso constructivo-muestreo y ensayos
-Textos-Antecedentes-Laboratorio
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‘‘Incidencia de la fibra de cáñamo en las
características mecánicas del concreto’’
5.6 Operacionalización de variables e indicadores
VARIABLE DIMENSIONES INDICADORES ÍNDICE DE
MEDIDA
RANGO
INDEPENDIENTE:
ADICIÓN DEL CÁÑAMO
Propiedades mecánicas de la Fibra de Cáñamo.
Resistencia al esfuerzo de tracción.
Gpa 0.75-0.90
Dosificación de la Fibra de Cáñamo.
Dosificación Porcentaje del Peso del Concreto.
1-5
DEPENDIENTE:
CARACTERÍSTICA MECÁNICA, TRACCIÓN DEL CONCRETO
Prueba control. Resistencia a la tracción.
Kg/cm2 140-175
Prueba experimental.
Resistencia a la tracción.
Kg/cm2 140-192.5
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‘‘Incidencia de la fibra de cáñamo en las características mecánicas del concreto’’
5.7Matriz de consistenciaPROBLEMA OBJETIVOS HIPÓTESIS VARIABLES E
INDICADORESTÉCNICAS E INSTRUMENTOS FUENTE
-¿Cómo incide la adición de fibra de cáñamo en las características del concreto?- ¿Cuál es la característica mecánica de la Fibra de Cáñamo?
- ¿Cuál es la dosificación adecuada a emplear de la Fibra de Cáñamo para el concreto?
- ¿Cuál es la resistencia a la tracción en la Prueba Control del Concreto?
- ¿Cuál es la resistencia a la tracción en la Prueba Control del Concreto adicionado con fibra de Cáñamo?
-Determinar la incidencia de la adición de fibra de cáñamo en las características mecánicas del concreto.- Establecer la característica mecánica de la Fibra de Cáñamo.
- Calcular la dosificación adecuada a emplear de la Fibra de Cáñamo en el concreto Simple en la elaboración de sobrecimientos.
- Medir la resistencia a la tracción en la Prueba Control del Concreto Simple.
- Medir la resistencia a la tracción en la Prueba Control del Concreto Simple adicionado con fibra de Cáñamo.
-La adición de la fibra de Cáñamo influye en las características mecánicas del Concreto.
- Mecánicamente, La fibra de cáñamo tiene una alta resistencia a la tracción.
- Una adición de la fibra de cáñamo en un porcentaje que fluctúa entre el 1-5% incrementa la resistencia a la tracción del concreto.
- La resistencia a la tracción del concreto en la prueba control no será suficiente ya que fallará debido a las cargas aplicadas.
- La tracción del concreto en la prueba control aumentará de tal forma que pueda soportar un mayor pandeo.
VARIABLE INDEPENDIENTE:
-Resistencia al esfuerzo de tracción.
- Dosificación.
VARIABLE DEPENDIENTE:
- Resistencia a la tracción.
- Resistencia a la tracción
-Técnica del método de tres puntos de carga, norma ASTM C78; método de la carga en el punto medio, ASTM C293.-Prensa Hidráulica, Máquina de Compresión según norma ASTM E4.-Balanza de 10 Kg. Con una aproximación de 0.01 gr.
-Máquina de Compresión según norma ASTM E4.
-Máquina de Compresión según norma ASTM E4.
-Laboratorio de Suelos
-Laboratorio de Suelos
-Laboratorio de Suelos
-Laboratorio de Suelos
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‘‘Incidencia de la fibra de cáñamo en las
características mecánicas del concreto’’
5.8 Diseño de la recopilación de la información
En el presente trabajo, luego de recopilar la información, la estadística será
trascendente ya que gracias a esta materia podremos obtener los resultados
requeridos, el cual consiste en conjuntos de números obtenidos al medir la
resistencia de las muestras. Recopilar datos estadísticos implica tener
especial cuidado para garantizar que la información sea completa y
correcta.
ESTADÍSTICA DESCRIPTIVA
Analizar metódicamente los datos, simplificándolos y presentándolos
en forma clara; eliminando la confusión característica de los datos
preliminares. Permite la elaboración de cuadros, gráficos e índices bien
calculados; suficientemente claros, como para disipar las dudas y la
oscuridad de los datos masivos.
Se limita a describir los datos que se analizan, sin hacer inferencias en
cuanto a datos no incluidos en la muestra.
La estadística descriptiva analiza, estudia y describe a la totalidad de
individuos de una población. Su finalidad es obtener información,
analizarla, elaborarla y simplificarla lo necesario para que pueda ser
interpretada cómoda y rápidamente y, por tanto, pueda utilizarse
eficazmente para el fin que se desee. El proceso que sigue la estadística
descriptiva para el estudio de una cierta población consta de los
siguientes pasos:
- Selección de caracteres dignos de ser estudiados.
- Mediante encuesta o medición, obtención del valor de cada
individuo en los caracteres seleccionados.
- Elaboración de tablas de frecuencias, mediante la adecuada
clasificación de los individuos dentro de cada carácter.
- Representación gráfica de los resultados (elaboración de gráficas
estadísticas).
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‘‘Incidencia de la fibra de cáñamo en las
características mecánicas del concreto’’
- Obtención de parámetros estadísticos, números que sintetizan
los aspectos más relevantes de una distribución estadística.
LA INVESTIGACIÓN ESTADÍSTICA
La investigación estadística es la búsqueda sistematizada y objetiva de
hechos o de explicación de fenómenos.
El método de investigación estadística comprende las cinco fases
siguientes:
- Preparación del trabajo.
- Recopilación de los datos.
- Evaluación y depuración de los datos.
- Presentación de los datos.
- Análisis e interpretación.
PRIMERA FASE O PREPARACIÓN DEL TRABAJO
Se limita a la redacción de las instrucciones para recabar los datos,
definición precisa de los datos que se necesitan; diseño de formularios
y planillas, planificación y organización del trabajo en el espacio y en
el tiempo.
En esta fase deben quedar perfectamente claros los conceptos y cada
participante debe conocer a cabalidad sus atribuciones y
responsabilidades; ya que las dudas o malas interpretaciones echarán a
perder el resto de la investigación.
SEGUNDA FASE O RECOPILACIÓN DE LOS DATOS
En ella se recaban los datos necesarios para la investigación, mediante
encuestas, muestreos, o se toman de fuentes secundarias o registros y
publicaciones.
La eficiencia con que se realice esta etapa generará la calidad de todo
el trabajo de investigación estadística.
TERCERA FASE O EVALUACIÓN DE LOS DATOS
33
‘‘Incidencia de la fibra de cáñamo en las
características mecánicas del concreto’’
Los datos recopilados, en la vida real, suelen adolecer de
imperfecciones y errores varios; debidos a la ignorancia, a malos
entendidos, a intereses creados o a prejuicios sociales, de parte de
quien aporta los datos o de quien los recaba. De allí que el paso
inmediato sería una depuración y evaluación de tales datos, a fin de
subsanar o mitigar las influencias y efectos de tales errores e
imperfecciones. Para lograrlo se recomiendan los siguientes
procedimientos:
- Revisión total de los cálculos, de las tabulaciones y del
procedimiento utilizado.
- Confrontar los datos recopilados, con los obtenidos al cálculo,
con los de otras regiones o países, tomados en otras ocasiones o
con otra finalidad.
- Repetir al muestreo, el mismo trabajo, en zonas
estratégicamente escogidas; cuando en las verificaciones
anteriores se hubieran obtenido notorias discrepancias.
CUARTA FASE O PRESENTACIÓN DE LOS DATOS
Los datos suelen estar presentados en forma tabular, en cuadros de
doble entrada, proporcionales, porcentuales, o en valores promedios.
También suelen representarse gráficamente, mediante: Histogramas,
polígonos, diagramas figurados, prismogramas, pictogramas, dibujos
acotados, entre otros.
QUINTA FASE O ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN DE LOS
DATOS
Podría decirse que es ésta la fase más amplia de todas y en la cual la
investigación rinde sus mejores frutos.
La investigación debe desarrollarse sistemáticamente pasando por las
etapas de planificación, ejecución y evaluación .En la primera etapa se
considera integralmente la investigación, poniéndose por escrito en un
documento no solo lo que precede a la obtención de la información en
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‘‘Incidencia de la fibra de cáñamo en las
características mecánicas del concreto’’
el campo, sino que se toman en cuenta las actividades que se
desarrollaran en las etapas restantes.
VI PRESUPUESTO
DESCRIPCION COSTO- Bibliografía- Servicios de laboratorio- Impresión- Personal de apoyo- Material de escritorio
s/. 150 s/. 2500 s/. 250 s/. 2000 s/. 500
TOTAL s/. 5400
VII CRONOGRAMA
DESCRIPCIÓNTIEMPO
JULIO AGOS SEPT OCT NOVFormulación del proyecto XSelección de bibliografías XDeterminación del marco teórico y conceptual XElaboración de tesis X X XProcesamiento en borrador XPresentación y aprobación X
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‘‘Incidencia de la fibra de cáñamo en las
características mecánicas del concreto’’
VIII ESTRUCTURA TENTATIVA DEL INFORME FINAL
CAPITULO I
GENERALIDADES DEL CONCRETO
1.1 Antecedentes históricos del concreto en las construcciones.
1.2 Consideraciones básicas de los componentes del concreto.
1.2.1 El Cemento
1.2.2 Los agregados
1.2.3 El agua
1.3 Propiedades del concreto fresco
1.4 Propiedades del concreto endurecido
CAPITULO II
RESISTENCIA MECÁNICA DEL CONCRETO
2.1 Aspectos fundamentales
2.2 Resistencia de los agregados
2.3 Resistencia de la pasta de cemento
2.4 Resistencia a la compresión del Concreto
2.5 Resistencia a la Flexo-Compresión del Concreto
2.6 Relación entre los esfuerzos de Compresión y Tracción en el Concreto
CAPITULO III
CARACTERÍSTICAS DE LA FIBRA DE CÁÑAMO PARA EL
CONCRETO
3.1 Generalidades
3.2 Características físicas y mecánicas de la fibra de cáñamo
3.3 Estudio técnico de la fibra de cáñamo
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‘‘Incidencia de la fibra de cáñamo en las
características mecánicas del concreto’’
3.4 Análisis y determinación de las propiedades de la fibra de cáñamo para el
concreto
CAPITULO IV
PLANTEAMIENTO TEÓRICO DE LA INVESTIGACIÓN
4.1 El problema
4.2 Los Objetivos
4.3 Las Hipótesis
4.4 Variables e indicadores
4.5 El universo y sus limitadores
CAPITULO V
METODOLOGÍA Y ANÁLISIS DE RESULTADOS
5.1 Diseño de mezcla del concreto normal
5.2 Características resistentes de los ensayos de laboratorio
5.3 Diseño de mezcla del concreto normal con adición de fibra de cáñamo
5.3 Análisis comparativo del concreto normal y el concreto adicionado con fibra
de cáñamo
5.4 Características resistentes de los ensayos del concreto normal con la adicion
de fibras de cáñamo
5.5 Análisis de los resultados
CONCLUSIONES
RECOMENDACIONES
SUGERENCIAS
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‘‘Incidencia de la fibra de cáñamo en las
características mecánicas del concreto’’
IX BIBLIOGRAFÍA CONSULTADA
- http://www.lanamme.ucr.ac.cr/index.php? option=com_content&view=article&id=334&Itemid=402 relacion de ensayos y precios
X ANEXOS
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