Propuesta de Diseño de Concreto con Agregado Reciclado de Roca Caliza para la Elaboración de Adoquines de Tránsito Vehicular Ligero

Resumen

Objetivo: La presente investigación tuvo como objetivo general evaluar las propiedades mecánicas y físicas de los adoquines tipo II, elaborados con residuos de roca caliza como agregado (fino y grueso), para su uso en tránsito vehicular ligero, verificando el cumplimiento de los parámetros establecidos en la Norma Técnica Peruana NTP 399.611. Metodología: Se desarrolló una investigación de tipo aplicada, con enfoque cuantitativo, diseño experimental y nivel explicativo. La técnica empleada fue la observación directa y los instrumentos utilizados fueron las fichas técnicas y guías de laboratorio. El diseño de mezcla se realizó según la metodología del ACI 211.1, considerando una resistencia de diseño f'c = 320 kg/cm². Los residuos de roca caliza fueron obtenidos del botadero Purhuay, ubicado en el distrito de Marcará, provincia de Carhuaz, departamento de Áncash. El material fue sometido a procesos de selección, lavado, secado y trituración mecánica mediante chancadora de quijada. Se elaboraron adoquines de concreto tipo II con cuatro proporciones diferentes: Patrón (Cemento: 8.20 kg, Agregado grueso: 10.29 kg, Agregado fino: 11.00 kg, Agua: 3.09 L); Proporción 1 (Cemento: 8.20 kg, Agregado grueso: 9.29 kg, Agregado fino: 12.00 kg, Agua: 3.09 L); Proporción 2 (Cemento: 8.20 kg, Agregado grueso: 8.29 kg, Agregado fino: 13.00 kg, Agua: 3.09 L); y Proporción 3 (Cemento: 8.20 kg, Agregado grueso: 7.29 kg, Agregado fino: 14.00 kg, Agua: 3.09 L). Se fabricaron un total de 78 especímenes, incluyendo 09 probetas de concreto (15 cm de diámetro × 30 cm de altura) y 78 adoquines tipo II (20 cm × 10 cm × 6 cm). Los ensayos realizados fueron: resistencia a la compresión (NTP 399.611) a los 7, 14 y 28 días; absorción (NTP 399.611) a los 28 días; resistencia al desgaste por abrasión (ASTM C944-99) a los 28 días; y resistencia a la flexión (NTP 399.613) a los 28 días. El procesamiento y análisis de datos se realizó mediante análisis descriptivo y contrastación de hipótesis mediante análisis inferencial (ANOVA y pruebas post-hoc de TUKEY HSD), con un nivel de significancia del 5%. Resultados: El agregado grueso reciclado presentó un desgaste por abrasión Los Ángeles del 32.72%, valor adecuado para su uso en concreto estructural. El diseño de mezcla ACI resultó en una relación a/c de 0.38, con contenidos de cemento (594.7 kg/m³), agregado grueso (746.1 kg/m³), agregado fino (797.7 kg/m³) y agua (224.3 kg/m³). La proporción óptima identificada fue la Proporción 1, con valores promedio de resistencia a la compresión de 474.44 kg/cm² (superando el mínimo normativo de 420 kg/cm² para promedio de 3 unidades), absorción de 4.02% (inferior al máximo permitido de 6% para promedio y 7.5% para unidad individual), desgaste de 0.16% (muy por debajo del límite máximo de 5%), y resistencia a la flexión de 46.30 kg/cm² (superando el mínimo de 42 kg/cm² para promedio de 3 unidades). El análisis estadístico ANOVA demostró diferencias significativas entre las cuatro proporciones para todos los ensayos (p = 0.000 < 0.05), con valores F de 35201.572 (compresión), 4248.613 (absorción), 240.437 (desgaste) y 3325.058 (flexión). La prueba post-hoc de Tukey confirmó que la Proporción 1 no presenta diferencias estadísticamente significativas con el patrón en cuanto a desgaste (0.156% vs 0.154%, p > 0.05), pero sí en absorción y flexión. Conclusiones: Se concluye la viabilidad técnica y la idoneidad del uso de los residuos de roca caliza como agregado (fino y grueso) para la fabricación de adoquines de concreto tipo II destinados a tránsito vehicular ligero. El producto resultante con la Proporción 1 cumple holgadamente con todos los requisitos mínimos exigidos por la Norma Técnica Peruana NTP 399.611 (resistencia a compresión ≥ 420 kg/cm², absorción ≤ 6%, desgaste ≤ 5%, flexión ≥ 42 kg/cm²), validando su aptitud para el servicio en pavimentos de tránsito vehicular ligero en la ciudad de Huaraz y promoviendo una solución constructiva sostenible alineada con los principios de economía circular, reduciendo la extracción de agregados naturales y aprovechando residuos de la actividad extractiva.