Caracterización de agregados finos y gruesos
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REPÙBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL Línea de investigación: Control de Calidad Área temática: Mezclas Experimentales Caracterización de agregados finos y gruesos obtenidos de la procesadora de materiales Orcov ubicada en Yare Estado Miranda, para elaborar un diseño de mezcla experimental de F´c: 210 kg/cm2 Tutor: Proyecto de investigación para optar por el título de ingeniero civil, presentado por: Ing. Sergio Silva C.I: V-6851930 C.I.V: 74614 Br. Rastelli O. Yenny C. C.I: V-24.064.426 Caracas, Septiembre 2015 Caracterización de agregados finos y gruesos obtenidos de la procesadora de materiales Orcov ubicada en Yare Estado Miranda, para elaborar un diseño de mezcla experimental de F´c: 210 kg/cm2 by Rastelli Orsini Yenny Carolina is licensed under a Creative Commons Reconocimiento-NoComercial-CompartirIgual 4.0 Internacional License. REPÙBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL Línea de investigación: Control de Calidad Área temática: Mezclas Experimentales Caracterización de agregados finos y gruesos obtenidos de la procesadora de materiales Orcov ubicada en Yare Estado Miranda, para elaborar un diseño de mezcla experimental de F´c: 210 kg/cm2 Evaluador Investigación Evaluador técnico Nombre y Apellido Nombre y Apellido Cédula de identidad Cédula de identidad Firma Firma Noviembre 2015 ii INDICE Agradecimientos Dedicatoria Resumen Abstract CAPÍTULO I: EL PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN 1.1 Planteamiento del problema 2 1.2 Formulación del problema 3 1.3 Justificación 3 1.4 Objetivos de la investigación 4 1.4.1 Objetivo general 4 1.4.2 Objetivos específicos 4 1.5 Delimitaciones 5 1.5.1 Temática 5 1.5.2 Geográfica 5 1.5.3 Temporal 5 1.6 Limitaciones 5 1.7 Cronograma de actividades 6 CAPÍTULO II: MARCO TEÓRICO 2.1 Antecedentes 8 2.2 Bases teóricas 12 2.2.1 Agregados 13 2.2.1.1 Características de los agregados 14 2.2.1.2 Agregados gruesos 14 2.2.1.3 Agregados finos 15 2.2.1.4 Requisitos de calidad 15 2.2.1.5 Granulometría 16 2.2.1.5.1 Tamaño máximo 17 2.2.1.5.2 Segregación 17 2.2.1.5.3 Módulo de finura 17 2.2.1.5.4 Ultrafinos 18 2.2.1.6 Resistencia de los agregados 18 iii 2.2.1.7 Impureza 18 2.2.1.8 Forma y textura de los granos 18 2.2.1.9 Peso por unidad de volumen 20 2.2.1.10 Humedad 21 2.2.1.11 Ensayo desgaste de Los Ángeles 21 2.2.2 Cemento 22 2.2.2.1 Hidratación del cemento 23 2.2.2.2 Resistencia mecánica 24 2.2.3 Agua para concreto 24 2.2.3.1 Agua de mezclado 24 2.2.3.2 Agua de curado 25 2.2.3.3 Calidad del agua 25 2.2.3.4 Relación agua/cemento 25 2.2.4 Concreto 26 2.2.4.1 Diseño de mezcla 27 2.2.4.2 Concreto fresco 28 2.2.4.2.1 Reologia 28 2.2.4.2.2 Trabajabilidad 28 2.2.4.2.3 Cono de Abrams 29 2.2.4.2.4 Retracción del concreto 30 2.2.4.2.5 Tiempo de fraguado 30 2.2.5 Ensayos para el concreto 30 2.2.5.1 Ensayos no destructivos 31 2.2.5.2 Ensayos destructivos 31 2.3 Procesadora Orcov 33 2.3 Cuadro de operacionalizacion de variables 36 2.4 Terminología básica 38 CAPÍTULO III: MARCO METODOLÓGICO 3.1 Tipo de investigación 41 3.2 Nivel de la investigación 41 3.3 Diseño de investigación 42 3.4 Población y muestra 42 iv 3.5 Técnicas e instrumentos de recolección de datos 43 CAPÍTULO IV: METODOLOGÍA POR OBJETIVO 4.1 Introducción 45 4.2 Procedimiento de la investigación 45 4.3 Toma de Muestra de los agregados 46 4.4 Granulometría de los agregados 52 4.4.1 Granulometría para agregados Grueso 52 4.4.2 Granulometría para agregados Finos 56 4.5 Diseño de Mezcla 60 4.5.1 Cálculo de diseño de mezcla 60 4.5.2 Equipos para mezclado de concreto 68 4.5.3 Equipos para medición de mezcla 68 4.5.4 Materiales para la preparación 68 4.5.5 Equipos para la preparación de probetas 68 4.5.6 Proceso de mezclado de concreto 69 4.6 Proceso y procedimiento de realización de mezcla 69 4.7 Ensayo de resistencia para la compresión 70 4.7.1 Materiales y equipos ensayo de compresión del concreto 71 4.7.2 Tabla de datos de ensayo a compresión 71 4.7.3 Resistencia obtenida por ensayo a compresión 72 CAPÍTULO V: CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 5.1 Conclusiones 77 5.2 Recomendaciones 78 BIBLIOGRAFIA 79 ANEXOS 83 v ÍNDICE DE IMÁGENES, TABLAS Y GRÁFICOS Imagen #1 Piedra picada 14 Imagen #2 Arena Lavada 15 Imagen #3 Tamizadora para ensayo de granulometría 16 Valores usuales de las relaciones Peso/ Volumen de los agregados 21 Imagen #4 no livianos Imagen #5 Máquina de desgaste de los ángeles 22 Imagen #6 Cemento Portland Venezolano 23 Imagen #7 Agua Para concreto 24 Imagen #8 Esquema para realizar diseño de mezcla 27 Imagen #9 Concreto en estado fresco 28 Imagen #10 Ensayo de Cono de Abrams 29 Imagen #11 Grietas por retracción del concreto 30 Imagen #12 Ensayo de resistencia a la compresión 32 Imagen #13 Ubicación Espacial 1 33 Imagen #14 Ubicación Espacial 2 34 Imagen #15 Recolección de materia del Rio Tuy 34 Imagen #16 Cernidora 35 Imagen #17 Salida del materia procesado de la cernidora 35 Imagen #18 Procesadora de materiales 36 Imagen #19 Resistencia promedio a la compresión 61 Imagen #20 Representación Gráfica de la ley de Abrams 62 Imagen #21 Factor Ka de corrección 63 Imagen #22 Factor Kc de corrección 63 Relación de la trabajabilidad (T), el contenido de cemento (C) y la 64 Imagen #23 relación agua/cemento. Imagen #24 Factor C1 de corrección 65 Imagen #25 Factor C2 de corrección 65 Imagen #26 Extracción de los agregados del rio Tuy (Procesadora Orcov) 83 Imagen #27 Cernidora de agregados 83 Imagen #28 Ensayo del cono de Abrams 84 Imagen #29 Ensayo en laboratorio de compresión de cilindros 84 Imagen #30 Laboratorio de compresión de cilindros 85 vi TABLAS Tabla #1 Producción de Arena Lavada por mes 46 Tabla #2 Producción de Piedra Picada por mes 47 Tabla #3 Resultado estadístico de la Producción de la arena lavada 48 Tabla #4 Resultado estadístico de la Producción de la Piedra bruta 48 Tamaño de la porción de la muestra de Arena Lavada para un 49 Tabla #5 Tabla #6 Tabla #7 Tabla #8 Tabla #9 Tabla #10 error muestral de 10m3 Tamaño de la porción de la muestra de Arena Lavada para un 50 error muestral de 100m3 Tamaño de la porción de la muestra de Arena Lavada para un 50 error muestral del 10% del promedio Tamaño de la porción de la muestra de Piedra bruta para un error 51 muestral de 10m3 Tamaño de la porción de la muestra de Piedra bruta para un error 51 muestral de 100m3 Tamaño de la porción de la muestra de Piedra bruta para un error 51 muestral del 10% del promedio Tabla #11 Granulometría agregado grueso 53 Tabla #12 Peso unitario compacto 54 Tabla #13 Peso unitario suelto 54 Tabla #14 Peso específico y absorción 54 Valores usuales de las relaciones Peso/ Volumen, para el 55 Tabla #15 chequeo de resultado de laboratorio (agregado grueso) Tabla #16 Tabla de ajuste de gradación de desgaste de los ángeles 55 Tabla #17 Desgaste de Los Ángeles 56 Tabla #18 Determinación cuantitativa de caras partidas por trituración 56 Tabla #19 Granulometría de agregado fino 57 Tabla #20 Tabla de la densidad de la arena 58 Tabla #21 Masa unitaria suelta de la arena 58 Tabla #22 Masa unitaria compacta de la arena 58 Valores usuales de las relaciones Peso/ Volumen, para el 58 Tabla #23 chequeo de resultado de laboratorio (agregado fino) Tabla #24 Porcentaje de absorción 59 Tabla #25 Porcentaje pasa el tamiz #200 59 vii Tabla #26 Impurezas 59 Tabla #27 Datos de Diseño de Mezcla 61 Tabla #28 Corrección de Relación agua-cemento 63 Tabla #29 Corrección dosis de Cemento 65 Tabla #30 Volumen de aire y peso del agua 66 Tabla #31 Pesos específicos 66 Tabla #32 Cálculo de diseño de Mezcla para un m3 67 Tabla #33 Cálculo de diseño de Mezcla para una probeta de volumen 0,0053 67 m3 Tabla #34 Cálculo de diseño de Mezcla para a 7 probetas de volumen 0,0053 68 m3 Tabla #35 Datos de Ensayo a compresión a los 7 días 71 Tabla #36 Datos de Ensayo a compresión a los 14 días 72 Tabla #37 Datos de Ensayo a compresión a los 28 días 72 Tabla #38 Resistencia obtenida de ensayo a compresión a los 7 días 73 Tabla #39 Resistencia obtenida de ensayo a compresión a los 14 días 74 Tabla #40 Resistencia obtenida de ensayo a compresión a los 28 días 75 Tabla #41 Porcentajes de resistencia obtenida de ensayos a compresión 76 GRÁFICOS Gráfico #1 Producción de Arena Lavada por mes 47 Gráfico #2 Producción de Piedra Bruta por mes 48 Gráfico #3 Granulometría agregado grueso 53 Gráfico #4 Granulometría agregado Fino 57 Gráfico #5 Resistencia promedio a los 7 días 73 Gráfico #6 Resistencia promedio a los 14 días 74 Gráfico #7 Resistencia promedio a los 28 días 75 Gráfico #8 Porcentajes referencial de resistencia obtenida de ensayo a 76 compresión viii AGRADECIMIENTOS A Dios que me ha dado fuerzas para afrontar cada paso de mi vida y de mi carrera sin hacerme dudar ni desistir de cada meta que me propongo. A mi madre Serafina que en todo momento me acompaño en este camino, como amiga, compañera de tesis. A mi familia en especial a mis abuelos maternos Ersilia y Fioravante por cuidarme y darme su amor incondicional. A mis amigas y amigos incondicionales y a mi segunda familia mis compañeros de la universidad por sacarme sonrisas y soportarme en los momentos de altas y bajas. Y por último pero no menos importante a mis profesores, que a lo largo de la carrera me han dejado huellas imborrables, con mucho afecto agradezco en especial a mi tutor, profesor y ejemplo a seguir Sergio Silva, a la profesora Gladys Hernández que sin ella esto no sería posible, y a mis profesores que aparte de su enseñanza me han brindado su amistad y apoyo en todo momento de mi carrera. GRACIAS ix DEDICATORIA Dedico este trabajo de grado por completo a Dios, a mi familia, profesores y amigos que han sido el pilar fundamental de mi vida en cada meta que me propongo, por acompañarme en cada paso, en los momento buenos y malos, sin ustedes esto no habría sido posible, ustedes son la base de mi vida profesional y siempre estaré agradecida, los tendré presente para contarles a mis hijos, nietos y nuevas amistades. Realmente no hay palabras que puedan describir lo agradecida que estoy con todos ustedes. x REPÙBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD NUEVA ESPARTA FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL Caracterización de agregados finos y gruesos obtenidos de la procesadora de materiales Orcov ubicada en Yare Estado Miranda, para elaborar un diseño de mezcla experimental de F´c: 210 kg/cm2 Autor: Rastelli O. Yenny C. C.I: v-24.064.426 Año 2015 Resumen: El desarrollo acelerado de la población en Venezuela ha conllevado a problemas habitacionales, y al aumento de la demanda de materiales de construcción como piedra arena y cemento, por esto se realizaron estudios en una nueva procesadora de materiales para realizar control de calidad de los agregados con estudios de granulometría, pesos específicos humedad e impurezas de los agregado finos y gruesos a saber Procesadora Orcov, ubicada en Yare estado Miranda, y posteriormente realizar un diseño de mezcla para un asentamiento de 5” y una resistencia de una f´c=210 kgf/cm2, determinando así el comportamiento del concreto endurecido de los cilindros a los 28 días mediante ensayos de compresión. Finalmente determinar la calidad y comportamiento de los agregados bajo el régimen de Normas COVENIN y el cumplimiento con las mismas, para que sean utilizados estos en diseños de mezclas y así satisfacer las necesidades de suministro de materiales de construcción para viviendas de las que carece la población Venezolana. xi BOLIVARIAN REPUBLIC OF VENEZUELA NUEVA ESPARTA UNIVERSITY FACULTY ENGINEERING SCHOOL OF CIVIL ENGINEERING Characterization of fine and coarse aggregates obtained from the processing of materials Orcov Yare located in Miranda State, to develop an experimental design F'c mix: 210 kg / cm2 Author: Rastelli O. Yenny C. C.I: v-24.064.426 2015 Summary: The accelerated development of the population in Venezuela has led to housing problems, and increased demand for building materials such as sand stone and cement, then studies a new processing of materials were conducted for quality control of aggregates with studies of particle size, wetness and impurities specific weights of fine and coarse aggregate processing Orcov is located in Yare Miranda state, and then run a mixture design for a settlement 5 "and a resistance of f´c = 210 Kg / cm2, to determine the behavior of hardened concrete cylinder 28 days by a compression test. Finally shape the quality and positive behavior of the aggregates under the regime of COVENIN Standards and compliance therewith, to be used aggregates Processing Orcov in mixture designs and meet the housing need which lacks the population. xii INTRODUCCIÓN En Venezuela el desarrollo acelerado de la población ha llevado a que, los problemas habitacionales aumenten progresivamente al igual que la demanda de materiales de construcción, como el cemento y los agregados gruesos y finos para la elaboración del concreto. Este trabajo surge por la necesidad de estudiar las principales características y calidad de los agregados obtenidos en una nueva procesadora, que se postula para liderar el mercado de la producción de agregados, teniendo como misión principal ser parte de la solución habitacional del país En esta investigación, se realizará el estudio de granulometría que se le aplica a los agregados, este es el primer paso para nuestra investigación, y determinar su conformidad con la norma COVENIN 277, Concretos Agregados y Requisitos, para definir la calidad del agregado, que luego será utilizado en el diseño de mezcla, a la cual se le van a aplicar ensayos del concreto fresco y endurecido, para verificar si cumple con la f´c=210 que se propuso, ya que es un resistencia apta para el uso en construcción de edificaciones. La investigación está estructurada en dos capítulos: Capítulo I: Problema de la investigación que está conformado por el Planteamiento, formulación, objetivos, justificación y delimitaciones, este capítulo se encargara de describir la finalidad del trabajo de investigación, planteando objetivos que previamente fueron justificados. Capítulo II: Marco teórico que está conformado por Antecedentes de la investigación, bases teóricas y cuadros de variables, que son la base teórica de la investigación. Capitulo III: Marco metodológico está conformado por el diseño, tipo y nivel de la investigación, población y muestra, técnicas e instrumentos de recolección de datos, análisis y presentación de los resultados, de acuerdo con estas variables se xiii desarrolla la forma como se va a proceder a realizar los ensayos para la obtención de resultados. Capitulo IV: Procedimiento y análisis de resultados, este capítulo desarrolla procesos de elaboración de probetas y ensayo de las mismas, cuadro de resultantes de los ensayos, análisis de los resultados, para realizar las conclusiones posteriormente. Capítulo V: Conclusiones y recomendaciones Bibliografía Anexos xiv CAPÍTULO I: El Problema de investigación Caracterización de agregados finos y gruesos obtenidos de la procesadora de materiales Orcov ubicada en Yare Estado Miranda, para elaborar un diseño de mezcla experimental de F´c: 210 kg/cm2 by Rastelli Orsini Yenny Carolina is licensed under a Creative Commons Reconocimiento-NoComercial-CompartirIgual 4.0 Internacional License. 1.1 Planteamiento del problema Uno de los principales inconvenientes que actualmente atraviesa el país es la escasez de material de construcción, ya que es de alta demanda por el problema habitacional que se desea solucionar, tomando en cuenta que a medida del paso del tiempo la demanda aumentará, la población tiene un crecimiento acelerado, sobre todo en zonas adyacentes a la capital como son el estado Miranda y sus municipios que actualmente pueden ser llamados ciudades dormitorio. Por lo mencionado anteriormente nos vemos en la necesidad de realizar un estudio exhaustivo de las características de los agregados de la procesadora Orcov, ya que una de las particularidades del concreto estructural es que posee un 10% de aceros, y el porcentaje representativo restante es de concreto, el cual está formado por 4 elementos fundamentales que son: Agua, cemento portland, y los agregados grueso (piedra), y fino (arena) que son de mucha importancia para las exigencias y características del diseño de las mezclas de concreto en la actualidad. Este concreto tradicional de f´c=210 , tiene como base fundamental el buen comportamiento de los agregados finos y gruesos, ya que estos son primordiales en el diseño, si estos fallan la mezcla no cumple con la resistencia esperada. Un método de diseño de mezcla puede llegar a ser muy complejo si se considera un gran número de variables, una gran precisión y exactitud en la expresión de sus relaciones, pero al mismo tiempo debe ser de fácil manejo y operatividad. La situación descrita implica la necesidad de una investigación experimental para determinar el comportamiento de la mezcla de concreto estructural f´c=210 , con agregados obtenidos de la procesadora Orcov ubicada en Yare estado Miranda, ya que tiene poco tiempo en el mercado, por lo que no se han realizado ensayos para observar cómo reaccionan los agregados allí obtenidos y procesados con la relación agua/cemento, para luego verificar el cumplimiento de la 2 norma COVENIN 1753, de manejabilidad en estado fresco, resistencia, aspecto y durabilidad en estado endurecido. Se infiere que de esta manera se podría verificar si estos agregados con los que se realizarán las mezclas de concreto estructurales, son aptos y cumplen con los requerimientos de las normas de COVENIN 1753. 1.2 Formulación del problema ¿De qué manera un concreto experimental f´c=210 , realizado con agregados obtenidos del Río Tuy, de la recientemente inaugurada procesadora Orcov, ubicada en Yare estado Miranda cumple con las normas COVENIN 1753? 1.3 Justificación del problema El proceso primordial de este trabajo de investigación se basa en el estudio de una mezcla de concreto experimental que se realizará con agregados obtenidos de la procesadora Orcov, ya que no se han realizado estudios previos ni de los agregados ni de su comportamiento en diseños de mezcla teóricos. Con este análisis se podrán realizar mezclas de concreto estructural, con agregados finos y gruesos obtenidos de la nueva procesadora Orcov, y así dar seguridad y confiabilidad a los clientes, de que podrá ser utilizado en estructuras con fines de comercio, oficinas, viviendas, etc. Anteriormente no se le han realizado este tipo de estudios involucrando los agregados de la procesadora Orcov, con una relación agua/cemento tomando en cuenta que los requisitos que debe cumplir un concreto apropiado para la construcción de estructuras son economía y manejabilidad en estado fresco; resistencia, aspecto y durabilidad en estado endurecido, para obtener una mezcla de concreto estructural. 3 La evaluación del diseño de mezcla verificará la calidad de los agregados y de esta manera se realizarán estructuras más seguras en cuanto a resistencia de concreto, aumentará la demanda de los agregados provenientes de la mencionada procesadora para la elaboración de concreto armado. Existen numerosos métodos para elaborar diseños de mezclas, que pueden parecerse o no entre sí, de acuerdo con las variables que manejen y las relaciones que establezcan, esto indica que ninguno de ellos es perfecto. Inevitablemente, los diseños de mezcla tienen cierto grado de imprecisión, debido a que las variables que condicionan la calidad y el comportamiento del concreto son numerosas y difíciles de precisar. Los ajustes que pueden dar más exactitud a las proporciones de los componentes solo pueden conseguirse mediante mezclas de prueba de laboratorio. 1.4 Objetivos de la investigación 1.4.1 Objetivo General Analizar los agregados finos y gruesos obtenidos del Río Tuy de la procesadora Orcov ubicada en Yare, para elaborar el diseño de una mezcla de concreto experimental de una f´c=210 . 1.4.2 Objetivos específicos 1. Analizar los agregados gruesos producto de la procesadora Orcov. 2. Analizar los agregados finos producto de la procesadora Orcov. 3. Diseñar una mezcla experimental con los agregados en estudio para una f´c=210 . 4. Evaluar la resistencia mediante un ensayo a compresión. 4 1.5 Delimitaciones 1.5.1 Temática Se evaluará el cumplimiento de la norma COVENIN 1753 de un concreto estructural elaborada con agregados obtenidos del Río Tuy de la procesadora Orcov ubicada en Yare en el estado Miranda. Tomando en cuenta que la unidad curricular en estudio es Materiales y Ensayos. 1.5.2 Geográfica Los agregados se obtendrán del Río Tuy que pasa por Yare estado miranda y son procesados por la empresa Orcov. Los ensayos de resistencia se realizarán en el laboratorio de la Universidad Central de Venezuela ubicada en Caracas 1.5.3 Temporal Los objetivos del siguiente trabajo se desarrollarán en el próximo año, desde el mes de junio de 2014, aproximadamente hasta junio de 2015. 1.6 Limitaciones El siguiente trabajo de grado no presenta limitaciones 5 1.7 Cronograma de actividades Cronograma de ejecución de actividades ítem Actividad 2014 2015 MAY JUN JUL AGOST SEP OCT NOV DIC ENE FEB MAR 1 Capítulo I, el problema de investigación 2 Proceso de investigación 1 3 Aprendizaje del diseño 1 4 Capitulo II, bases teóricas 5 Proceso de investigación 2 6 Aprendizaje del diseño 2 7 Capitulo III, bases teóricas 8 Proceso de investigación 3 10 Aprendizaje del diseño 3 Capitulo IV, análisis y presentación de resultados 11 Proceso de investigación 4 12 Aprendizaje del diseño 4 13 Capítulo V, propuestas y recomendaciones 9 6 CAPÍTULO II: Marco Teórico 7 2.1 Antecedentes Según Fidias Arias (2004) “Los antecedentes reflejan los avances y el Estado actual del conocimiento en un área determinada y sirven de modelo o ejemplo para futuras investigaciones”. De aquí se desprende que los autores se refieren a, aquellos trabajos de investigación que anteceden al nuestro, es decir, los trabajos donde se hayan manejado las mismas variables o se hayan propuesto objetivos similares; que sirven de guía al investigador y le permiten hacer comparaciones y tener ideas sobre cómo se evaluó el problema. Autor: Gustavo E. Bastardo H. Juan B. Fernández O (2009). DISEÑO DE MEZCLA UTILIZANDO LA ESCORIA DE ACERIA COMO AGREGADO GRUESO. Universidad de Oriente Núcleo Anzoátegui Barcelona Venezuela. Para optar por el título de ingeniero civil. Resumen del Autor: “Con el objeto de evaluar el comportamiento de la escoria de acería cuando se le utiliza como agregado grueso en la preparación de mezclas de concreto, se diseñaron 3 mezclas de concreto tradicional, utilizando arena y piedra picada para las resistencias de mayor uso en la construcción, como son f´c = 180 kgf/cm2, f´c = 210 kgf/cm2, y f´c = 250 kgf/cm2 y un asentamiento de 5 pulgadas, a las cuales se les identificaron como mezclas Patrón. Luego a cada una de estas mezclas se le reemplazó la piedra picada por escoria de acería, manteniendo la trabajabilidad de diseño en 5 pulgadas. Con cada uno de estos diseños se prepararon en el laboratorio mezclas de concreto fresco, a las cuales se les evaluó la trabajabilidad y tiempo de fraguado en estado fresco y resistencias a la compresión en estado endurecido a las edades de 3,7,28 y 56 días. Se realizarán estudios, tanto técnico como económico entre la mezcla de concreto tradicional y la mezcla de concreto con escoria siderúrgica; sobre la base de comparaciones que permitan determinar la factibilidad técnica y resultados de costos de esta última, en obras de servicios (donde se requiera un concreto de baja o mediana resistencia), considerándose que la escoria de acero representa una buena alternativa como agregado grueso” 8 El aporte que se obtiene de esta investigación, es la información de que la variabilidad de los agregados sustituyéndolos por otros puede cumplir con su función y su resistencia, también contribuye con la elaboración del marco teórico y el marco metodológico por sus procedimientos de ensayo. Autor: Eduardo Ríos González (2011). EMPLEO DE LA CENIZA DE BAGAZO DE CAÑA DE AZÚCAR (CBCA) COMO SUSTITUTO PORCENTUAL DEL AGREGADO FINO EN LA ELABORACIÓN DE CONCRETO HIDRÁULICO. Universidad Veracruzana México. Para optar por el título de ingeniero civil. Resumen del Autor: “El concreto se puede definir como un material compuesto que consiste en un medio de enlace dentro del cual se embeben partículas o fragmentos de agregado, para ello se utiliza un cemento hidráulico, agua, triturado y arena. Las obras de ingeniería que se realizan en la mayoría de los países desarrollados o medianamente desarrollados, utilizan como material de construcción el concreto en sus diversas formas. Como consecuencia, debido al volumen de materiales que se extraen, procesan, elaboran y consumen, el impacto ambiental que se genera es importante, y si se considera la cantidad de material de desecho, producto de la demolición de obras fuera de servicio, el resultado es aún mayor. Por su condición de estar constituido por materiales abundantes a lo largo del planeta, de fácil obtención, económico y de uso muy difundido y aceptado, es difícil pensar en alternativas viables, al menos en un futuro próximo, que modifiquen sensiblemente el consumo de cemento y agregados. Es por eso que se debe enfrentar el desafío de reformular en lo posible todo el ciclo constructivo, de manera que nos permita contribuir al objetivo generalizado de encaminar nuestra actividad con productos, diseños y procesos que aseguren la vía de la sustentabilidad. Es dentro de este contexto que aparece la Ceniza de Bagazo de Caña de Azúcar (CBCA), la cual es un subproducto no metálico obtenido de la fabricación de azúcar. Su composición química tiene propiedades similares a la del cemento Portland, lo cual la hace un material de desecho altamente interesante para su uso 9 de la fabricación del concreto, el cual en esta investigación va hacer utilizada como agregado fino (arena).” Esta investigación nos brinda un aporte significativo de cómo puede variar un concreto si se cambia algún agregado, por lo que sirve de gran apoyo como aporte experimental para la investigación. Autor: Ruiz Francisco, Díaz David (2014). EVALUACIÓN DE LA RESISTENCIA DE UNA MEZCLA EXPERIMENTAL UTILIZANDO ESCOMBROS DE CONCRETO EN SUSTITUCIÓN DE AGREGADOS GRUESOS. Universidad Nueva Esparta. Caracas Venezuela. Para optar por el título de ingeniero civil. Resumen del autor: “Este trabajo experimental ecológico se basa en el aprovechamiento de escombros provenientes de demoliciones estructurales específicamente aquellas piedras de escombros de columnas, losas y vigas. Con esta premisa se hará una selección para sustituir la piedra picada (agregados gruesos) de una mezcla de concreto tradicional, buscando reemplazarlos por completo. Se pretende hacer un estudio comparativo de la resistencia entre estas mezclas. Por otra parte con el uso de escombros en el diseño de mezclas busca disminuir el impacto ambiental que generan las canteras de donde provienen los agregados gruesos, ya que si al momento de la demolición de una edificación se realiza una selección de escombros que no posea espacios vacíos o en menos cantidad, ya que de lo contrario esto puede afectar su resistencia y de esta manera puedan ser reutilizados, evitando así el uso de nuevos agregados gruesos con la finalidad de realizar un concreto ecológico a base de materiales reciclados.” Esta investigación donde se sustituye el agregado grueso por un material de reciclaje, contribuye con las características de que la variación de los agregados se puede realizar indiferentemente de su procedencia mientras cumpla con las características del concreto fresco y endurecido deseadas, se podrá utilizar. En cuanto al desarrollo de los términos tiene un aporte significativo. Autor: Durán Gisela, Losada Arturo (2013) DISEÑO DE MEZCLA DE CONCRETO EXPERIMENTAL CON UN ASENTAMIENTO DE 5”, CON EL USO 10 DE ADITIVO PARA CONCRETO CELULAR TRASLÚCIDO. Universidad Nueva Esparta, Caracas Venezuela. Para optar por el título de ingeniero civil. Resumen del autor: Tomando en cuenta el crecimiento mundial a infraestructuras y superestructuras de índole civil como parte del desarrollo poblacional humano, surge la necesidad de cada día investigar los procesos constructivos existentes para así poder mejorarlo e inclusive en muchos casos innovar dentro de esta misma área, con el cual este trabajo investigativo parte de esta necesidad de innovar dentro del marco del diseño de mezcla aplicado actualmente en Venezuela. Este trabajo investigativo se basa en el estudio del comportamiento y evaluación del diseño de mezcla o concreto tradicional utilizado en Venezuela en comparación con diseño de mezcla o concreto de tipo celular traslucido, siendo el diseño de mezcla tradicional el concreto de tipo patrón, para un asentamiento de 5” el cual será sometido a un estudio de compresión axial para 15 muestras del mismo y con ello determinar el comportamiento en cuanto a resistencia generada. A diferencia con el diseño de mezcla para concreto de tipo celular traslúcido será evaluado para bloques de dimensiones de 25 x 25 x 8 cm respectivamente tomando igualmente un asentamiento de 5” como factor determinante dentro de ambas mezclas para con ello someter este concreto de tipo celular a un ensayo no destructivo mediante la utilización del esclerómetro y así obtener su resistencia a la compresión, ambos diseños para 7 días de edad después de su preparación y así delimitar el uso o no estructural de este tipo de mezcla de concreto utilizada en Venezuela” Esta investigación tiene un aporte experimental ya que el diseño de mezcla es primordial para la obtención de resultados de las muestras experimentales, siendo la bibliografía utilizada de gran utilidad. Autor: García Rafael, Tovar José (2013) EVALUAR LA RESISTENCIA DE UN DISEÑO DE MEZCLA EXPERIMENTAL DE CONCRETO, UTILIZANDO DESECHOS DE LA INDUSTRIA AUTOMOTRIZ COMO AGREGADO. Universidad Nueva Esparta Caracas Venezuela. Para optar por el título de ingeniero civil. 11 Resumen del autor: “Tomando en cuenta las presiones poblacionales a nivel mundial, el cambio de las ciudades a grandes edificaciones cada vez más altas y el estrés ambiental producido por la construcción de las mismas, es imposible ignorar esta problemática que se va acrecentando cada día. En pro de esto, la siguiente investigación buscó dar una solución que abarque ambos campos, el ambiental y el logístico, inherentes a la construcción en la ingeniería civil, de tal modo que se presenta una solución innovadora y ecológica. Esta investigación propone una evaluación el comportamiento entre el diseño de mezcla convencional de concreto (agua, cemento, piedra picada y arena), con un diseño de mezcla experimental utilizando raspaduras de neumático desechados proveniente de la industria automotriz como agregado fino, para realizar una mezcla experimental que sea liviana y ecológica, cumpliendo con lo establecido en las Normas Venezolanas (COVENIN) Para esto se realizaron una cantidad de probetas cilíndricas las cuales contenían las mezclas patrón y las mezclas experimentales, que estarán diseñadas para una resistencia de 210 kgf/cm2, luego de ello se realizaron los ensayos destructivos a compresión en el laboratorio de la Universidad Católica Andrés Bello, los cuales realizaron a los tres (3) días y siete (7) días, para determinar si la mezcla de concreto experimental, con raspadura de neumáticos, puede ir en paralelo con la curva de crecimiento de la resistencia de diseño de mezcla de concreto con materiales utilizados convencionalmente.” En el caso de esta investigación se sustituye el agregado fino con desechados provenientes de la industria automotriz para variar el diseño de la mezcla, y de esta manera aporta datos de diseño al marco metodológico. 2.2 Bases Teóricas Según el Lic. José Pérez Leal (2010), “Las bases teóricas constituyen el corazón del trabajo de investigación, pues es sobre este que se construye todo el trabajo. Una buena base teórica formará la base sobre la cual se construye el análisis de los resultados obtenidos en el trabajo”. 12 Las bases teóricas son primordiales para la investigación, ya que le darán orden y sentido al problema que se desea abordar, estas bases estarán guiadas por las variables descritas en la problemática, y con ellas se analizarán los resultados obtenidos. 2.2.1 Agregados Según Porrero (2012), “Los agregados, también denominados áridos o inertes, son fragmentos o granos, usualmente pétreos, cuya finalidad son abaratar la mezcla y dotarla de ciertas características favorables, entre las cuales se destaca la disminución del fraguado”. La mayor parte de la masa del concreto está compuesta por agregados, ya que alcanza a representar entre el 70% y el 85% de su peso, por lo tanto la características de los inertes es de suma importancia para la calidad final de la mezcla. Generalmente los agregados se dividen en dos grupos: finos y gruesos. Los agregados finos consisten en arenas naturales o manufacturadas con tamaños de partícula que pueden llegar hasta 10mm; los agregados gruesos son aquellos cuyas partículas se retienen en la malla No. 16 y pueden variar hasta 152 mm. El tamaño máximo de agregado que se emplea comúnmente es el de 19 mm o el de 25mm. La pasta de cemento (mezcla de cemento y agua) es el material activo dentro de la masa de concreto, y como tal, es en gran medida responsable de la resistencia, variaciones volumétricas y durabilidad del concreto, esta pasta es la que une los agregados entre sí. 13 2.2.1.1 Características de los agregados Las características de los agregados que se utilizarán deben ser aquellas que beneficien y mejoren el desarrollo de ciertas propiedades en el concreto, entre las cuales destacan: la trabajabilidad, la adherencia con la pasta y el desarrollo de la resistencia mecánica. 2.2.1.2 Agregado Grueso Es aquel que queda retenido en el tamiz N°4 y proviene de la desintegración de las rocas; puede a su vez clasificarse en piedra picada y grava. Imagen #1 Piedra picada (Fuente: http://constructoranimar.com/productos/constructora/2/22) 14 2.2.1.3 Agregado Fino Se define como aquel que pasa el tamiz 3/8" y queda retenido en la malla N° 200, el más usual es la arena producto resultante de la desintegración de las rocas. (Fuente: http://www.monografias.com/trabajos55/agregados/agregados.shtml, de fecha 24 julio 2014) Imagen #2 Arena Lavada (Fuente: http://www.recicorxxi.es/tienda?act=detalle&idarticulo=1244100698093&idIdioma=es) 2.2.1.4 Requisitos de calidad Para comprender la calidad de los agregados se deben realizar ciertos ensayos cuyas condiciones básicas generales son: Deben realizarse sobre muestras respectivas del yacimiento, y de sus diferentes zonas 15 Deben ser llevadas a cabo en laboratorios con personal y equipos adecuados, siguiendo cuidadosamente los sucesivos pasos de un procedimiento normativo. De no cumplir con estas condiciones básicas hace inutilizable la información de los ensayos 2.2.1.5 Granulometría Se entiende por granulometría la constitución del material en cuanto a la distribución del tamaño de los granos que lo componen. Esta característica importante decide la calidad del material para su uso como factor del concreto. Los materiales sedimentarios u obtenidos de los suelos, con la finalidad de analizar, tanto su origen como sus propiedades mecánicas, y el cálculo de la abundancia de los pertinentes, a cada uno de los tamaños se establece con una escala granulométrica Imagen #3 Tamizadora para ensayo de granulometría (Fuente: http://www.fcyt.umss.edu.bo/investigacion/geotecnia/ensayos/granulometria.php) 16 2.2.1.5.1 Tamaño máximo Se denomina tamaño máximo de un agregado que esta medido con una abertura del cedazo de menor tamaño que deje pasar el 95% o más del material de sus partículas más gruesas. Desde el punto de vista de la calidad y economía en relación con las características de la mezcla es decisivo para y determinar su condición. 2.2.1.5.2 Segregación Cuando se manejan agregados en los cuales hay presencia de granos con tamaños muy diferentes, puede representarse tendencias a su separación, dando lugar a lo que denomina segregación del agregado, la cual genera concretos de calidad heterogénea y dudosa. La tendencia de la segregación se contrarresta manejando los agregados en fracciones separadas de acuerdo con su tamaño, las cuales sólo se combinan en el momento del mezclado. 2.2.1.5.3 Modulo de finura Según Porrero y otros autores (2009), se denomina módulo de finura de las arenas a un parámetro que se obtiene sumando los porcentajes retenidos acumulados en los cedazos establecidos por la Norma COVENIN 252 y dividiendo la suma entre cien (100). En cierto modo este valor es representativo de la finura de la arena; se estima que el módulo de finura adecuado de una arena para producir concreto dentro de una granulometría confiable, debe estar entre 2,3 y 3,1 donde un valor menor de 2,0 indica una arena fina, 2,5 una arena media y más de 3,0, una arena gruesa. 17 2.2.1.5.4 Ultra fino Según Porrero y otros autores (2009), se le consideran a las partículas de agregado de menor tamaño, principalmente las menores de 74 micras (cedazo #200) pero a veces también las menores de 149 micras (cedazo #100), o las de 297 micras (cedazo #50). 2.2.1.6 Resistencia de los agregados La resistencia de los granos de los agregados es también de mucha importancia para la resistencia de concreto fabricado con ellos. Dada su alta proporción en la mezcla, no se puede pretender que esta alcance una resistencia más alta que la de los granos pétreos que la integran. La correspondencia entre las variables relación agua/cemento y resistencia mecánica, esa condicionada en buena parte por la calidad resistente de los agregados, además de por la dosis de agua en la pasta. 2.2.1.7 Impureza A los agregados los pueden acompañar algunas impurezas nocivas, la mayoría de origen natural y acompañando a la arena. Hay dos tipos de impurezas: la materia orgánica y las sales naturales. 2.2.1.8 Forma y textura de los granos. 18 Forma Esta característica de los agregados puede influir de manera importante en la calidad del concreto. No hay método de ensayo normativo para cuantificarla en la arena, solo la observación visual con vidrio de aumento. Mediante la medición directa con un vernier, sobre el conjunto de granos de una muestra respectiva total (Norma COVENIN 264, “Método de ensayo para determinar el cociente entre la dimensión máxima y la dimensión mínima en agregados gruesos para el concreto”), se determina el coeficiente o cociente de forma, dividiendo la dimensión máxima sobre la mínima, que normativamente debe ser menos a 5. Las partículas planas alargadas dan lugar a mezclas ásperas, poco trabajables, que exigen altas dosis de cemento y agua. En estado endurecido, las partículas planas hacen un efecto de cuña en el vaciado o cuando la pieza de concreto es solicitada a compresión. Textura superficial Otra característica que se relaciona directamente con la forma de los granos, es su textura superficial. No se dispone de métodos normativos para medirla, si no que suele relacionarse con el tipo de roca originaria, pero esta relación no es determinante, por la evolución visual de los agregados se puede estimar su comportamiento con la mezcla, pero hay que recurrir a las mezclarse de prueba. De manera general se consideran los extremos siguientes: Materiales de trituración, con superficie irregular que brinda buena adherencia. Cantos rodados naturales, con superficie lisa que favorecen la fluidez y la densificación. 19 2.2.1.9 Peso por unidad de volumen La Norma COVENIN 263 indica que el uso principal de la relación peso/volumen es para la selección y manejo de los agregados, por lo que se relaciona, en cierta forma, con su calidad. Peso unitario suelto Se determina llenando un recipiente de volumen conocido y estable, con el agregado, dejándolo caer libremente desde cierta altura. Después se pesa y se establece la relación peso volumen. (1) Peso unitario compacto Se realiza mediante un método parecido al peso unitario suelto, pero compactando el material dentro del molde. (2) Peso específico Es el peso del volumen absoluto de la materia sólida del agregado, sin incluir huecos entre granos, con los agregados utilizados usualmente lo que se desea es que exista vacío entre granos. 20 Propiedad Gruesos Arena Peso unitario suelto (kg/litro) 1,4 a 1,5 1,5 a 1,6 Peso unitario compacto (kg/litro) 1,5 a 1,7 1,6 a 1,9 Densidad (peso específico kg/litro) 2,5 a 2,7 2,5 a 2,7 Imagen #4 Valores usuales de las relaciones Peso/ Volumen de los agregados no livianos. (Fuente: Porrero, J. Ramos, C. Grases, J. Gilberto Velazco. (2009). Manual de concreto estructural. Editada por Sidetur) 2.2.1.10 Humedad Los agregados suelen retener algunas cantidades de agua en forma de humedad. La humedad se considera como la diferencia de peso entre el material húmedo y el mismo secado al horno. Se suele representar como porcentaje en peso, referido al material seco. La humedad se puede encontrar de dos maneras en los agregados: Rellenando los poros y micro poros internos de los granos Película envolvente o capa envolvente del grano más o menos gruesa. 2.2.1.11 Ensayo “Desgaste de Los Ángeles” Este método de ensayo se utiliza para determinar la resistencia al desgaste (abrasión) en agregados gruesos menores de 38,1 mm (1 1/2”) por medio de la máquina de Los Ángeles. 21 Su procedimiento consiste en tomar una muestra del agregado, para colocarla en la máquina de Los Ángeles y hacer rotar el tambor a una velocidad de 30 a 33 rpm durante 500 revoluciones, esta máquina debe estar calibrada para que mantenga la velocidad. Luego de terminado el tiempo se descarga y se hace una separación preliminar de la muestra en un cedazo más grueso que el #12, y luego se cierne la porción más fina en un cedazo de 1,68mm según el método descrito en la Norma COVENIN 255, y luego se pesa para determinar la perdida de propiedad del material. Imagen #5 Máquina de Desgaste de Los Ángeles (Fuente: http://fica-ujed.tripod.com/laboratorio/Asfaltos.htm) 2.2.2 Cemento Según Porrero y otros autores (2009), el cemento es el componente activo del concreto e influye en todas las características del material. Sin embargo, el cemento constituye solo entre un 10% o 20% de la mezcla. 22 El cemento se obtiene a partir de materias primas abundantes en la naturaleza, su elaboración se realiza en plantas industriales de gran capacidad. El cemento portland o cemento simplemente, es una especie de cal hidráulica perfeccionada, se produce haciendo que combinen químicamente unos materiales de carácter acido (sílice y alúmina principalmente) provenientes de arcillas, con otras de carácter básico (primordialmente cal) importado de las calizas. Esta reacción tiene lugar entre materias primas, finamente molidas, calentadas en hornos a temperaturas de semifusion. Imagen #6 Cemento Portland Venezolano (Fuente: http://www.cvc.com.ve/actual_noticias2.php?id=379&catego=2) 2.2.2.1 Hidratación del cemento Al contacto del agua con el polvo de cemento se inicia una reacción química (fraguado) desde la superficie hasta el centro de cada uno de los granos de diferentes tamaños que constituyen el cemento, a los pocos minutos se ha formado una coloide alrededor de cada grano, las áreas coloidales crecen y se funden en matriz dentro de las cual quedan partículas de cemento y agua libre, la matriz va 23 endureciendo gradualmente y, en pocas horas, se convierte en un gel con inclusiones de cemento sin reaccionar agua libre, poros y cristales. 2.2.2.2 Resistencia mecánica Las resistencias mecánicas del concreto se deben al cemento, pero están condicionadas de modo decisivo para la calidad y la proporción de los restantes materiales que componen la mezcla. 2.2.3 Agua para concreto El agua es imprescindible en varias etapas de la elaboración del concreto: mezclado, fraguado y curado. 2.2.3.1 Agua de mezclado El agua de mezclado cumple dos funciones: hidratar el cemento y proporcionar fluidez y lubricación al concreto. Imagen #7 Agua Para concreto (Fuente: http://konstruir.es.tl/Concreto-Normal-Pre-Mezclado.htm 24 2.2.3.2 Agua de curado Según Porrero y otros autores (2009). La hidratación del cemento comienza al contacto con el agua de mezclado, y desde la superficie de cada grano de cemento hacia el interior, es un proceso muy rápido en los primeros minutos y horas, luego pude durar meses y años siempre que haya humedad, el agua de curado solamente está en contacto con la superficie del concreto para equilibrar la perdida de humedad que se da por la absorción del concreto. 2.2.3.3 Calidad del agua El agua que ya ha sido utilizada anteriormente para elaborar y curar el concreto con resultados satisfactorios, así como el agua potable, puede ser usada con la misma finalidad, sin mayores ensayos previos, debe poseer un Ph entre 5 y 7,5 determinado en la noma COVENIN 2385:2000 “Concreto y mortero. Agua de mezclado”. 2.2.3.4 Relación agua/cemento Esta relación es un parámetro fundamental en la composición del concreto, esta relación afecta la resistencia, durabilidad y retracción del mismo. La relación agua/cemento (a/c) en el concreto estructural es un valor característico, de ella dependen diferentes factores de la mezcla endurecida. Esta relación está determinada por el cociente entre las cantidades de agua y de cemento que existen en la mezcla fresca, de la siguiente manera: (3) 25 Dónde: R: relación agua / cemento a: Masa del agua del concreto fresco c: Masa del cemento en el concreto Esta relación crece cuando se aumenta la cantidad de agua y disminuye cuando se aumenta la cantidad de concreto, cuanto más baja es la relación (a/c) son más favorables las propiedades del concreto endurecido. El concreto endurece como resultado de la reacción química entre el cemento y el agua conocida como la hidratación. Por cada 2 kilos de cemento, ½ litro de agua se necesita para completar la reacción. Esto resulta en una relación agua/cemento de 1:4 o 25%. En realidad, una mezcla formada con un 25% de agua es demasiada seca y no conviene lo suficientemente bien como para ser colocado, ya que la parte del agua es absorbida por la arena y la piedra, y no está disponible para participar en la reacción de hidratación. Por lo tanto, más agua se utiliza, entonces es técnicamente necesaria para reaccionar con el cemento. Es más común coeficientes de agua/cemento de 35% a 40%, junto con un plastificante para lograr los asentamientos deseados. 2.2.4 Concreto Mezcla de cemento Portland o de cualquier otro cemento hidráulico, agregado fino, agregado grueso y agua, con o sin aditivos, que mediante la hidratación del cemento adquiere consistencia pétrea. 26 2.2.4.1 Diseño de mezcla Según Porrero y otros autores (2009): “Se conoce como diseño de mezcla el procedimiento mediante el cual se calculan las cantidades que debe haber en todos y cada uno de los componentes que intervienen en una mezcla de concreto, para obtener ese comportamiento deseado, tanto durante su estado plástico como después, en estado endurecido”. Los requisitos que en una dosificación apropiada debe cumplirse son: Economía y manejabilidad en estado fresco Resistencia, aspecto y durabilidad en estado endurecido. Imagen #8 Esquema para realizar diseño de mezcla (Fuente: Porrero, J. Ramos, C. Grases, J. Gilberto Velazco. (2009). Manual de concreto estructural. Editada por Sidetur) 27 2.2.4.2 Concreto Fresco Se denomina concreto fresco al material mientras permanece en estado fluido, desde el momento cuando todos los componentes son mezclados hasta que se inicia el proceso de asentamiento de la masa (periodo plástico). Imagen #9 concreto en estado fresco (Fuente: http://www.arqhys.com/arquitectura/tolerancias-superficiales-concreto.html) 2.2.4.2.1 Reología Es el conjunto de características de la mezcla fresca que posibilitan su manejo y posterior compactación. En la práctica, se define la reología del concreto con base en tres características: fluidez, compactibilidad y estabilidad de la segregación. 2.2.4.2.2 Trabajabilidad La palabra Trabajabilidad se emplea con dos acepciones distintas. Una, general, con la cual se designa el conjunto de propiedades del concreto que 28 permiten manejarlo sin que se produzca segregación, colocarlos en los moldes y compactarlo adecuadamente. La otra acepción es específica para asignar el asentamiento medido por el procedimiento normalizado del Cono de Abrams. 2.2.4.2.3 Cono de Abrams Según la Norma COVENIN 339, el Cono de Abrams mide el asentamiento del concreto fresco (Norma COVENIN 339, “Concreto. Método para la medición del asentamiento con el cono de Abrams”). El cono tiene limitaciones de medición, ya que es útil solamente para medir el asentamiento en concretos con agregados pétreos, tamaños máximos menores a 5cm (1,97 pulgadas) y con relativa plasticidad, caracterizadas por asentamientos entre unos 2 y 17 cm (0,79 y 6,69 pulgadas). Imagen #10 Ensayo de Cono de Abrams (Fuente:http://www.imcyc.com/laboratorio/index.php?option=com_content&view=category&layout=blog&id=8 &Itemid=105) 29 2.2.4.2.4 Retracciones del concreto Según Porrero y otros autores (2009),”la retracción es un fenómeno de encogimiento o disminución de volumen que sufre el material con el tiempo, debido en principio a la pérdida parcial del agua en las primeras horas y que puede llegar a producir grietas en el material”. Imagen #11 Grietas por retracción del concreto (Fuente: http://www.elconstructor.com.mx/index.php/secciones/ingenieria/620-agrietamientos-por-retraccionpor-secado-en-el-concreto) 2.2.4.2.5 Tiempo de Fraguado Lapso de tiempo desde el mezclado hasta la perdida plástica de la masa. 2.2.5 Ensayos para concreto Los ensayos al concreto son el primer paso del desarrollo constructivo que marcará la pauta para un veredicto de calidad y durabilidad de las estructuras construidas con este material. Estos ensayos determinan su resistencia y 30 asentamiento entre otros. De aquí se obtienen valores que se utilizaran en comparación con la norma para determinar su calidad y factibilidad de uso. 2.2.5.1 Ensayos no destructivos Son métodos para evaluar un material, sin afectar o alterar sus características de servicio. Son usados para medir algunas propiedades físicas del concreto y a partir de ellas obtener un estimado de la resistencia y de los parámetros elásticos del concreto. Ensayo de dureza superficial. Método de rebote (esclerómetro). Trata de relacionar la dureza superficial del concreto con su resistencia a compresión. En realidad, el aparato mide el rebote de una masa al chocar contra la superficie del concreto a estudiar. Puede estimar la uniformidad de la calidad del hormigón comparar la calidad de un hormigón determinado con otro de referencia y obtener valores de resistencia de la compresión a partir de correlaciones con un ensayo directo, la precisión del método se estima en un 35% para un nivel de confianza de 95%. (Fuente: http://es.slideshare.net/lesu451/ensayos-no-destructivos-8679067 de fecha 27 julio de 2014) 2.2.5.2 Ensayos destructivos. El propósito fundamental de medir la resistencia en pruebas de concreto es estimar la resistencia del concreto en la estructura real. Ensayo de resistencia a la compresión. El ensayo consiste en determinar la máxima resistencia a la compresión de un cilindro de muestra de un concreto frente a una carga aplicada axialmente. 31 La resistencia a la compresión simple es la característica mecánica principal del concreto, dada la importancia que reviste esta propiedad, dentro de una estructura convencional de concreto reforzado, la forma de expresarla es, en términos de esfuerzo, generalmente en kgf/cm2 y con alguna frecuencia lb/pulg2(p.s.i). La forma de evaluar la resistencia del concreto es mediante pruebas mecánicas que pueden ser destructivas, las cuales permiten probar repetidamente la muestra de manera que se pueda estudiar la variación de la resistencia u otras propiedades con el paso del tiempo. Para las primeras se utilizan tres tipos de muestras: cilindros, cubos y prismas. Para las segundas hay diferentes sistemas. (Fuente: http://ingevil.blogspot.com/2008/10/ensayo-compresin-de-cilindros-de.html. De fecha 20 Julio 2014) (Fuente: http://construestruconcreto.webpin.com/785750_4-4-Pruebas-destructivas.html. De fecha 20 julio de 2014) Imagen #12 Ensayo de resistencia a la compresión (Fuente: Propia) 32 2.3 Procesadora ORCOV Inicia sus labores como procesadora en el año 2013, ubicada en el estado Miranda específicamente en San Francisco de Yare, obteniendo su materia prima del río Tuy que es el principal río del estado Miranda, en Venezuela. Tiene una longitud de 239 kilómetros. Nace cerca del Pico Codazzi en el estado Aragua y discurre en sentido norte-sur hasta la población de El Consejo. De allí continúa hacia el Este atravesando todo el estado Miranda. Sus principales afluentes son: Río Guaire, y el río Caucagua, también llamado río Grande. Desemboca en el Mar Caribe, específicamente en la costa aledaña a la población de Paparo. Procesando la materia prima obtenida de Río Tuy se obtiene grava, gravilla, y piedras sobrantes, por su condición de Río la piedra en su característica principal es mayormente poco angular. La distribución de estos materiales mayormente se realiza a concreteras y obras civiles de alta demanda de agregados. Imagen #13 Ubicación Espacial (Fuente: https://www.google.co.ve/maps) 33 Imagen #14 Ubicación espacial (Fuente: https://www.google.co.ve/maps) Actividades para proceso de materiales: 1. Se recolecta material del Río con máquinas tipo Caterpillar Imagen #15 Recolección de material del rio Tuy (Fuente: propia) 2. El material virgen es llevado directamente a la trituradora 34 3. El material al caer en la cernidora pasa a la reducción de los materiales, intervienen distintas fuerzas tales como la compresión, el cizallamiento, la percusión y la atracción o abrasión. Imagen #16 Cernidora (Fuente: propia) 4. Luego a través de tamices 5. Sale del tamiz a la cinta transportadora 6. Cae formando pilas Imagen #17 Salida del material procesado de la cernidora (Fuente: propia) 35 7. Luego son cargadas por máquinas y puesto el material en camiones para ser transportado Imagen #18 Procesadora de materiales (Fuente: http://tamizado25.blogspot.com/2012/04/produccion-de-cemento-cemento-gris-el.html) 2.4 Cuadro de operacionalización de variables Técnica Objetivos Variables Dimensión Indicadores Medición Fuente de recoleccio nes datos 1.análisis de granulometría Noma COVENIN 255-1998. 2. Analizar los pesos específicos agregados Noma COVENIN 274-78 gruesos producto de la Toma Agregados gruesos Piedra (Grava) 3.humedad Noma COVENIN 277-200 procesador Campo de nota en Tablas Cernidora a Orcov 4.impurezas Noma COVENIN 277-2000 5. Dureza Noma COVENIN 266-77 36 1.análisis de granulometría Noma COVENIN 255-1998. Analizar los agregados 2. finos específicos producto de Agregados Arena la finos lavada pesos Noma COVENIN 274-78 Campo procesador Noma COVENIN 277-200 3.humedad a Orcov. Toma de nota en tablas Cernidora Noma COVENIN 277-200 4.impurezas Diseñar una mezcla 1.Agua experiment al con los agregados en estudio para 2.Cemento Mezcla Diseño experimental mezcla de Ensayo de Campo 340-1979. 4.Agregado laboratorio Tablas grueso f´c=210 la resistencia mediante un ensayo a compresión de COVENIN fino una Evaluar Noma 3.Agregado f´c=210 Cumplimient Resistencia Cilindro o con una de de la concreto Noma resistencia mezcla y endurecido, COVENIN de asentamien cono to Abrams f´c=210 de 340-1979. Ensayo de Campo compresió n 37 2.5 Terminología básica Asentamiento: es la medida que da la facilidad de trabajo o consistencia del hormigón. En otras palabras, mide la facilidad del concreto para ser colocado, moldeado y acabado. (Fuente: http://www.ehowenespanol.com/asentamiento-del-concreto-info_516043/) Cemento: Mezcla de arcilla molida y materiales calcáreos en polvo que, en contacto con el agua, se solidifica y endurece. Se utiliza como adherente y aglutinante en la construcción. (Fuente: http://www.wordreference.com/definicion/cemento) Concreto: etimológicamente derivada del término latino “concretus”, que significa algo que se endurece por acumulación de partículas agregadas, es un vocablo utilizado en el ámbito de la construcción, para nombrar una mezcla de cemento, arena y agua, u otros materiales similares, que también es conocida como hormigón (Fuente: http://deconceptos.com/general/concreto#ixzz3S99Cjx6q) Contenido de aire: es la diferencia entre el volumen aparente de la mezcla y el que resulta de la suma de los volúmenes absolutos de los componentes. (Fuente: Norma COVENIN 337-78) Curado: es el proceso de modificar mediante riego, inmersión, suministro de calor o vapor, las condiciones ambientales que rodea la pieza o bien aislada del exterior mediante recubrimientos que impiden que emigre el agua libre. (Fuente: Norma COVENIN 337-78) Dosificación: Regulación de la cantidad o porciones de otras cosas (Fuente: http://www.wordreference.com/definicion/dosificaci%C3%B3n) Fluidez: la fluidez describe la calidad de fluido o viscosidad que indica el grado de movilidad que puede tener la mezcla. (Fuente: http://apuntesingenierocivil.blogspot.com/2010/10/fluidez-del-cemento.html) 38 Fraguado: Endurecimiento de algunas mezclas que se usan en construcción (Fuente: http://www.wordreference.com/definicion/fraguado) Impureza: Cualquier sustancia extraña a un cuerpo o materia (Fuente: http://www.wordreference.com/definicion/impureza) Plasticidad: La plasticidad es una cualidad o adjetivo atribuido a todo aquello que tiene la propiedad de ser maleable o flexible, lo cual implica la capacidad de modificar una determinada forma original, para adaptarse a diversos fines. (Fuente: http://sobreconceptos.com/plasticidad) Viscosidad: La viscosidad es una característica de los fluidos en movimiento, que muestra una tendencia de oposición hacia su flujo ante la aplicación de una fuerza. Cuanta más resistencia oponen los líquidos a fluir, más viscosidad poseen. (Fuente: http://deconceptos.com/ciencias-naturales/viscosidad) 39 CAPÍTULO III: Marco metodológico 40 En el siguiente capítulo se determinará el conjunto de acciones destinadas a describir y analizar el fondo del problema planteado, a través de procedimientos específicos que incluye las técnicas de observación y recolección de datos, determinando el “cómo” se realizará el estudio, esta tarea consiste en hacer operativa los conceptos y elementos del problema que estudiamos. (Fuente: http://tesisdeinvestig.blogspot.com/2011/06/marco-metodologico-definicion.html de fecha 17 de octubre de 2014) En este capítulo de la investigación exponemos los pasos y las técnicas que vamos a utilizar para resolver nuestro problema de investigación. 3.1 Tipo de investigación “El tipo de investigación se refiere a la clase de estudio que se va a realizar. Orienta sobre la finalidad general del estudio y sobre la manera de recoger las informaciones o datos necesarios” (Santa Palella, 2010, p.188) Este proyecto experimental de campo permite que se pueda observar los experimentos y recolectar datos directamente en el ensayo, para posteriormente analizar y concluir con respecto a los resultados de la investigación. 3.2 Nivel de la investigación “El nivel de investigación es el grado de profundidad con que se aborda un objeto o fenómeno” (Fidias Arias, 1999, pag 19) Por lo tanto este proyecto es de nivel de tipo exploratoria, ya que se realiza una investigación a un objeto que no ha sido estudiado, en este caso un diseño de mezcla con agregados que anteriormente no se han puesto a prueba en conjunto con cemento y agua 41 3.2 Diseño de investigación Según Fidias Arias se define: “El diseño de investigación es la estrategia que adopta el investigador para responder al problema planteado”. Este proyecto adopta un diseño investigativo de carácter experimental, la cual el proceso del proyecto consiste en realizar un análisis granulométrico para luego diseñar una serie de muestras que serán sometidas a condiciones particulares, que serán variables independientes y así con dichos estímulos observar los efectos que producen las muestras 3.3 Población y muestra 3.3.1 Población “La población o universo se refiere al conjunto para el cual serán válidas las conclusiones que se obtengan a los elementos o unidades (personas, instituciones o cosas) involucradas en la investigación” (Morales. 1994, p.177) Dentro de este proyecto de investigación la población son todas las procesadoras que extraen material en el Río Tuy, para realizar concreto. 3.3.1 Muestra Balestrini (2006), señala que: “una muestra es una parte representativa de una población, cuyas características deben producirse en ella lo más exacta posible”. Dentro de esta investigación la muestra será todo el material que se extrae del Río Tuy la procesadora Orcov, para realizar concreto. 42 3.4 Técnicas e instrumentos de recolección de datos. Un instrumento de recolección de datos es cualquier instrumento del que pueda valerse el investigador para recolectar información de los fenómenos dentro del proyecto de investigación. De esta manera estos instrumentos facilitarán la labor previa de la investigación. Para el caso de este proyecto investigativo, la técnica a utilizada se basó en observación directa, entendiéndose con esto la visualización del problema en el sitio experimental. A través de este método en el sitio experimental observaremos el comportamiento de los cilindros y fallas mientras que se desarrolla la evaluación. A su vez utilizaremos como instrumentos de carácter investigativo para la recolección de dichos datos los siguientes elementos: Planillas de recolección de datos Block de notas Cámara fotográfica 43 CAPÍTULO IV: Procedimiento y análisis de resultados 44 4.1 Introducción En el siguiente capítulo se llevó a cabo la realización de los procesos y procedimientos para la realización de Diseño de mezcla de concreto experimental f´c=210 con un T: 5”, en este proceso se realizó a los agregados ensayos de granulometría, pesos específicos, impurezas y humedad, y un ensayo del desgaste de Los Ángeles específico para los agregados gruesos, posteriormente realizar un diseño de mezcla con las características estipuladas. Para esta fase o capítulo del trabajo de investigación las mezclas de concreto experimental serán realizadas en los laboratorio de la Concretera Falcón Crest, C.A. ubicada en la urbanización industrial Río Tuy, Charallave estado Miranda. Los materiales serán aportados por la procesadora Orcov y de esta manera realizar el estudio de compresión de la mezcla. El ensayo de carácter destructivo para el diseño de mezcla será realizado bajo la normativa Venezolana COVENIN tomando en cuenta dentro de las mismas las siguientes normas: “Proyecto y construcción de obras de concreto estructural” COVENIN 1753-2006 “Concretos Agregados y requisitos” COVENIN 277-2000 “Método para la elaboración, curado y ensayo a compresión de probetas cilíndricas de concreto” COVENIN 338-2002 4.2 Procedimiento de la investigación Para el éxito del procedimiento y que el resultado de la investigación sea de tipo favorable, es de mucha importancia que se realicen los ensayos de la manera correcta según lo estipulado por la noma Venezolana COVENIN, y con ellos llegar a la respuesta de los objetivos planteados en el capítulo I de este trabajo de investigación. 45 Se iniciará un proceso de investigación a partir de un análisis granulométrico de los agregados procedentes de la procesadora Orcov, posteriormente se elaborará el cálculo del diseño de mezcla utilizando agregados finos y gruesos, cemento nacional y agua, todos estos con aprobación previa dada por los parámetros de la norma COVENIN, se coloca el diseño de mezcla ya cumpliendo con sus características de concreto fresco y un T:5” para ser llevado a los cilindros de ensayo, al pasar los 28 días correspondientes se ensayarán a compresión y determinar su cumplimiento para un concreto de f´c=210 . 4.3 Toma de Muestra de los agregados En el siguiente cálculo estadístico se determinará el tamaño de la muestra para obtener la cantidad en de la muestra que vamos a separar del resto del material procesado. Durante 14 meses se ha medido el material procesado y se han obtenido las siguientes tablas: Mes Arena Lavada (m3) oct-13 1.316,25 1 nov-13 1.564,20 2 dic-13 1.112,85 3 ene-14 638,10 4 feb-14 1.162,80 5 mar-14 2.752,65 6 abr-14 1.602,90 7 jun-14 2.151,45 9 jul-14 2.406,15 10 ago-14 1.453,05 11 sep-14 1.995,75 12 oct-14 1.276,65 13 nov-14 1.322,55 14 Total 20.755,35 Tabla #1 Producción de Arena Lavada por mes (Fuente: Autor) 46 3000,00 2500,00 m3 2000,00 1500,00 1000,00 500,00 0,00 Gráfico #1 Producción de Arena Lavada por mes (Fuente: Autor) Mes oct-13 nov-13 dic-13 ene-14 feb-14 mar-14 abr-14 jun-14 jul-14 ago-14 sep-14 oct-14 nov-14 Total Piedra bruta (m3) 234 1 278,8 2 197,84 3 113,44 4 206,72 5 489,36 6 284,96 7 382,48 9 427,76 10 258,32 11 354,8 12 226,96 13 235,12 14 3.690,56 Tabla #2 Producción de Piedra Picada por mes (Fuente: Autor) 47 600 500 400 m3 300 200 100 0 Gráfico #2 Producción de Piedra Bruta por mes (Fuente: Autor) Mediante el uso de fórmulas estadísticas determinamos los siguientes valores que utilizaremos posteriormente para el cálculo de la porción de la muestra a ensayar. Arena Lavada Promedio: Desviación Estándar Rango S, Desviación Estándar muestral Coeficiente de Variación 1.596,57 m3 582,930 m3 1.768,05 m3 582,930 m3 36,511 m3 Tabla #3 Resultado estadístico de la Producción de la arena lavada (Fuente: Autor) Piedra bruta Promedio: Desviación Estándar Rango d S, Desviación Estándar muestral Coeficiente de Variación 283,89 m3 103,629 m3 375,92 m3 103,629 m3 36,503 m3 Tabla #4 Resultado estadístico de la Producción de la Piedra bruta (Fuente: Autor) 48 Procedemos a calcular la porción representativa de la muestra a analizar con la siguiente formula (para porciones pequeñas): (4) Donde tenemos que: : Desviación estándar, es una medida del grado de dispersión de los datos con respecto al valor promedio. Dicho de otra manera, la desviación estándar es simplemente el "promedio" o variación esperada con respecto a la media aritmética. e: error de muestreo aceptable, es el error que surge a causa de observar una muestra en lugar de la población completa. N: Promedio, es el valor característico de una serie de datos cuantitativos objeto de estudio que parte del principio de la esperanza matemática o valor esperado. Z: intervalo de confianza (Para análisis industriales se acostumbra 95%), se llama a un par o varios pares de números entre los cuales se estima que estará cierto valor desconocido con una determinada probabilidad de acierto. El tamaño de la porción de la muestra a analizar de la arena lavada para un error muestral de 10m3 será el siguiente: Tamaño de la muestra Z Ơ e N N-1 n 95% 582,93 m3 10 m3 1.596,57 m3 1.595,57 m3 1.422,67 m3 1,96 Tabla #5 Tamaño de la porción de la muestra de Arena Lavada para un error muestral de 10m3 (Fuente: Autor) 49 El tamaño de la porción de la muestra a analizar de la arena lavada para un error de muestral 100 m3 será el siguiente: Tamaño de la muestra 1,96 Z 95% Ơ 582,93 m3 e 100 m3 N 1.596,57 m3 N-1 1.595,57 m3 n 120,67 m3 Tabla #6 Tamaño de la porción de la muestra de Arena Lavada para un error muestral de 100m3 (Fuente: Autor) El tamaño de la porción de la muestra a analizar de la arena lavada para un error muestral de 159,6 m3 que es el 10% de promedio de la población, será el siguiente: Tamaño de la muestra 1,96 Z 95% Ơ 582,93 m3 e 159,65 N 1.596,57 m3 N-1 1.595,57 m3 n 49,62 m3 Tabla #7 Tamaño de la porción de la muestra de Arena Lavada para un error muestral del 10% del promedio (Fuente: Autor) El tamaño de la porción de la muestra a analizar de piedra picada para un error de muestral de 10m3 será el siguiente: 50 Z Ơ e N N-1 n Tamaño de la muestra 1,96 95 103,62 m3 10 m3 283,89 m3 282,89 m3 168,40 m3 Tabla #8 Tamaño de la porción de la muestra de Piedra bruta para un error muestral de 10m3 (Fuente: Autor) El tamaño de la porción de la muestra a analizar de piedra picada para un error de muestral de 100m3 será el siguiente: Tamaño de la muestra 1,96 Z 95 Ơ 103,629 m3 e 100 m3 N 283,89 m3 N-1 282,89 m3 n 4,05 m3 Tabla #9 Tamaño de la porción de la muestra de Piedra bruta para un error muestral de 100m3 (Fuente: Autor) El tamaño de la porción de la muestra a analizar de piedra picada para un error de muestral de 28,3 m3 que es el 10% del promedio de la población será el siguiente: Tamaño de la muestra Z 95 Ơ 103,62 m3 e 28,3 N 283,89 m3 N-1 282,89 m3 n 43,73 m3 1,96 10% Tabla #10 Tamaño de la porción de la muestra de Piedra bruta para un error muestral del 10% del promedio (Fuente: Autor) 51 Determinando el tamaño de la porción de la muestra a analizar para la Arena Lavada, en metros cúbicos, mediante la fórmula aplicada tendremos la cantidad de agregado basado en un error muestral no mayor al 10% del promedio de la producción (49,62m3), el cual se extrajo durante un lapso de cinco semanas, retirando de la planta un 20% (9,92 m3) de la porción del tamaño de la muestra cada semana, logrando conseguir el 100% en la semana número cinco, obteniendo de allí el material a ensayar y para realizar el diseño de mezcla. Determinando el tamaño de la porción de la muestra a analizar para la piedra picada, en metros cúbicos, mediante la fórmula aplicada tendremos la cantidad de agregado basado en un error muestral no mayor al 10% del promedio de la producción (43,63m3), el cual se extrajo durante un lapso de cinco semanas, retirando de la planta un 20% (8,72m3) de la porción del tamaño de la muestra cada semana logrando conseguir el 100% en la semana número cinco, obteniendo de allí el material a ensayar y para realizar el diseño de mezcla. 4.4 Granulometría de los agregados La Granulometría que se realizó para el diseño de mezcla está dentro de lo estipulado por la norma Venezolana COVENIN 277 para la granulometría de los agregados, por el cual se obtuvieron las siguientes tablas de resultados granulométricos para agregados finos y gruesos. 4.4.1 Granulometría para agregados Grueso Se utilizará la Norma COVENIN 254 Cedazos de ensayo y COVENIN 255 Agregados. Determinación de la composición granulométrica; para la colocación correcta de los cedazos en la tamizadora del laboratorio y fijar los límites granulométricos para cada tipo de agregado, en este caso se tiene un gráfico con la 52 granulométria promedio específica para agregados gruesos según la norma COVENIN 277 Concreto, Agregado y Requisitos. Gráfico #3 Granulometría agregado grueso (Fuente propia) Análisis Granulométrico - COVENIN 255 Tamices (Abertura de Malla) 76mm 3" 63mm 2 1/2" 50mm 2" 37,5mm 1 1/2" 25mm 1" 19mm 3/4" 12,5mm 1/2" 9,5mm 3/8" 6,35mm 1/4" 4,75mm No. 4 2,38mm No. 8 (pasa N°4) 1,19mm No. 16 0,6mm No. 30 0,3mm No. 50 0,15mm No.100 fondo fondo Módulo de finura 7,2 Peso total Cantidad Retenida Retenido Retenido (%) Acumulado 148 1.508 3.217 1.507 209 82 19 2,21 22,54 48,09 22,53 3,12 1,23 0,28 2,21 24,75 72,84 95,37 98,49 99,72 100 100 100 100 100 Pasante (%) 100 97,79 75,25 27,16 4,63 1,51 0,28 100 6.690 6.690 Tabla #11 Granulometría agregado grueso (Fuente: Laboratorio RGTecnico) 53 La Norma COVENIN 263 Método de ensayo para determinar el peso unitario del agregado (ASTM C29) indica que, el uso principal de la relación peso/volumen es para la selección y manejo de los agregados, por lo que se relaciona, en cierta forma, con su calidad. A B C D PUC= PUS Kg/m3 Peso unitario compacto Peso Muestra + Molde Grs 15.210 Peso Molde Grs 3.734 Peso Grava Grs 11.476 Volumen del Molde cc 7.058 C/D 1.1476/7.058 1,626 Taba #12 Peso unitario compacto (Fuente: Laboratorio Técnico) A B C D PUC= PUS Kg/m3 Peso unitario suelto Peso Muestra + Molde Grs 13.774 Peso Molde Grs 3.734 Peso Grava Grs 10.040 Volumen del Molde cc 7.058 C/D 10040/7058 1,422 Taba #13 Peso unitario suelto (Fuente: Laboratorio Técnico) Peso específico y absorción W1 Peso muestra seca Grs W2 Peso muestra saturada Grs W3 Peso muestra en agua Grs P. E Saturado (W2/W2-W3)x100= P.E Aparente (W1/W1-W3)x100= Absorción (W2-W1/W1)x100= 672,7 680,9 426,9 2,68 2,74 1,22 Taba #14 Peso específico y absorción (Fuente: Laboratorio Técnico) 54 Peso unitario suelto (Kg/litro) 1,4 a 1,5 Resultado de Laboratorio 1,422 Peso unitario compacto (Kg/litro) 1,5 a 1,7 1,626 OK Densidad (peso específico) 2,5 a 2,7 2,68 OK Gruesos Propiedad Según Porrero OK Tabla#15 Valores usuales de las relaciones Peso/ Volumen, para el chequeo de resultado de laboratorio (Fuente: Manual de concreto estructura (2009) Autor Joaquín Porrero) La Norma COVENIN 266 Método de ensayo para determinar la resistencia al desgaste de agregados gruesos menores de 38,1mm (1 ½” pulg.) por media de la máquina de Los Ángeles (ASTM C131), se utilizó la gradación de tipo “B” para la cual se colocan 11 esferas dentro de la máquina de los Ángeles. Tabla para ajuste de gradación Tamices Tipo de gradación (peso en gr) Pasante Retenido A B C D E F 3" 2 1/2" 2.500 2 1/2" 2" 2.500 2" 1 1/2" 5.000 5.000 1 1/2" 1" 1.250 5.000 1" 3/4" 1.250 3/4" 1/2" 1.250 2.500 1/2" 3/8" 1.250 2.500 3/8" 1/4" 2.500 1/4" No 4 2.500 No 4 No 8 5.000 Numero de esferas por usar 12 11 8 6 12 12 Numero de rotaciones del tambor 500 500 500 500 1.000 1.000 G 5.000 5.000 12 1.000 Taba #16 Tabla para el ajuste de gradación desgaste de los Ángeles (Fuente: Laboratorio Técnico) La Norma ASTM C131 establece que el desgate del agregado al ser mayor al 40% no cumple con la norma, indicando que se tiene un agregado grueso con poca dureza y tenacidad no apto para concreto estructural. 55 Tipo de gradación Empleada Peso total de la muestra (Wo) Pero retenido en el tamiz #1/2 (W1) Desgaste (Wo-W1/Wb)x100 Desgaste del material = 29.3%<40% B 5.000,6 3.533,9 29,3% OK Taba #17 Desgaste de los Ángeles (Fuente: Laboratorio Técnico) Con la Norma COVENIN 1124 Agregado Grueso. Determinación del porcentaje de caras producidas por fractura, en este ensayo se tiene como finalidad principal conocer el porcentaje de caras fracturas que tiene la fracción del agregado grueso para así evaluar la adherencia que estos tiene dentro la mezcla concreto. El porcentaje establecido por la norma es de un valor mayor o igual al 60%. Determinación cuantitativa de caras partidas por trituración (W) Peso de la muestra (g): 6.690 (W1) Peso caras partidas (g) 5.560 F=[(W)-(W1)]/(W)*100 (%) 83,1% Taba #18 Determinación cuantitativa de caras partidas por trituración (Fuente: Laboratorio Técnico) 4.4.2 Granulometría para agregados Finos Se utilizará la Norma COVENIN 254 Cedazos de ensayo y COVENIN 255 Agregados. Determinacion de la composicion granulométrica; para la colocación correcta de los cedazos en la tamizadora del laboratorio y fijar los límites granulometricos para cada tipo de agregado, en este caso se tiene un gráfico con la granulométria promedio específica para agregados gruesos según la norma COVENIN 277 Concreto, Agregado y Requisitos. El modulo de finura indica el cedazo donde queda retenido el 50% del material, y para valores mayores de 3 indica que es una arena gruesa. 56 Cedazo Ensayo Granulométrico Masa Retenidos % retenido retenida acumulados 37,5mm (1/2") 9,5mm (3/8") 32 6,3mm (1/4") 4,75mm (#4) 322 2,76mm (#8) 244 1,18mm (#16) 191 600mm (#30) 130 300mm (#50) 72 150mm (#100) 27 75mm (#200) 8 Fondo 7 Peso T 1.033 Módulo de Finura: 3,1 0 31,2 23,6 18,5 12,6 7 2,6 0,8 0,7 100 4,55 % Pasante acumulado 3,1 3,1 34,3 57,9 76,4 89 95,9 98,5 99,3 100 96,9 96,9 65,7 42,1 23,6 11 4,1 1,5 0,7 0 Tabla #19 Granulometría agregado Fino (Fuente: Fábrica Nacional de Cemento) Gráfico #4 Gráfico Granulometría agregado Fino (Fuente: Laboratorio Fábrica Nacional de Cemento) La Norma COVENIN 263 Método de ensayo para determinar el peso unitario del agregado (ASTM C29) indica que, el uso principal de la relación peso/volumen 57 es para la selección y manejo de los agregados, por lo que se relaciona, en cierta forma, con su calidad. Densidad de la Arena Masa del envase (Mo) 250g Masa del envase (Mo)+H2O (Ma) 704g Masa envase+H2O+Muestra (Mp) 1.014g Masa de la muestra saturada (M) 500g Densidad H2O 0,99798 cm3 Densidad 2,626 g/cm3 Tabla #20 Tabla de la densidad de la arena (Fuente: Fábrica Nacional de Cemento) Masa unitaria suelta de la Arena Temperatura 25° Masa unitaria H2O 996,935 Masa de Agua 2,815 kg Masa recipiente 6,558 kg Masa Muestra + Recip. 11,210 kg Masa muestra 4,652 kg Factor (F) 354,15 m3 Masa unitaria Suelta 1.648 kg/m3 Tabla #21 Masa unitaria suelta de la arena (Fuente: Fábrica Nacional de Cemento) Masa unitaria compacta de la arena Temperatura 25° Masa unitaria H2O 996,935 Masa de Agua 2,815 kg Masa recipiente 6,558 kg Masa Muestra + Recip. 11,856 kg Masa muestra 5,296 kg Factor (F) 354,15 m3 Masa unitaria Compacta 1.876 kg/m3 Tabla #22 Masa unitaria compacta de la arena (Fuente: Fábrica Nacional de Cemento) 58 Peso unitario suelto (kg/litro) 1,5 a 1,6 Resultados del laboratorio 1,6 Peso unitario compacto (kg/litro) 1,6 a 1,9 1,8 OK Densidad (peso específico kg/litro) 2,5 a 2,7 2,62 OK Arena Propiedad Según Porrero OK Tabla #23 Valores usuales de las relaciones Peso/ Volumen, para el chequeo de resultado de laboratorio (Fuente: Manual de concreto estructura (2009) Autor Joaquín Porrero) En la Norma COVENIN 268, Agregado fino. Determinación de la densidad y absorción; estable que los valores de absorción en agregados finos están alrededor del 1%. Porcentaje de absorción Masa Saturada 500 g Masa seca 492g % Absorción 1,63% Tabla #24 Porcentaje de absorción (Fuente: Fábrica Nacional de Cemento La Norma COVENIN 258, Método de ensayo para la determinación por lavado del contenido de materiales más finos que el cedazo COVENIN 74 micras en agregados minerales; establece los procedimientos de ensayo en laboratorio para el agregado retenido en el tamiz #200, este porcentaje para el pasante #200 debe estar para la arena entre 3% y 5% y para la piedra 1% es usual, hay que ser muy meticuloso en el momento del estudio del ultra fino ya que si existe elevado porcentaje de este, puede favorecer a la retracción acelerada del concreto Tamiz #200 Masa seca inicial Masa seca de lavado Tamiz #200 (F) 1.031 g 990 g 3,98% Tabla #25 Porcentaje pasa tamiz #200 (Fuente: Fábrica Nacional de Cemento 59 La Norma COVENIN 256. Método de ensayo para la determinación cualitativa de impurezas orgánicas en arena para concreto (ensayo colorimétrico), establece factores que determinan nivel de materia orgánica que posee el agregado. Impurezas orgánicas Color N° No contiene impurezas 1 Presencia de cloruros y sulfatos cloruros NO sulfatos NO Tabla #26 Impurezas (Fuente: Fábrica Nacional de Cemento) 4.5 Diseño de Mezcla La realización del diseño de mezcla, parte primordialmente del cálculo de las cantidades que debe haber de cada uno de los componentes de la mezcla de concreto experimental, para que cada parte de la mezcla se comporte de la manera deseada en conjunto con los demás componentes, durante su estado plástico como después en estado endurecido. Es de importancia en el momento de la realización de la mezcla como características su color, peso unitario, textura superficial y otros en cuanto a las proporciones de agregados principalmente se basan en la relación de agregados “β”, el cual está relacionado con la granulometría, y también existe una relación proporcional de agua y cemento conocida como relación “α”, esta relación se encarga de la dosificación en cuanto a la cantidad de agua o cemento para la mezcla de concreto. 4.5.1 Cálculo de diseño de mezcla En cuanto a la realización del diseño de mezcla para un concreto de f´c=210 y un T: 5” podemos enumerar de la siguiente manera los pasos para la dosificación del mismo. 60 1. Según lo establecido en Norma COVENIN 1753-2006 seleccionamos el Fcr (control de calidad de los agregados) para el rango en el cual se desea trabajar la calidad del concreto, para este proyecto se limita el diseño por un asentamiento de 5”, para llegar a este valor se deberá seleccionar el rango de resistencia. Imagen #19 Resistencia promedio a la compresión (Fuente: Manual de concreto estructura (2009) Autor Joaquín Porrero) Utilizaremos una Resistencia de 210 Kg/cm2 por lo tanto obtenemos que: Calculo de Dosificación F´c 210 control de calidad excelente FCR 270 control de calidad intermedio FCR 305 sin control de calidad FCR 380 Tabla #27 Datos de Diseño de Mezcla (Fuente propia) 2. En este paso luego de obtener un Fcr con rango de control de calidad excelente es determinar para cuantos días deberá alcanzar la resistencia deseada, según lo estipulado en la Norma COVENIN 1753, la mezcla se realizará para ser ensayada a los 28 días de edad, posteriormente nos 61 dirigimos a la tabla de Representación gráfica de Ley de Abrams, en donde se traza una línea perpendicular a partir de nuestro FCR, hasta la línea que nos indica la edad a la cual se está diseñando, para así obtener α (relación agua-cemento). Imagen #20 Representación Gráfica de la ley de Abrams (Fuente: Manual de concreto estructura (2009) Autor Joaquín Porrero 3. En este paso es donde se deben seleccionar los factores que se debe utilizar para la corrección de la relación agua/cemento, dichos factores dependerán de las características que presenten los agregados que se van a utilizar en el diseño de mezcla y se procede a la corrección de α 62 Imagen #21 Factor Ka de corrección (Fuente: Manual de concreto estructura (2009) Autor Joaquín Porrero) Imagen #22 Factor Kr de corrección (Fuente: Manual de concreto estructura (2009) Autor Joaquín Porrero Relación agua- cemento 0,56 corrección α por factor de agregado Kr 1 Ka 0,91 α Corregida 0,51 Tamaño máximo Tipo de Arena Tabla #28 Corrección de Relación agua/cemento (Fuente propia) 4. Con la Gráfica de Trabajabilidad (T) se produce la obtención del dato para realizar la dosificación de cemento. Con el valor ya obtenido de la relación agua-cemento en el cual hace cruce perpendicular del valor de relación agua cemento con la recta del valor de asentamiento 5” y así se determina mediante lectura el valor de dosis de cemento correspondiente al valor de la relación agua- cemento con el cruce del valor de asentamiento utilizado como se demuestra en la siguiente gráfica: 63 Imagen #23 Relación de la trabajabilidad (T), el contenido de cemento (C) y la relación agua-cemento. (Fuente: Manual de concreto estructura (2009) Autor Joaquín Porrero) Dosis de Cemento 370 kgf/m3 64 5. Se realizará la corrección de los valores de la dosificación de cemento que obtuvimos en la gráfica de trabajabilidad, esta corrección es dependiente de las características de los agregados que se va a utilizar en la mezcla. Imagen #24 Factor C1 de corrección (Fuente: Manual de concreto estructura (2009) Autor Joaquín Porrero) Imagen #25 Factor C2 de corrección (Fuente: Manual de concreto estructura (2009) Autor Joaquín Porrero Corrección de cemento por las características de los agregados C1 1 Tamaño máximo C2 0,9 Tipo de Arena Dosis de Cemento Corregida 333 kg/m3 Tabla #29 Corrección dosis de Cemento (Fuente propia) 6. Por norma, debemos proceder a determinar el espacio en volumen que ocupa el aire dentro de la mezcla de concreto, además la cantidad de agua que debe ser utilizada para este tipo de mezcla. Para la determinación del volumen de aire se toma en cuenta el agregado con mayor tamaño y posteriormente se divide la dosificación de cemento corregida 65 entre el valor del agregado, a diferencia de la cantidad de agua que se obtiene del producto de la dosificación de cemento corregida por la relación α. V=dosificación de cemento corregida/tamaño máximo del agregado Cantidad de agua= dosificación de cemento corregida x α corregido Volumen de aire atrapado Tamaño Maximo del Agregado V(espacio en volumen que ocupa el aire) Peso del agua Cantidad de agua 24,5mm 13,59 lts/m3 169,69 kg/m3 Tabla #30 Volumen de aire y peso del agua (Fuente propia) 7. Se realizará el cálculo de los pesos de los agregados utilizados en la mezcla, tomando en cuenta la relación de agregados que existe, volumen de aire en la mezcla, peso específico de los agregados, cantidad de agua arrojada a utilizar con su respectivo peso específico, y de esta manera determinar el peso del diseño de la mezcla que se necesita. Peso total de los agregados β Peso específico de los agregados (caso convencional) Peso específico del cemento 2.626 kg/m3 3.050 kg/m3 Peso de los agregados convencionales peso del agregado grueso peso del agregado fino 1.808,5 kg/m3 904,25 kg/m3 904,25 kg/m3 Peso total de la mezcla 2.320,87 kg/m3 0,5 Tabla #31 Pesos específicos (Fuente propia) 8. Se procede a realizar el cálculo del peso y el volumen para 1 m3 de concreto, para el volumen estandarizado de la probeta cilíndrica donde 66 dicha mezcla se va a ensayar, el volumen corresponde a 0,0053m3 de concreto según Norma COVENIN Mezcla de asentamiento 5" F´c 210 Kg/m2 Para un m3 de concreto materiales Peso (kg) Volumen (lts) Agua 169,697 169,697 Cemento 333 109,180 Agregado grueso 949,35 354,230 Agregado Fino 928,13 354,240 aire 0,000 13,592 2.320,8796 1.000,00 Tabla #32 Calculo de diseño de Mezcla para un M3 (Fuente propia) 9. Para una probeta cilíndrica de volumen 0,0053M3 Mezcla de asentamiento 5" F´c 210 Kg/m2 Para 0,0053 M3 materiales Agua Cemento Agregado grueso Agregado Fino aire Peso (kg) 0,899 1,765 5,030 4,917 0,000 12,611 Volumen (Lts) 0,899 0,579 1,877 1,877 0,072 5,30 Tabla #33 Calculo de diseño de mezcla para una probeta de volumen 0,0053 m3 (Fuente propia) 10. Calculo equivalente a 7 probetas de ensayo. Las 15 no se realizan el mismo día. Mezcla de asentamiento 5" F´c 210 Kg/m2 Para 7 probetas de 0,0053 M3 materiales Agua Cemento Agregado grueso Agregado Fino aire kg 6,825 12,187 33,551 33,551 0,000 86,114 Volumen (lts) 6,828 3,994 12,660 12,660 0,959 37,10 Tabla #34 Calculo de la mezcla para a 7 probetas de volumen 0,0053 m3 (Fuente propia) 67 4.5.2 Equipos para mezclado de concreto Los equipos utilizados en el proceso de la realización del concreto Baldes para concreto Carretilla Cuchara Balde de agua Trompo 4.5.3 Equipos para medición de la trabajabilidad de mezcla Se pueden usar los siguientes equipos Barra lisa metálica de 5/8” punta redondeada Cono de Abrams Metro 4.5.4 Materiales para la preparación Los materiales usados para la preparación del concreto son: Cemento Arena Piedra picada Agua 4.5.5 Equipos para la preparación de probetas Los Equipos usados para la preparación de las probetas son: Moldes cilíndricos de 15cm x 30cm Barra lisa metálica de 5/8” punta redondeada 68 Cuchara granera Mazo de goma 4.5.6 Proceso de mezclado de concreto El proceso para la realización de la mezcla se realizó bajo lo estipulado en la norma venezolana COVENIN 354-2001 “Metodología de mezclado de concreto en laboratorio” 4.6 Proceso y procedimiento de realización de mezcla Paso 1: Realización de los ensayos granulométricos tanto para el agregado fino como para el agregado grueso, mediante la utilización del proceso de tamizado correspondiente, y secado de los mismos para obtener condiciones de calidad óptima. Paso 2: Preparación de las probetas cilíndricas para poder realizar su vaciado, esta preparación corresponde a la limpieza de superficies internas y lubricación con producto automotriz usado (aceite quemado) para garantizar la perfecta forma de la probeta a realizar. Paso 3: Realización de la mezcla basado en la norma COVENIN 354-2001. Paso 4: Según lo normalizado se realiza el respectivo ensayo de asentamiento para la mezcla de concreto como establece la norma COVENIN 339, en este ensayo conocido como Cono de Abrams y así poder garantizar el asentamiento de 5” para la mezcla Paso 5: llenado de 7 probetas cilíndricas de volúmenes correspondiente cada una a 0,0053 m3 según lo estipulado en la norma COVENIN 1753-2006 69 Paso 6: Pasado un día del proceso de mezclado y vaciado correspondiente se realiza el desencofrado de la mezcla y se colocan en estanques de agua totalmente cubiertos para el proceso de curado y fraguado respectivo. Paso 7: Pasado los 28 días según lo estipulado en la norma COVENIN 1753, se procede a realizar los ensayos destructivos para cada tipo de mezcla correspondiente. 4.7 Ensayo de resistencia para la compresión Este ensayo de concreto fue realizado en las instalaciones de los laboratorios de la Concretera Falcon Crest, C.A. Para este trabajo de investigación los cilindros fueron preparados para una resistencia de f´c=210 el cual es el factor delimitante de este trabajo investigativo, y fue calculado y ensayado bajo lo estipulado en la norma venezolana COVENIN 338 Método para la elaboración ensayo y curado de probetas de concreto. Se debe tomar en cuenta que las probetas fueron calculadas y ensayadas para poder obtener un asentamiento de 5” y fueron dosificadas y calculadas para un concreto tradicional de resistencia f´c=210 . Los ensayos a compresión que se le realizaron a las 15 probetas cilíndricas de concreto tradicional, fueron a los 7 días de edad, condiciones mediante la cual se esperan resistencias aproximadas de 70% a 80%, esto con la finalidad de tener una certeza de generación de 100% de la resistencia de cálculo a los 28 días y certificar el correcto diseño de las mezclas. 70 4.7.1 Materiales y equipos ensayo de compresión del concreto Los materiales usados para realizar los ensayos de compresión del concreto serán los siguientes: Probetas de concreto para volúmenes 0,0053 m3 Prensa mecánica para ensayo destructivo a compresión Balanza Regla de medición para probetas 4.7.2 Tabla de datos de ensayo a compresión Para la realización y el control de los ensayos se completa una tabla en la cual se verán reflejados los datos que arrojen las muestras a ensayar, a su vez la fecha en que se realizó el ensayo y la edad de la muestra. Ensayo a los 7 Días Ident. Diámetro Altura Fecha Cilindro (cm) (cm) Fecha Toma ensayo Diseño de Mezcla 1 1 15 30 10/08/2015 17/08/2015 2 15 30 10/08/2015 17/08/2015 Diseño de Mezcla 2 5 15 30 11/08/2015 18/08/2015 6 15 30 11/08/2015 18/08/2015 Diseño de Mezcla 3 11 15 30 19/08/2015 26/08/2015 12 15 30 19/08/2015 26/08/2015 Edad Peso (gr) Densidad (kg/cm3) 7 días 7 días 12392 12300 2.338,11 2.320,75 7 días 7 días 12760 12667 2.407,55 2.390,00 7 días 7 días 12357 12385 2.331,51 2.336,79 Tabla #35 Datos de ensayo a compresión a los 7 días (Fuente propia) 71 Ensayo a los 14 Días Ident. Diámetro Cilindro (cm) Altura (cm) Fecha Fecha Toma ensayo Diseño de Mezcla 2 Edad Peso (gr) Densidad (kg/cm3) 7 8 15 15 30 30 11/08/2015 25/08/2015 14 días 11/08/2015 25/08/2015 14 días Diseño de Mezcla 3 12769 12670 2409,25 2390,57 13 14 15 15 15 15 30 30 30 19/08/2015 02/09/2015 14 días 19/08/2015 02/09/2015 14 días 19/08/2015 02/09/2015 14 días 12769 12676 12741 2409,25 2391,70 2403,96 Tabla #36 Datos de ensayo a compresión a los 14 días (Fuente propia) Ensayo a los 28 Días Ident. Diámetro Cilindro (cm) Altura (cm) Fecha Fecha Toma ensayo Diseño de Mezcla 1 Edad Peso (gr) Densidad (kg/cm3) 3 4 15 15 30 30 10/08/2015 07/09/2015 28 días 12498 10/08/2015 07/09/2015 28 días 12595 Diseño de Mezcla 2 2.358,11 2.376,42 9 10 15 15 30 30 11/08/2015 08/09/2015 28 días 12645 11/08/2015 08/09/2015 28 días 12745 2.385,85 2.404,72 Tabla #37 Datos de ensayo a compresión a los 28 días (Fuente propia) Nota: los Diseños de mezcla 1, 2 y 3 son iguales en su diseño pero se elaboraron en diferentes fechas. 4.7.3 Resistencia obtenidas por ensayo a compresión Las resistencias obtenidas para el diseño de mezcla de resistencia f´c=210 y de asentamiento 5” arrojo los siguientes datos: 72 Resistencia a los 7 días Nº Muestra Carga kgf 1 2 27680 27045 5 6 29354 28089 11 12 27398 26330 Resistencia obtenida kgf/cm2 Diseño de Mezcla 1 157 153 Diseño de Mezcla 2 166 159 Diseño de Mezcla 3 155 149 Promedio 155 163 152 Tabla #38 Resistencia obtenida de ensayo a compresión a los 7 días (Fuente propia) Resistencia Obtenida en Kgf/cm2 164 162 163 160 158 156 154 155 152 152 150 148 146 1--2 5--6 11--12 Numero de muestra Grafico #5 Resistencia promedio a los 7 días (Fuente: Autor) La desviación estándar del promedio de los resultados de resistencia a los 7 días es de 5 Kgf/m2, este valor es aceptable según Porrero ya que para un ensayo en laboratorio con menor o igual a 5 Kgf/m2 es excelente. La uniformidad de los resultados es calidad y confiabilidad. 73 Resistencia a los 14 días Nº Muestra Resistencia obtenida kgf/cm2 Carga kgf Promedio Diseño de Mezcla 1 7 8 34880 33890 13 14 15 34097 33820 34729 197 192 Diseño de Mezcla 3 193 191 198 195 194 Tabla #39 Resistencia obtenida de ensayo a compresión a los 14 días Resistencia obtenida Kg/cm2 (Fuente propia) 195 195 194,8 194,6 194,4 194,2 194 194 193,8 193,6 193,4 7--8 13--14--15 Nº Muestra Grafico #6 Resistencia promedio a los 14 días (Fuente: Autor) La desviación estándar del promedio de los resultados de resistencia a los 14 días es de 0,35 Kgf/m2, este valor es aceptable según Porrero ya que para un ensayo en laboratorio con menor o igual a 5 Kgf/m2 es excelente. La uniformidad de los resultados es calidad y confiabilidad. Resistencia a los 28 días: 74 Nº Muestra Carga kgf Resistencia obtenida kgf/cm2 Promedio Diseño de Mezcla 1 3 4 37245 38428 211 217 Diseño de Mezcla 2 38020 215 39371 223 9 19 214 219 Tabla #40 Resistencia obtenida de ensayo a compresión a los 28 días (Fuente propia) Resistencia obtenida Kg/cm2 220 219 219 218 217 216 215 214 214 213 212 211 3--4 9--10 Nº Muestra Grafico #7 Resistencia promedio a los 28 días (Fuente: Autor) La desviación estándar del promedio de los resultados de resistencia a los 28 días es de 3,54 Kgf/m2, este valor es aceptable según porrero ya que para un ensayo en laboratorio con menor o igual a 5 Kgf/m2 es excelente. La uniformidad de los resultados es calidad y confiabilidad. Nota: los Diseños de mezcla 1, 2 y 3 son iguales en su diseño pero se elaboraron en diferentes fechas. 75 En el concreto puede resultar importante la resistencia que alcanza y la velocidad con la cual adquiere resistencia, desde el día 0 los granos de cemento comienzan su hidratación aumentando cada vez más su resistencia hasta alcanzar el valor deseado en el día final de estudio que en este caso es de 28 días. Se han desarrollado a los 3, 7, 14 y 28 días de resistencias porcentajes estándares obtenidos del Manual del Concreto Estructural para comparar con los obtenidos en laboratorio. Resistencia según Manual de Porrero DIA % Resistencia 0 0 3 40 7 65 14 76,66 28 100 Día 0 7 28 DM-01 % Resistencia 0 73 101 Día 0 7 14 28 DM-02 % Resistencia 77,5 92,8 104 Día 0 7 14 DM-03 % Resistencia 0 72,4 92 Tabla #41 Porcentajes de resistencia obtenida de ensayo a compresión. (Fuente propia) 120 % Resistencia 100 80 60 Resistencia Según porrero 40 DM-2 DM-1 20 DM-3 0 0 5 10 15 Dia 20 25 30 Grafico #8 Porcentajes referencial de resistencia obtenida de ensayo a compresión (Fuente Propia) 76 5.1 Conclusiones Para el presente trabajo de investigación basado en los ensayos de granulometrías y diseños de mezclas experimentales de concretos, en el cual se desarrolló cada aspecto de los objetivos planteados, se realizaron análisis granulométricos al agregado grueso y fino cumpliendo las características planteadas en diversas Normas COVENIN, arrojando resultados favorecedores a los siete (7) catorce (14) y veintiocho (28) días dando resistencia mayor a la estipulada para el diseño de mezcla en cuanto a resistencia de los agregados y trabajabilidad. En los ensayos realizados al agregado fino, en el laboratorio se obtuvieron resultados característicos que son favorecedores para el diseño de mezcla, y están libres de impurezas orgánicas. En el caso del agregado grueso resultó ser favorecedor en cuanto a las características determinantes para el diseño de mezcla, ya que la resistencia del agregado obtenida mediante el ensayo del desgaste de Los Ángeles, es alto y el número de caras partidas es favorecedor. Este trabajo de investigación aborda el planteamiento del problema que se generó, ya que se realizó un estudio a nuevos agregados obtenidos de la procesadora Orcov y utilizándolos en la realización de un diseño de mezcla, para lograr una posible solución a un problema habitacional que se genera en el país actualmente, por el crecimiento acelerado de la población. En el caso de este trabajo de investigación deja abierta muchas puertas para realizar estudios más amplios a los agregados y al diseño, y es una buena iniciativa de estudio para comparar con diversos tipos de investigación de agregados y resistencias del concreto. El campo de la ingeniería Civil es favorecedor este trabajo de investigación ya que amplia estudios de agregados que usualmente son utilizados para concreto, y podrá ser consultado para planteamiento de problemas que se presenten en las construcciones actuales. 77 5.2 Recomendaciones Basadas en las experiencias adquiridas durante la realización, estudio y análisis del proyecto investigativo podemos generar las siguientes recomendaciones: Para próximos trabajos de investigación, se podrán realizar ensayos comparativos con agregados provenientes de otros lugares del país. Profundizar los estudios realizados a los agregados de la procesadora Orcov, para ampliar la investigación y mejorar estándares de calidad, para que sean positivos al utilizarlos en concretos. Para próximos trabajos de investigación, se podrán realizar ensayos comparativos con otros diseños de mezcla, variando la calidad del cemento y agregados. Quedará abierto este trabajo de investigación para realizar diseños de mezcla de concreto para otra resistencia mayores o menores a la utilizada en este trabajo de investigación. La calidad del cemento puede variar las características del diseño por esto se recomienda realizar un estudio meticuloso a los tipos de cemento que se utilizan para los diseños de mezcla. 78 Bibliografía Textos Porrero, J. Ramos, C. Grases, J. Gilberto Velazco. (2009). Manual de concreto estructural. Editada por Sidetur Comité Conjunto del Concreto Armado (1969) Ensayo de especificaciones. Prensa venezolana de Editorial Arte. laboratorio y Páginas Web http://www.monografias.com (Extraído el 25 de Julio de 2014). (Página web en línea) Disponible en: http://www.monografias.com/trabajos55/agregados/agregados.shtml http://360gradosblog.com (Extraído el 22 de Julio de 2014). 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Método de ensayo para determinar la resistencia al desgaste de agregados gruesos menores de 38,1 mm (11/2 pulg) por medio de la máquina de los Ángeles COVENIN (1978) Norma Venezolana COVENIN 263. Método de ensayo para determinar el peso unitario del agregado COVENIN (2003) Norma Venezolana COVENIN 339. Concreto. Método para la medición del asentamiento con el cono de Abrams COVENIN (2002) Norma Venezolana COVENIN 338. Concreto. Método para la elaboración, curado y ensayo a compresión de cilindros de concreto. COVENIN (1987) Norma Venezolana COVENIN 1753. Estructura de concreto armado para edificaciones, análisis y diseño COVENIN (1977) Norma Venezolana COVENIN 258. Método de ensayo para la determinación por lavado del contenido de materiales más finos que el cedazo COVENIN 74 micras en agregados minerales. COVENIN (1998) Norma Venezolana COVENIN 255. Agregados. Determinación de la composición granulométrica. COVENIN (1977) Norma Venezolana COVENIN 256. Método de ensayo para la determinación cualitativa de impurezas orgánicas en arenas para concreto. (Ensayo colorimétrico). 82 ANEXOS Imagen #26 Extracción de los agregados del rio Tuy (Procesadora Orcov) (Fuente: Propia) Imagen #27 Cernidora de agregados (Fuente: Propia) 83 Imagen #28 Ensayo del Cono de Abrams (Fuente: Propia) Imagen #29 Ensayo en laboratorio de Compresión de cilindros (Fuente: Propia) 84 Imagen #30 Laboratorio de Compresión de cilindros (Fuente: Propia) 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98
