comportamiento de dos aditivos aceleradores con el

REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
UNIVERSIDAD NUEVA ESPARTA
FACULTAD DE INGENIERÍA
ESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL
Línea de Investigación: Control de calidad.
Tema: Concreto
COMPORTAMIENTO DE DOS ADITIVOS ACELERADORES CON EL
MORTERO E-5, UTILIZADO EN EL REVESTIMIENTO PRIMARIO
PROYECTADO EN LOS TÚNELES DE LA LÍNEA 5 DEL METRO DE
CARACAS
Tutor: Ing. Otto Carvajal.
Proyecto Trabajo de
C.I. 4.033.068
grado para optar por el título de
CIV 22.082
Ingeniero Civil.
Presentado por
Br. Tortoza S. Carlos.
C.I.: 18.967.070
Br. López G, Henry L
C.I.: 15.499.386
Marzo, 2015
COMPORTAMIENTO DE DOS ADITIVOS ACELERADORES CON EL MORTERO E-5, UTILIZADO EN EL
REVESTIMIENTO PRIMARIO PROYECTADO EN LOS TÚNELES DE LA LÍNEA 5 DEL METRO DE
CARACAS by Tortoza, Carlos ; López, Henry is licensed under a Creative Commons Reconocimiento-NoComercialCompartirIgual 4.0 Internacional License.
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UNIVERSIDAD NUEVA ESPARTA
FACULTAD DE INGENIERÍA
ESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL
COMPORTAMIENTO DE DOS ADITIVOS ACELERADORES CON EL
MORTERO E-5, UTILIZADO EN EL REVESTIMIENTO PRIMARIO
PROYECTADO EN LOS TÚNELES DE LA LÍNEA 5 DEL METRO DE
CARACAS
Evaluador Técnico
Evaluador Área Investigación
___________________
___________________
Nombre y Apellido
Nombre y Apellido
______________________
______________________
Cedula de Identidad
Cedula de Identidad
______________________
______________________
Firma
Firma
ii
DEDICATORIA
El presente trabajo de investigación quiero dedicárselo en primer lugar a
Dios, quien me ha dado la salud tanto física como mental para poder alcanzar las
metas que me he propuesto y me propongo a diario.
A mi Padre, ya que al paso de varios años de estudio, trasnochos, apoyo
incondicional y un gran esfuerzo para apoyarme económicamente para el pago de
mis estudios académicos, cumple su sueño de ver a su hijo mayor felizmente
graduado.
A mis abuelos paternos, quienes al igual que mi padre me han apoyado
incondicionalmente y con sus generosas ayudas económicas para los pagos de mis
estudios nunca perdieron la fe en su primer nieto.
A los profesores de la Universidad Nueva Esparta quienes me han dado un
gran apoyo a lo largo de la carrera, y especialmente a la profesora Gladys
Hernández quien fue una de las docentes que me apoyó, me escuchó y me ayudó a
lo largo de la carrera.
Carlos Tortoza.
iii
DEDICATORIA
El presente trabajo de investigación quiero dedicárselo en primer lugar a
Dios, quien me ha dado la salud física y mental. A lo largo de mis años de estudio.
A mis Padres, que a lo largo de años de estudio, un apoyo incondicional y
un gran esfuerzo económico para el pago de mis estudios académicos, cumple su
sueño de ver a su hijo en lograr felizmente un de sus primeras metas en graduarse
como Ingeniero Civil.
A mis abuelos paternos, maternos, tías, tíos y hermanos quienes me han
apoyado incondicionalmente en lo largo de mi carrera, en darme fortaleza y creer en
mi Mí.
A los profesores de la Universidad Nueva Esparta quienes me han dado un
gran apoyo a lo largo de la carrera, y especialmente a la profesora Gladys
Hernández y profesor Edgar Bruzual quien fue uno de las docentes que me apoyo,
me escuchó, y me ayudó en el transcurso de la carrera.
Henry López García.
iv
AGRADECIMIENTOS
Quiero agradecer a Dios por haberme dado todo lo que hoy en día tengo, en
especial a mi familia quienes me han apoyado para ver mis logros hacerse realidad.
A Humberto Tortoza, mi padre quien a pesar de nuestras diferencias de
pensamientos y maneras de ver la vida ha logrado entenderme y apoyarme en
situaciones de la vida que he pasado.
A mi abuela Rosita de Tortoza, por sus sabios consejos, interminables
conversaciones que me ayudaron y ayudan a comprender mejor las situaciones
desagradables en la vida.
A mi abuelo Antonio Tortoza, quien siempre con una sonrisa y una manera
agradable de aconsejar, me apoya de manera general en la vida.
A mis tíos, hermanos, primos por estar siempre aportando su granito de
arena para mi vida y maneras distintas de verla.
A mi casi hermano Ronald Barboza, quien a lo largo de más de media vida
como amigos ha estado siempre de manera incondicional dándome apoyo en
momentos de tristeza y felicidad.
A mi compañero de estudios y de trabajo de grado Henry López, quien en
cada materia a lo largo de la carrera siempre veía el lado positivo y así poder estar
en este momento cumpliendo nuestros sueños.
A mi compañera de estudios, Julielsy Fonseca, quien ha soportado tantas
discusiones, desacuerdos etc. Desde el primer semestre de la carrera hoy en día
estamos cumpliendo nuestro mayor sueño de graduarnos como ingenieros civil.
A mi tutor de tesis Otto Carvajal por sus recomendaciones tanto en el ámbito
de materias como en nuestra tutoría para con la tesis.
Al personal de Gestión de la Calidad y Riesgos de la Construtora Norberto
Odebrecht así como también mis líderes en el área laboral de dicha empresa por su
apoyo para lograr a cabo este trabajo de grado.
v
A Estefanía Rodríguez, por su comprensión y apoyo en este trabajo de grado
el cual hace cumplir mi sueño para graduarme de ingeniero civil.
A Anthony Laferla como compañero de estudio y amigo por su apoyo en
distintas materias y en sus sabios consejos de vida.
Carlos Tortoza.
vi
AGRADECIMIENTOS
Agradezco primeramente a Dios por todas las cosas que me ha brindado en
la vida, agradecido por una hermosa familia y amistades que me ha otorgado, por
las virtudes y oportunidades que me ha brindado de poder cursar la carrera de
ingeniería civil. Por no haber dejado de creer en mí y en todo lo que gracias a sus
esfuerzos he logrado y lograré.
A mis hermanos, Henry Leobaldo López García e Irina Valentina López
García quienes durante toda mi vida me han demostrado su apoyo incondicional y
cariño ante cualquier situación.
A mis amigos Carlos Tortoza, Julielsy Foncesa, Wilder Henríquez y Agostino
Fruggiero, quienes han sido mis grandes compañeros de estudios, rumbas y de
muchos momentos. Que fueron grandes apoyos para saltar los obstáculos de la
carrera.
A mi gran amigo Carlos Tortoza, hermano y pana, quien más de dar ese gran
apoyo y motivación en el desarrollo y ejecución del trabajo de investigación para
lograr y alcanzar esta gran meta y sueño.
A mi tutor de trabajo degrado Ing. Otto Carvajal, que con mucha dedicación
me proporciono los conocimientos y herramientas para mi formación profesional y
el desarrollo de este trabajo de grado. Gracias por su preocupación y su dedicación
para conmigo.
A mis Tías Silvia, Celina, Mariela y Milagros, por ese gran apoyo y confianza
en mí que siempre estaban cuando yo las necesitaba. Sus palabras de aliento y
fortaleza. Gracias.
Henry López García.
vii
REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
UNIVERSIDAD NUEVA ESPARTA
FACULTAD DE INGENIERÍA
ESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL
COMPORTAMIENTO DE DOS ADITIVOS ACELERADORES CON EL
MORTERO E-5, UTILIZADO EN EL REVESTIMIENTO PRIMARIO
PROYECTADO EN LOS TÚNELES DE LA LÍNEA 5 DEL METRO DE
CARACAS
Autores:
Tortoza, Carlos.
López, Henry.
Tutor: Ing. Otto Carvajal
Año 2014
Resumen:
En la actualidad venezolana existen diversas carencias de materia prima,
materiales, herramientas etc., en la ingeniería civil, específicamente en las
construcciones de obras civiles no se liberan de esta realidad que hoy en día
afectan a las construcciones cualquiera sea el ámbito.
En la construcción de la Línea 5 del Metro de Caracas, existe la carencia de
aditivos aceleradores de fraguado necesarios para el revestimiento primario
proyectado de estos túneles, los cuales tienen que cumplir con un valor de
resistencia a una edad determinada según indica el proyecto. Esta edad según
proyecto es de 28 días alcanzando una resistencia a la compresión de ≥ 300
Kg/cm2.
Conociendo que los aditivos aceleradores tienen como consecuencia la
perdida de resistencia dependiendo de su dosificación se busca en este trabajo de
investigación el comportamiento de las resistencias que se alcanzan con dos
aditivos aceleradores existentes en el mercado venezolano
de fraguado
dependiendo de diversas dosificaciones de litros (lts) de aditivo acelerador sobre
viii
metros cúbicos (m3) de mortero, para así determinar si dichos valores de resistencia
a la compresión cumplen con el valor mínimo a los 28 días de edad. Estableciendo
una curva de valores de resistencia a edades tempranas para observar su
comportamiento a lo largo de esos 28 días, ya que cada aditivo de cada marca tiene
unos compuestos químicos que hacen que se comporten de diferente manera.
ix
REPUBLIC OF VENEZUELA
UNIVERSITY NEW ESPARTA
SCHOOL OF ENGINEERING
SCHOOL OF CIVIL ENGINEERING
BEHAVIOR OF TWO WITH MORTAR ADDITIVES ACCELERATOR E-5,
USED IN THE IMMEDIATE PROJECTED IN THE TUNNEL LINING OF THE
LINE 5 OF METRO DE CARACAS
Authors:
Tortoza, Carlos.
López, Henry.
Tutor: Mr. Otto Carvajal.
Year 2014
Summary:
At present there are several shortcomings Venezuelan raw material,
materials, tools etc. in civil engineering, specifically in the construction of civil works
are not released from this reality that today affect buildings whatever the field.
In the construction of Line 5 of the Metro de Caracas, there is a lack of curing
accelerators additives necessary for the primary coating designed these tunnels,
which have to comply with a resistance value at a certain age as indicated in the
project. This age as the project is reaching a 28-day compressive strength of ≥ 300
Kg / cm2.
Knowing that the accelerator additives have resulted in the loss of resistance
depending on their dosage is sought in this research the behavior of the resistance
are achieved with two set accelerators additives depending on various dosages of
gallons (liters) of accelerator additive on cubic meters (m3) of mortar, to determine if
the values of compressive strength to meet the minimum value at 28 days of age.
x
Establishing a curve of resistance values at an early age to observe their behavior
over these 28 days, as each additive each brand has some chemicals that make
them behave differently.
xi
INDICE GENERAL
Pág.
i
Carátula
Hoja de Jurados
Ii
Dedicatorias
Iii
Agradecimientos
v
Resumen en español
vii
Resumen en ingles
x
Índice
xii
Introducción
xviii
1
Capítulo I: Problema de Investigación
1.1 Planteamiento del Problema
2
1.2 Formulación del Problema
3
1.3 Objetivos de la Investigación
3
1.3.1 Objetivo General
3
1.3.2 Objetivos específicos
3
1.4 Justificación de la Investigación
4
1.5 Delimitaciones
4
1.5.1 Geográficas
4
1.5.2 Temporal
4
1.5.3 Temática
5
1.6 Limitaciones
5
1.7 Cronograma de actividades
5
Capítulo II: Marco Teórico.
2.1 Antecedentes de la investigación.
6
7
2.2 Bases teóricas.
11
2.2.1 Diseños de mezclas
11
2.2.2 El Concreto
12
2.2.2.1 Concreto Fresco
12
2.2.3. Los Morteros
12
xii
2.2.3.1. Tipos de Morteros
13
2.2.3.2. Aplicación de los Morteros
13
2.2.3.3 Mortero Proyectado por vía seca.
15
2.2.3.4 Mortero Proyectado por vía húmeda.
15
2.2.3.5 Mortero Proyectado por vía Semi-húmeda.
16
2.2.3.6. Rebote de proyección
16
2.2.4. Los Aditivos.
16
2.2.4.1 Características de los Aditivos.
16
2.2.4.2 Ventajas de los Aditivos.
17
2.2.4.3 Propiedades Importantes de los Aditivos en concreto o morteros.
17
2.2.5. Fraguado
18
2.2.6. Curado del concreto o mortero
18
2.2.6.1. Métodos de curado
18
2.2.6.1.1 Curado con agua
2.2.6.1.2 Curado con materiales sellantes
19
19
2.2.6.1.3 Curado al vapor
19
2.2.7. Resistencia a la compresión
19
2.2.7.1. Desarrollo de resistencia temprana
19
2.2.7.2. Resistencia final
20
2.2.8. Túneles
21
2.2.8.1 Métodos constructivos de túneles
21
2.2.8.1.1 Cortar y cubrir túneles
21
2.2.8.1.2 Túneles aburridos
22
2.3 Definición de términos básicos
25
2.4 Operacionalización de las variables
26
Capítulo III: Marco Metodológico.
3.1 Tipo de investigación.
27
28
3.2 Nivel de investigación
28
3.3 Diseño de Investigación.
29
3.4 Población y Muestra.
29
3.4.1 Población.
29
xiii
3.4.2 Muestra.
29
3.5 Técnicas e instrumentos de Recolección de Datos.
30
Capítulo IV: Presentación y análisis de los resultados.
4.1. Introducción
32
33
4.2. Procedimiento de la investigación
33
4.2.1. Evaluar la influencia de la resistencia a la compresión sobre la
33
dosificación de cada aditivo acelerador.
4.2.2. Analizar la variación de acuerdo a la resistencia a la compresión en
función de la edad para cada aditivo acelerador
4.2.3. Determinar la dosificación en función de la edad de cada aditivo
acelerador.
4.2.4 Diseñar tablas de resistencia/dosificación/edad para cada aditivo
acelerador.
4.2.4.1 Aditivo Acelerador MEYCO 160 de la marca (BASF)
34
34
43
43
4.2.4.2 Aditivo Acelerador Para Silicato de Sodio 3.22 de la marca
50
(GlassVen)
4.3. Cronograma de Actividades
58
Capítulo V Conclusiones y Recomendaciones.
5.1 Conclusiones
59
60
5.2 Recomendaciones
61
Bibliografía
63
Anexos
66
Anexo A-1 Norma COVENIN 484-1993
67
Anexo A-2 Norma COVENIN 356-1994
Anexo A-3 Hoja de datos de seguridad del Material (Meyco 160)
68
69
Anexo A-4 Normas de seguridad y prevención (Silicato de sodio 3.22)
76
xiv
ÍNDICE DE IMÁGENES y GRÁFICAS
IMAGEN n°1
Aplicación Manual de los Morteros
14
IMAGEN n°2
Aplicación Mecánica de los Morteros
14
IMAGEN n°3
Aplicación Mecánica de los Morteros
15
IMAGEN n°4
Método NATM de construcción de túneles
23
IMAGEN n°5
Refuerzo de acero en la construcción de túneles según
NATM
24
IMAGEN n°6
Revestimientos en el método NATM
24
IMAGEN n°7
Balanza
37
IMAGEN n°8
Brocha
38
IMAGEN n°9
Recipiente con Volumen conocido por peso del agua
38
IMAGEN n°10
Molde de Probetas cúbicas (5.08 cm x 5.08 x 5.08)
39
IMAGEN n°11
Molde de Probetas cúbicas (5.08 cm x 5.08 x 5.08)
39
IMAGEN n°12
Prensa de Resistencia a compresión
40
IMAGEN n°13
Cubos de lado 5.08 cm en cámara de curado
41
IMAGEN n°14
Plataforma Vibradora
41
IMAGEN n°15
Hoja para la recolección de datos utilizada en el laboratorio
42
(Curva de resistencia a la compresión según edad, de la
GRÁFICA n°1
dosificación 10 Lts/m3 para el aditivo acelerador MEYCO
45
160)
(Curva de resistencia a la compresión según edad, de la
GRÁFICA n°2
dosificación 20 Lts/m3 para el aditivo acelerador MEYCO
47
160)
(Curva de resistencia a la compresión según edad, de la
GRÁFICA n°3
dosificación 30 Lts/m3 para el aditivo acelerador MEYCO
49
160)
(Curvas de resistencia a la compresión según edad, de las
GRÁFICA n°4
dosificaciones 10, 20, 30 Lts/m3 para el aditivo acelerador
50
MEYCO 160)
GRÁFICA n°5
(Curva de resistencia a la compresión según edad, de la
dosificación 10 Lts/m3 para el aditivo acelerador SILICATO
xv
52
DE SODIO 3.22)
(Curva de resistencia a la compresión según edad, de la
GRÁFICA n°6
dosificación 20 Lts/m3 para el aditivo acelerador SILICATO
54
DE SODIO 3.22)
(Curva de resistencia a la compresión según edad, de la
GRÁFICA n°7
dosificación 30 Lts/m3 para el aditivo acelerador SILICATO
56
DE SODIO 3.22)
(Curvas de resistencia a la compresión según edad, de las
GRÁFICA n°8
dosificaciones 10, 20, 30 Lts/m3 para el aditivo acelerador
SILICATO DE SODIO 3.22)
xvi
57
ÍNDICE DE TABLAS
TABLA n°1
(Dosificación Edad)
35
TABLA n°2
(Resistencias según dosificación de aditivo)
42
(Datos de resistencia a la compresión según edad, de la
TABLA n°3
dosificación 10 Lts/m3 para el aditivo acelerador MEYCO
44
160)
(Datos de resistencia a la compresión según edad, de la
TABLA n°4
dosificación 20 Lts/m3 para el aditivo acelerador MEYCO
46
160)
(Datos de resistencia a la compresión según edad, de la
TABLA n°5
dosificación 30 Lts/m3 para el aditivo acelerador MEYCO
48
160)
(Datos de resistencia a la compresión según edad, de la
TABLA n°6
dosificación 10 Lts/m3 para el aditivo acelerador SILICATO
51
DE SODIO 3.22)
(Datos de resistencia a la compresión según edad, de la
TABLA n°7
dosificación 20 Lts/m3 para el aditivo acelerador SILICATO
53
DE SODIO 3.22)
(Datos de resistencia a la compresión según edad, de la
TABLA n°8
dosificación 30 Lts/m3 para el aditivo acelerador SILICATO
55
DE SODIO 3.22)
TABLA n°9
(Cronograma de actividades según objetivo específico)
xvii
58
INTRODUCCIÓN
En el campo de la Ingeniería Civil es de mucha importancia estar en constante
avance tanto tecnológico como en la interpretación de datos y tener audacia en la
administración de los materiales necesarios para la construcción de cualquier obra
civil. Adicionalmente con el pasar de los años han surgido crisis económicas en
varios países del mundo, específicamente en Venezuela, se ha manifestado un
incremento en la escasez de materiales e implementos de las obras civiles, teniendo
como consecuencia el atraso de las mismas. Al inicio de algunos proyectos de
construcción, no se tenían en consideración éstos factores económicos, que han
traído como consecuencia el retraso en
el desarrollo de la construcción de un
nuevo país.
En la construcción de la Línea 5 del Metro de Caracas, obra del Estado con
interés común, se presentan éstos atrasos, debido a la escasez de aditivos
aceleradores indispensables para la construcción de éstas estructuras subterráneas,
adicionando el hecho de ser muy pocas las empresas que distribuyen éstos
productos en Venezuela.
Actualmente la empresa Construtora Norberto Odebrecht quien actúa como
contratista del Metro de Caracas C.A., tiene 2 proveedores (cada uno de una
diferente marca) de aditivos aceleradores. A éstos 2 proveedores se les dificultan
tener un stock amplio y completo de los productos solicitados. Por ello en los
distintos frentes de trabajo se tomó la decisión de adquirir con cada uno de los
proveedores los productos necesarios (aditivos aceleradores) y tenerlos en campo a
la hora de escasear alguno de ellos y poder utilizarlos sin que afecte la resistencia
en la construcción del revestimiento primario de la Línea 5 del Metro de Caracas.
Cada aditivo acelerador de cada marca debe cumplir con una resistencia a los
28 días, sin embargo, el método constructivo de estos túneles requiere rapidez,
supervisión y control en el avance de los mismos. Es por ello que los aditivos
aceleradores actúan en el proyectado del mortero, pero de igual manera que no
xviii
afecte la resistencia a edades tempranas, es decir, que se logre avanzar
rápidamente pero sin modificar la resistencia en dicho plazo.
Para todo ello se realizarán los experimentos necesarios, como la recolección
de datos, de resistencias a edades tempranas, hasta llegar a los 28 días y así
confirmar el valor de resistencia indicado por el proyecto de obra, donde se busca la
manera de establecer tablas de resistencia/dosificación/edad y aplicar para cada
producto con que se cuente, en un determinado momento en la obra.
El esquema de trabajo viene dado por cinco (5) capítulos donde se comenzará
con el planteamiento, la formulación, los objetivos, la justificación, la delimitación y
las limitaciones de la investigación siendo éste, el primer capítulo.
Seguido a él, se encuentra un segundo capítulo que contiene el marco teórico
el cual viene dado por antecedentes de la investigación, bases teóricas, términos
básicos y sistema de variables.
Pasando a un marco metodológico como tercer capítulo, se encuentra el diseño
de la Investigación, población y muestra y las técnicas e instrumentos de
recolección de datos.
Para el cuarto capítulo de
Presentación y Análisis de los resultados se
incluyen materiales, procedimientos, resultados y análisis; finalmente evaluación
Estadística.
En el Quinto capítulo se concluye la investigación, ahí también se
podrán
observar todas las recomendaciones obtenidas de la misma.
Para finalizar, se especifican las fuentes de recolección de material
bibliográfico, utilizado para dicho trabajo y
investigación.
xix
los anexos que pueda tener ésta
CAPÍTULO I
PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN
1.1 Planteamiento del Problema
La Ingeniería Civil es una disciplina que emplea conocimientos de cálculo,
mecánica, hidráulica y química, se ocupa del diseño, la construcción y el
mantenimiento de las infraestructuras utilizadas en el entorno.
En el área de la Ingeniería Civil se pueden encontrar muchas ramificaciones,
una de ellas es la de las grandes construcciones, a las que se denominan por lo
general, construcciones de alto alcance, de alta envergadura o que son poco
comunes. Estas pueden variar desde superestructuras a las cuales se conocen
como las estructuras que están por encima del suelo a las infraestructuras a las
cuales se conocen como los soportes de una superestructura o bien sean obras de
construcción subterránea.
En las diferentes obras de construcción subterránea se encuentran los túneles,
que son construcciones de carácter lineal cuya función es facilitar la comunicación
de dos puntos, para así facilitar el transporte de personas, materiales, entre otras
cosas.
En Venezuela específicamente en la ciudad de Caracas se está llevando a cabo
la construcción de la Línea 5 del Metro de Caracas con la contratista Construtora
Norberto Odebrecht S.A., fundada en el año 1944 en Brasil, ésta empresa ha
tomado gran renombre en el ámbito de las construcciones de túneles y vías férreas.
Para el acceso de estos túneles del Metro de Caracas se requiere de la
construcción de estaciones; en la Línea 5 del Metro de Caracas se ha implementado
el Nuevo Método Austríaco de Túneles, sus siglas en inglés (NATM), el cual
proporciona alta seguridad al momento de la construcción de la misma y reduciendo
el impacto ambiental que otros métodos constructivos causan.
En este nuevo método se puede encontrar el proceso del recubrimiento
primario, el cual consiste en la instalación de soportes metálicos formando una
solera la cual va cubierta por un mortero que es proyectado.
El proyectado del mortero es un proceso en el cual la mezcla es comprimida
por aire y es lanzada a alta velocidad mediante mangueras sobre una superficie,
2
esta mezcla es relativamente seca y se consolida con la potencia del impacto y la
dosificación de los aditivos.
Esta construcción de la Línea 5 del Metro de Caracas cuenta con un diseño de
mezcla de mortero proyectado llamado (Mortero E-5) y con un aditivo acelerador
actualmente utilizado llamado MasterRoc SA 160 de la empresa BASF para el
recubrimiento primario del túnel, el cual cumple con unas determinadas resistencias
establecidas por proyecto a los 28 días de aplicado, sin embargo surge la necesidad
de encontrar varios diseños con otras marcas de aditivos aceleradores las cuales
son BASF con su aditivo acelerador MEYCO 160 y la marca GLASSVEN con su
modelo SILICATO DE SODIO 3.22 para tener un stock de productos que cumplan
con estas mismas resistencias a los 28 días y determinar la de edades tempranas,
ayudando a que la producción sea menos onerosa y con variedad de productos, lo
que constituye el propósito de la investigación.
1.2 Formulación del Problema
¿De qué manera se puede evaluar la dosificación de los distintos
aditivos aceleradores de fraguado en el Mortero E-5 utilizado para el revestimiento
primario proyectado en los túneles de la Línea 5 del Metro de Caracas?
1.3 Objetivos de la Investigación
1.3.1 Objetivo General
Analizar la influencia de las dosis de distintos aditivos aceleradores de fraguado
en el mortero utilizado para el recubrimiento primario proyectado en los túneles de la
Línea 5 del Metro de Caracas.
1.3.2 Objetivos específicos

Evaluar la influencia de la resistencia a la compresión sobre la
dosificación de cada aditivo acelerador.

Analizar la variación de acuerdo a la resistencia a la compresión en
función de la edad para cada aditivo acelerador.
3

Determinar la dosificación en función de la edad de cada aditivo
acelerador.

Diseñar tablas de resistencia/dosificación/edad
para cada aditivo
acelerador.
1.4 Justificación de la Investigación
En esta investigación se propone evaluar varios diseños que sean factibles
para el proceso del proyectado del revestimiento primario en la construcción de los
túneles de la Línea 5 del Metro de Caracas.
Se realizará con el fin de contar con las especificaciones que cada uno de
estos aditivos aceleradores infieren en las resistencias a edades tempranas y así
poder contar con un stock en campo de distintos aditivos aceleradores.
La investigación podría ayudar con la implementación de una nueva mezcla
para futuros procesos de proyectado en las construcciones de Túneles. Así mismo
como fuente de investigación del repositorio institucional de la Universidad Nueva
Esparta Sede Los Naranjos.
1.5 Delimitaciones
1.5.1 Geográficas
La investigación se realizará para la Línea 5 del Metro de Caracas, la cual
viene dada desde la estación Bello Monte en dicho sector del Municipio Baruta al
este de Caracas, donde culmina en la estación Warairarepano en el Municipio Sucre
del estado Miranda.
1.5.2 Temporal
El tiempo previsto para realizar la investigación es de 10 meses contados
desde el mes de febrero de 2014 hasta el mes Noviembre de 2014
4
1.5.3 Temática
Línea de investigación apegada al Control de la Calidad así como también de
Materiales y ensayos, y se enfoca en el tema de Concreto para sus efectos en un
mortero.
1.6 Limitaciones
Se podrían presentarse limitaciones relacionadas con el retraso en la entrega
de información por parte de la empresa Construtora Norberto Odebrecht
1.7 Cronograma de actividades
5
CAPÍTULO II
MARCO TEÓRICO.
2.1 Antecedentes de la investigación.
Según Fidias Arias (2004), ¨los antecedentes de la investigación son
investigaciones realizadas anteriormente que guardan alguna vinculación con el
problema en estudio” (p.39).
Galobardes Reyes, Isaac. (2009) En su trabajo de grado denominado
ESTUDIO RELATIVO A LA CARACTERIZACIÓN DE ADITIVOS ACELERANTES
PARA HORMIGÓN PROYECTADO POR VÍA HÚMEDA presentado en la
Universidad Politécnica de Cataluña, Barcelona (España) para optar al título de
Ingeniería Civil busco la reducción de los inconvenientes que tiene el proceso del
proyectado de concreto como por ejemplo el rebote a la hora de su aplicación o la
adherencia de la mezcla.
En el contexto del proceso constructivo de obras de hormigón resulta de
especial interés, desde un punto de vista económico, la conjunción de dos etapas
del procesado, colocación y compactación, en una sola acción. Esta característica la
cumple perfectamente el hormigón proyectado. En esta técnica la propia Puesta en
obra incluye el proceso de compactación. Esto se consigue mediante la proyección
a alta velocidad del material y aire a presión. La proyección del hormigón tiene
también inconvenientes, como por ejemplo el rebote del hormigón una vez
proyectado, o la disminución de la adherencia de los áridos que conforman el
hormigón. Por este motivo se está estudiando la manera de reducir estos
inconvenientes, y una de las soluciones más eficaces es el uso del aditivo
acelerador. De aquí la importancia y el por que del presente estudio. Tras la
realización de este estudio se ha observado que las características de los aditivos
aceleradores libres de álcali son similares a las de los aditivos aceleradores
basados en aluminatos, pero la similitud en las características se consigue con una
mayor cantidad de acelerador libre de álcali respecto el contenido del acelerador
basada en aluminatos. Además, con el estudio de diferentes familias de aditivos
aceleradores libres de álcalis, se ha observado que la variaciones de los ácidos que
componen los aditivos, tienen diferentes efectos en las características de cada uno
de ellos.
7
El aporte de esta investigación con respecto a nuestro proyecto se basa en la
importancia de los aditivos a la hora de la aplicación del mortero proyectado ya que
una dosificación que no esté en rangos establecidos por el fabricante puede afectar
a la adherencia de la mezcla al momento de ser proyectada, así como también el
objeto de nuestra investigación que sería la resistencia a edades tempranas.
Montoya y otros. (2009) presentaron
denominado
COMPORTAMIENTO
su trabajo de investigación científica
MECÁNICO
Y
DE
FRAGUADO
DE
MORTEROS DE CEMENTO PÓRTLAND GRIS TIPO III CON ADITIVOS.
Presentado en la Revista EIA, ISSN 1794-1237 Número 11, p. 39-49, de la Escuela
de Ingeniería de Antioquia, Medellín (Colombia) se buscó estudiar el desempeño de
dos tipos de aditivos aceleradores y retardantes en morteros en cuanto a tiempo de
fraguado y resistencia a edades requeridas.
En el presente trabajo se estudió la variabilidad en el desempeño de morteros
con el empleo de diferentes lotes de dos tipos de aditivos, uno retardador y uno
acelerador de fraguado, para tal fin se comparó su comportamiento con un mortero
sin aditivo. Se analizaron las propiedades físicas, químicas y mecánicas del
cemento Portland gris tipo III procedente de Cementos Rioclaro, se midieron los
tiempos de fraguado inicial y final utilizando diferentes dosis de aditivos, además se
realizaron medidas de resistencia a la compresión de los morteros con aditivo
retardador. Se encontró poca variabilidad entre los lotes de los aditivos estudiados;
con el aditivo retardador usado se encontró que cuanto mayor es el tiempo de
fraguado inicial, mayor es el tiempo de fraguado final. Utilizando el aditivo en dosis
hasta de 0,6 % en peso del cemento, aumentó el tiempo de retardo a valores entre
550 y 600 min con el aumento del contenido de aditivo. De forma similar, con el
aumento en el contenido del aditivo acelerador, bajo la resistencia inicial y aumentó
la resistencia final del mortero. Con dosis crecientes de aditivo acelerador disminuyó
el tiempo de fraguado de las mezclas estudiadas.
Este proyecto de investigación fue de gran aporte para el presente trabajo de
investigación debido a que toca el tema de la relación de aditivos aceleradores en
morteros y sus dosificaciones con respecto a las resistencias a ciertas edades, tema
fundamental de este trabajo de investigación.
8
Lucero, Alberto. (2009) presentó en su trabajo de investigación para optar al
título de Ingeniero Constructor denominado: INFLUENCIA DE UN ACELERADOR
DE FRAGUADO NORMAL EN LA TRABAJABILIDAD Y RESISTENCIA DE
MORTEROS en la Universidad Austral de Chile, Valdivia (Chile)
Este trabajo estudió la variación que provoca un aditivo acelerarte de fraguado
normal en distintas dosis, en las mezclas de mortero.
De lo anterior se desprende la confección de muestras; la primera una muestra
patrón en condiciones normales y cinco muestras de prueba con incorporación de
distintas dosis de aditivos.
Se determinó resistencias y docilidad del mortero; estableciendo un análisis
comparativo de la muestra patrón con respecto a las demás muestras de prueba.
Este trabajo de investigación sirvió de gran aporte para elaboración del
presente trabajo de grado, debido a que se asemeja en gran parte al mismo.
Yubero, Eduardo. (2010) presentó un trabajo de grado para optar al título de
Ingeniería Civil denominado HORMIGÓN PROYECTADO POR VÍA HÚMEDA.
SITUACIÓN ACTUAL Y NUEVAS APLICACIONES EN ELEMENTOS ARMADOS
en la Universidad Politécnica de Cataluña, Barcelona (España).
El trabajo de investigación tuvo como objetivo el estudio, tanto económico como
de rapidez, de la sustitución de encofrado y vaciado por el hormigón proyectado o
también conocido como hormigón lanzado.
El cual no es más que la unión del concreto con aceleradores los cuales
permiten el rápido fraguado de la mezcla mediante un sistema de aire comprimido
que empuja estos dos elementos, la mezcla de hormigón y los aceleradores.
En el contexto del proceso constructivo de obras de hormigón resulta de
especial interés, desde un punto de vista económico, la conjunción de dos etapas
del procesado, colocación y compactación, en una sola acción. Esta característica la
cumple el hormigón proyectado en el cual se produce la sustitución del encofrado
por un fraguado casi instantánea así como una compactación por impacto contra el
soporte. En este sentido la posibilidad de eliminar las tareas de encofrado y
posterior vibración en el hormigón armadas convencionales se perfila como una
alternativa de lo más atractiva desde un punto de vista de minimización de plazos y
9
costos. Si bien la puesta en obra mediante proyección permite alcanzar elevados
rendimientos, no es menos cierto que induce una serie de variaciones en el material
que deben ser tomadas en cuenta en la fase de proyecto. A lo largo de este trabajo
se repasan, sin carácter excluyente, las diferencias más relevantes entre una
sección de hormigón estructural ejecutado mediante proyección por vía húmeda
respecto a la puesta tradicional (encofrado y vibración). Así el estudio se centra en
las propiedades mecánicas del material (resistencia a compresión, módulo de
elasticidad, retracción, fluencia...) así como aspectos relacionados con la
durabilidad. Tras la realización del estudio se ha comprobado como la solución con
hormigón armado proyectado supone ventajas significativas en relación al plazo,
debiendo enmarcarse siempre dentro de un control de ejecución que contemple y
garantice los aspectos desarrollados en el texto. En el capítulo 1 se han definido el
marco general y los objetivos principales que se persiguen en este trabajo así como
los aspectos metodológicos para tal fin. En el capítulo 2, fruto de una amplia revisión
bibliográfica y, a falta de referencias técnicas sobre el objeto central de estudio de
este trabajo, se presenta una vista general sobre el estado del conocimiento del
hormigón proyectado por vía húmeda. Esta revisión se hace concretamente sobre
propiedades del material, normativa, procedimientos de dosificación y campos de
aplicación. En el capítulo 3 se da una visión general de las principales variaciones
que introduce la proyección mediante vía húmeda en elementos de hormigón
armadas. En el capítulo 4 se encuentran las conclusiones, las fuentes bibliográficas
y otras publicaciones de carácter técnico consultadas durante la realización del
estudio.
Este trabajo de investigación fue de gran aporte para el presente proyecto
debido a que el proceso de colocación del mortero en el recubrimiento o
revestimiento primario del túnel es mediante el proyectado de aplicación vía
húmeda, que es la técnica utilizada en la construcción de la Línea 5 del Metro de
Caracas.
Santiago Patricio, Estela. (2011). Presentó una monografía para optar por el
título de ingeniería civil denominada “DIFERENTES TIPOS DE ADITIVOS PARA
EL CONCRETO, PARA EL FRAGUADO EN 28 DIAS” presentada a la Facultad de
10
Ingeniería de la Universidad Veracruzana, Región Coatzacoalcos-Minatitlán.
Veracruz (Mexico).
Esta investigación presenta un aporte al trabajo, ya que se van a usar
aditivos y ver su tiempo de fraguado, donde está relacionado con los morteros que
se le van a calcular el tiempo de fraguado y su resistencia. Trata específicamente
del conocimiento de los diferentes tipos de Aditivos que existen en el mercado para
su uso en el concreto fresco como endurecido. Esto es de acuerdo al especificado
en la Norma ASTM C 497, ASTM C260 y ACI 212, en donde se explica con
precisión la utilización de cada tipo de aditivo en el concreto.
2.2 Bases teóricas.
Las bases teóricas tienen que ver con las teorías que brindan al investigador
el apoyo inicial dentro del conocimiento del objeto de estudio, es decir, cada
problema posee algún referente teórico, lo que indica, que el investigador no puede
hacer abstracción por el desconocimiento, salvo que sus estudios se soporten en
investigaciones puras o bien exploratorias. Ahora bien, en los enfoques
descriptivos, experimentales, documentales, históricos, etnográficos, predictivos u
otros donde la existencia de marcos referenciales son fundamentales y los cuales
animan al estudioso a buscar conexión con las teorías precedentes o bien a la
búsqueda de nuevas teorías como producto del nuevo conocimiento. (Bavaresco.
2006.)
2.2.1 Diseños de mezclas
Es un procedimiento empírico, y aunque hay muchas propiedades
importantes del concreto o mortero, la mayor parte de procedimientos de diseño
están basados principalmente en lograr una resistencia a compresión para una
edad determinada así como la manejabilidad apropiada para un tiempo
determinado, además se debe diseñar para unas propiedades que el concreto o
mortero deben cumplir cuando una estructura se coloca en servicio.
11
2.2.2 El Concreto
El concreto es el producto resultante de la mezcla de una aglomerante
(generalmente cemento, arena, grava o piedra machacada y agua) que al fraguar y
endurecer adquiere una resistencia similar a la de las mejores piedras naturales.
En cuanto a la calidad de los agregados, es importante adecuarla a las
funciones que debe desempeñar la estructura, a fin que representa el punto débil en
el comportamiento del concreto y en su capacidad para resistir adecuadamente y
por largo tiempo los efectos consecuentes de las condiciones de exposición y
servicio a que esté sometido.
2.2.2.1 Concreto Fresco
Porrero (2009) denomina “Concreto Fresco” al material mientras permanece
en estado fluido, es decir desde el momento cuando todos los componentes son
mezclados hasta que se inicia el endurecimiento de la masa (periodo plástico).
Las propiedades del concreto fresco que interesan y pueden llegar a ser
críticas, no solo por su relación con el concreto en ese estado, sino porque pueden
servir como señal anticipada de las propiedades que pueda tener el material al
endurecer posteriormente.
El comportamiento del concreto fresco depende de las siguientes variables:
sus componentes, de las características del mezclado, de su diseño, del medio
ambiente circulante y de las condiciones de trabajo.
2.2.3. Los Morteros
Los morteros son mezclas plásticas obtenidas con un aglomerante, arena y
agua, que sirven como material de agarre para unir las piedras o ladrillos que
integran las obras de construcción y para revestirlos con enlucido.
Contrariamente
a
otros materiales
constructivos, el
mortero
tiene
peculiaridad de ser empleado en muy distintas aplicaciones en obras civiles.
12
la
2.2.3.1. Tipos de Morteros
Los tipos de morteros se definen en relación al conglomerante que se utiliza.
Los morteros más habituales en construcción son los de yeso, de cal, de
cemento y morteros mixtos o bastardos (de dos aglomerantes, como yeso y cal o cal
y cemento).

El mortero de yeso: Tiene como características un fraguado muy rápido,
pero poca resistencia. Por eso no se lo utiliza para unir ladrillos ni para
revoque, sino para fijar elementos o, a lo sumo, en tabiques interiores que no
soporten grandes cargas.

El mortero de cal: Es una mezcla de cal, arena y agua, muy resistente, que
se usa para muros tanto interiores como exteriores. Es muy flexible y por
eso, resulta fácil de aplicar, aunque es menos impermeable que el de
cemento. Sin embargo, por esta misma capacidad de retener humedad,
resulta ideal para trabajos que requieren buena terminación, ya que tarda
más tiempo en secar.

El mortero de cemento (cemento y arena con agua): Es el más resistente,
aunque por ser el de fraguado más rápido. Se utiliza particularmente para
muros de carga y tabiques de cuartos húmedos (baño), tanto por su
inalterabilidad como por su impermeabilidad.
2.2.3.2. Aplicación de los Morteros

Manual: El mortero se extiende de manera manual con la ayuda de
una llana para posteriormente ser regularizado.
13
IMAGEN N°1 Aplicación Manual de los Morteros
(Fuente: Argenmix. Extraído el 14 de Noviembre de 2014 de www.argenmix.com.ar)

Mecánica: Los morteros son amasados mecánicamente y aplicados
mediante una máquina de proyectar. El mortero proyectado es un mortero
cuyo tamaño máximo de áridos no excederá 8 mm y que aplicado a
máquina, se proyecta a gran velocidad sobre una superficie a través de una
manguera y boquilla.
IMAGEN N°2 Aplicación Mecánica de los Morteros
(Fuente: hormigonelaborado. Extraído el 17 de Noviembre de 2014 de
www.hormigonelaborado.com)
14
IMAGEN N°3 Aplicación Mecánica de los Morteros
(Fuente: Propia)
2.2.3.3 Mortero Proyectado por vía seca.
Procedimiento mediante el cual todos los componentes del mortero o
concreto proyectado son previamente mezclados, a excepción del agua que es
incorporada en la boquilla de salida antes de la proyección de la mezcla. El
transporte de la mezcla sin agua se realiza a través de mangueras.
Especiales de forma neumática (flujo diluido) desde la máquina hasta la
boquilla de proyección.
2.2.3.4 Mortero Proyectado por vía húmeda.
Procedimiento mediante el cual todos los componentes del mortero o
concreto proyectado son previamente mezclados, incluyendo el agua, antes de ser
incorporados a la manguera a través de la cual serán transportados (flujo diluido o
flujo denso) hasta la boquilla de proyección.
15
2.2.3.5 Mortero Proyectado por vía Semi-húmeda.
Procedimiento mediante el cual todos los componentes del mortero o
concreto proyectado son previamente mezclados, a excepción de una parte del
agua que es incorporada a 4-5 metros de la boquilla especial de salida antes de la
proyección de la mezcla. Se utilizan áridos hasta con el 8 % de humedad, bien
debido a su procedencia o añadiéndole dicha agua en planta. El transporte de la
mezcla se realiza a través de mangueras especiales de forma neumática (flujo
diluido) desde la máquina hasta la boquilla de proyección.
2.2.3.6. Rebote de proyección
Componentes del concreto
o mortero proyectado que no quedan
incorporados a la superficie proyectada, al ser rechazados por ésta.
2.2.4. Los Aditivos.
Material químico que se utiliza en una cantidad muy pequeña para alterar
una propiedad específica de otro material o, por el contrario para mejorar sus
características.
En el siguiente trabajo de investigación se utilizarán aditivos que modifiquen
las propiedades y características de fraguado del mortero E-5.
2.2.4.1 Características de los Aditivos.
Su influencia se determina de acuerdo al agua y a la cantidad del agua que
es necesario añadir a la mezcla para obtener la docilidad y compactación necesaria.

Para regular el proceso de fraguado del concreto o mortero.

Que se obtenga el resultado deseado sin tener que variar sustancialmente la
dosificación básica.

Que el producto no tenga efectos negativos en otras propiedades del
concreto o mortero.
16
2.2.4.2 Ventajas de los Aditivos.

Reducción del tiempo de espera necesario para dar acabado
superficial.

Reducción del tiempo de curado.

Adelanto en la puesta en servicio de las estructuras. En éste trabajo
de investigación se busca este punto en específico, ya que los
aditivos utilizados ayudarán a la rapidez de la construcción.

Posibilidad de combatir rápidamente las fugas de agua en
estructuras hidráulicas.

Reducción de presiones sobre los encofrados posibilitando mayores
alturas de vaciado.

Contrarrestar el efecto de las bajas temperaturas en clima frío
desarrollado
con
incrementando
la
mayor
velocidad
temperatura
del
el
calor
concreto
de
o
hidratación,
mortero
y
consecuentemente la resistencia.
2.2.4.3 Propiedades Importantes de los Aditivos en concreto o morteros.

Aceleradores de fraguado: Cloruros [Cl2Ca (más eficaz), ClNa, ClAl, ClFe],
Hidróxidos, Carbonatos., Silicatos. Los aditivos aceleradores son aquellos cuya
función principal es reducir o adelantar el tiempo de fraguado del cemento.
Controlan el tiempo de fraguado del concreto proyectado después de su aplicación,
se utilizan en forma líquida o en polvo. . Un factor importante para el control del
tiempo de fraguado del concreto proyectado es la estabilidad en la dosificación del
aditivo acelerador, razón por la cual la utilización de estos aditivos debe hacerse
desde unidades dosificadoras que garanticen baja variabilidad de la dosis acorde
con el flujo de concreto (sincronización).
17
Según la norma COVENIN 356-94 define a los aditivos aceleradores ‘’Son
aquellos aditivos que aceleran el fraguado y el desarrollo de la resistencia inicial del
concreto’’ y se clasifican como TIPO C

Retardadores de fraguado: Existen dos tipos: Inorgánicos (ZnO, PbO, PO4H3,
BO4H3), Orgánicos (ácido orgánico, glicerina). Estos dependen del tipo, cantidad de
cemento, dosificación y la relación entre el agua y el cemento.
Consiste
en
reacciones
químicas
en
las
que
aparece,
una
película alrededor del cemento, impidiendo que se hidrate.

Aceleradores de endurecimiento: Son los que modifican la resistencia mecánica,
este a su vez puede producir efectos secundarios: Bajan la resistencia final y puede
originar retracciones. En dicho trabajo de investigación se proponen dos aditivos a
analizar que son aceleradores de endurecimiento y de fraguado, se busca verificar
los valores de resistencias mecánicas y finales que cada uno de ellos arroja según
su dosificación.
2.2.5. Fraguado
Proceso de solidificación y pérdida de la plasticidad inicial que tiene lugar en
el hormigón, mortero, cemento, etc., por la desecación y cristalización.
2.2.6. Curado del concreto o mortero
El curado es el proceso por el cual se busca mantener saturado el concreto
o mortero hasta que los espacios de cemento fresco, originalmente llenos de agua
sean reemplazados por los productos de la hidratación del cemento. El curado
pretende controlar el movimiento de temperatura y humedad hacia dentro y hacia
afuera del concreto o mortero. Busca también, evitar la contracción de fragua hasta
que el concreto o mortero alcance una resistencia mínima que le permita soportar
los esfuerzos inducidos por ésta.
La falta de curado del concreto o mortero reduce drásticamente su resistencia.
2.2.6.1. Métodos de curado
18
2.2.6.1.1 Curado con agua
Puede ser por inmersión, haciendo uso de rociadores, utilizando coberturas
húmedas aplicando esta agua sobre el concreto recién fraguado.
2.2.6.1.2 Curado con materiales sellantes
Se utilizan productos naturales como tierra, arena o aserrín aplicándolos
sobre el concreto recién vaciado.
2.2.6.1.3 Curado al vapor
Tiene la gran ventaja que permite ganar resistencia rápidamente. Se utiliza
tanto para estructuras vaciadas en obra como para las prefabricadas, siendo más
utilizado en las últimas. El procedimiento consiste en someter al concreto o mortero
a vapor a presiones normales o superiores, calor, humedad, etc. El concreto curado
al vapor, deberá tener una resistencia similar o superior a la de un concreto curado
convencionalmente. Los cambios de temperatura no deben producirse bruscamente
pues sino ocasionan que el concreto se resquebraje, (Teodoro, 2005).
2.2.7. Resistencia a la compresión
Esfuerzo máximo que puede soportar un material bajo una carga de
aplastamiento. La resistencia a la compresión de un material que falla debido a la
fracturación, se puede definir en límites bastante ajustados, como una propiedad
independiente. Sin embargo, la resistencia a la compresión de los materiales que no
se rompen en la compresión se define como la cantidad de esfuerzo necesario para
deformar el material una cantidad arbitraria. La resistencia a la compresión se
calcula dividiendo la carga máxima por el área transversal original de una probeta
en un ensayo de compresión.
2.2.7.1. Desarrollo de resistencia temprana
Deben tenerse en cuenta las variables que inciden en el desarrollo de la
resistencia temprana, dependiendo del requerimiento del concreto o mortero
proyectado, debe hacerse una distinción entre:
19
• Desarrollo de resistencia muy temprana en el rango de unos pocos minutos hasta
una hora.
• Desarrollo de resistencia temprana en el rango de una hora hasta máximo un día.
Después de eso se necesita el desarrollo de resistencia normal, comparable
con la del concreto estructural. El desarrollo de la resistencia está influenciado por
los siguientes factores:
• Contenido y tipo de cemento
• Contenido de agua
• Temperaturas del concreto y del ambiente (sustrato)
El concreto o mortero proyectado se utiliza principalmente para estabilización
pero también con frecuencia para el relleno de cavidades. El desarrollo de
resistencia muy temprana y temprana es especificado para soporte de roca y suelo
sobre cabeza.
Una
resistencia
a
la
comprensión
medible
se
obtiene
después
de
aproximadamente una hora (en casos especiales o en estabilización inmediata
después de tan sólo unos pocos minutos). Este desarrollo de resistencia determina
cuando se puede continuar perforando. El desarrollo de resistencia temprana
determina el avance del túnel.
2.2.7.2. Resistencia final
Junto
con
las
resistencias
muy
temprana
y
temprana
requeridas
específicamente en el concreto o mortero proyectado, hay requerimientos
mecánicos para el concreto o mortero proyectado endurecido, así como los hay para
el concreto convencional, generalmente a los 28 días. El nivel de resistencia se
basa en los requerimientos de diseño. La resistencia a la comprensión se mide
sobre núcleos tomados de la estructura o de paneles proyectados. Muestras en
cubos de 5.08 x 5.08 cm (ASTM C109M – 2002) del concreto o mortero se utilizan
para controles, pero estas representan el concreto o mortero proyectado aplicado ya
que las características pueden cambiar considerablemente debido al proceso de
20
proyección. Los aceleradores de fraguado empleados y la habilidad del operador de
la boquilla o lanzador tienen una enorme influencia en la resistencia final obtenida.
2.2.8. Túneles
Un túnel es un pasadizo subterráneo, completamente cerrado, excepto por
las aberturas de entrada y salida, generalmente en cada extremo.
Un túnel puede ser peatonal, para el tráfico por carretera de vehículos, para
el tráfico ferroviario, o para un canal. Las porciones centrales de una red de
transporte rápido se construyen generalmente en túneles. Algunos túneles
acueductos se construyen para el suministro de agua, el consumo, para centrales
hidroeléctricas o alcantarillas. Los túneles de servicio sirven para el vapor de
enrutamiento, agua enfriada, la energía eléctrica o los cables de telecomunicación,
así como la conexión de edificios para el paso conveniente de personas y equipos.
2.2.8.1 Métodos constructivos de túneles
Los túneles se excavan en los tipos de materiales que van desde la arcilla
suave hasta la roca dura. El método de construcción del túnel depende de factores
tales como las condiciones del terreno, las condiciones del agua subterránea, la
longitud y el diámetro de la unidad del túnel, la profundidad del túnel, la logística de
apoyo a la excavación del túnel, el uso final, la forma del túnel y la gestión adecuada
del riesgo.
Hay dos tipos básicos de construcción de túneles de uso común:
2.2.8.1.1 Cortar y cubrir túneles
Construidos en una zanja poco profunda y luego se cubre de nuevo. También
conocido como trinchera abierta.
Corte y presentación es un método simple de construcción de túneles poco
profundos, donde se excavó una zanja y techado con un sistema de soporte elevado
lo suficientemente fuerte como para soportar la carga de lo que se va a construir
sobre el túnel. Dos formas básicas de corte y la cubierta de túnel están disponibles:
21

Método de abajo hacia arriba: Una zanja se excava, con apoyo en tierra,
según sea necesario, y el túnel se construye en el mismo. El túnel puede ser
de hormigón en obra, prefabricados de hormigón, elementos prefabricados
de arcos o los arcos de acero corrugado, en los primeros días se utilizaron
ladrillos. La zanja es entonces cuidadosamente rellenada y la superficie que
se restablezca.

Método de arriba hacia abajo: las paredes laterales de soporte y vigas de
nivelación se construyen a partir del nivel del suelo mediante métodos tales
como muros de lodo o contiguas aburrido acumulando. A continuación, una
excavación poco profunda permite hacer el techo del túnel de vigas
prefabricadas o en hormigón in situ. La superficie que se restablezca
después excepción de las aberturas de acceso. Esto permite una
reincorporación anticipada de carreteras, servicios y otras características de
la superficie. Excavación a continuación, se lleva a cabo bajo el techo del
túnel permanente y la losa de base se construye.
2.2.8.1.2 Túneles aburridos
Construidos in situ, sin necesidad de retirar la tierra arriba. Por lo general son
de sección transversal circular o de herradura.
En este tipo de construcción de túneles se puede nombrar al NATM (nuevo
método de túnel austríaco) sus siglas en inglés, el cual fue desarrollado en la
década de 1960 y es el más conocido de una serie de soluciones de ingeniería, que
utilizan procedimientos, calculados y medidos en tiempo real para proporcionar
apoyo seguro optimizado en el revestimiento del túnel. La idea principal de este
método es el uso de la tensión geológica de la masa de roca circundante para
estabilizar el propio túnel, por lo que permite una relajación será el estrés de
reasignación medido en la roca circundante para evitar que se conviertan en cargas
completas impuestas a las medidas de apoyo introducidas. Basado en las
mediciones geotécnicas, una sección transversal óptima se calcula. La excavación
está protegida inmediatamente por un refuerzo de acero al que se le denominan
costillas, donde luego ira una capa de mortero proyectado, comúnmente conocida
como mortero proyectado, después de la excavación.
22
IMAGEN N°4 Método NATM de construcción de túneles
(Fuente: geotechpedia. Extraído el 18 de Noviembre de 2014 de
23
www.blog.geotechpedia.com)
IMAGEN N°5 Refuerzo de acero en la construcción de túneles según
NATM
(Fuente: YOUTUBE Extraído el 18 de Noviembre de 2014 de
www.youtube.com)
IMAGEN N°6 Revestimientos en el método NATM
(Fuente: Dr. Sauer & Partners Extraído el 18 de Noviembre de 2014 de www.dr-sauer.com )
24
2.3 Definición de términos básicos
Excavación: Se entenderá por excavación al proceso de excavar y retirar
volúmenes de tierra u otros materiales. (Fuente: ingenierocivilinfo. Extraído el 17 de
Noviembre
de
2014
desde
http://www.ingenierocivilinfo.com/2010/01/excavacion.html)
Tensión: Es un sistema de fuerzas internas dentro de un cuerpo, que se establece
como reacción a una fuerza externa tendente a cambiar su forma o volumen.
(Fuente: Glosarios.servidor. Extraído el 16 de Noviembre de 2014 desde
http://glosarios.servidor-alicante.com/geologia/tension)
In Situ: Esta expresión latina se usa generalmente para señalar un objeto o suceso
observado en el lugar, o también para una manipulación realizada en un lugar.
(Fuente: Quees. Extraído el 17 de noviembre de 2014 desde http://quees.la/in-situ/)
25
2.4 Operacionalización de las variables
26
CAPÍTULO III
MARCO METODOLÓGICO.
Según Fidias Arias (1999), la metodología del proyecto incluye el tipo o tipos
de investigación, las técnicas y los procedimientos que serán utilizados para llevar a
cabo la indagación. Es el “cómo” se realizará el estudio para responder al problema
planteado” (pág. 45).
De acuerdo a esto la metodología está relacionada con el método, o con los
pasos necesarios para desarrollarla, pasando por la población, diseño, tipo,
muestra, técnicas e instrumentos. Ella contempla todos los métodos y técnicas a
ser aplicadas al trabajo de investigación.
3.1 Tipo de investigación.
Proyecto Factible
Arias, (2006, p. 134), señala: “Que se trata de una propuesta de acción para
resolver un problema práctico o satisfacer una necesidad. Es indispensable que
dicha propuesta se acompañe de una investigación, que demuestre su factibilidad o
posibilidad de realización”.
Por ende éste trabajo de investigación es de tipo proyecto factible ya que
busca demostrar sus factibilidades o posibilidades de realizaciones.
3.2 Nivel de investigación
Para Fidias Arias (2006) en su libro “El Proyecto de Investigación”: “El nivel
de investigación se refiere al grado de profundidad con que se aborda un objeto o
fenómeno” (p.19), los niveles son los siguientes: “la investigación exploratoria,
aquella que se efectúa sobre un tema u objeto desconocido o poco estudiado, por lo
que sus resultados constituyen una visión aproximada de dicho objeto, es decir, un
nivel superficial de conocimientos” (p.23).
De acuerdo a lo anterior, se puede afirmar que la actual investigación es de
nivel exploratoria, ya que este estudio se está realizando por primera vez con el fin
de dar pie a futuras investigaciones, adicional a esto se describirán los hechos como
son observados, con el fin de establecer su estructura o comportamiento, teniendo
como objetivo la descripción precisa del evento de estudio.
28
3.3 Diseño de Investigación.
Según Palella y Martins (2006) el diseño de investigación se refiere a la
estrategia que adopta el investigador para responder al problema, dificultad o
inconveniente plateada en el estudio.
Según el autor Arias (2012). “La investigación de campo es aquella que
consiste en la recolección de todos directamente de los sujetos investigados, o de la
realidad donde ocurren los hechos (datos primarios), sin manipular o controlar
variables alguna”. (p.31)
Según al planteamiento anteriormente expuesto, la presente investigación
tiene un diseño de campo tipo “Experimental”, pues se harán una serie de pruebas
en las que se manipula las variables experimentales con los datos primarios y a su
vez, se manejará una muestra a control, que no estará sujeta a la variable; para así
verificar los efectos del experimento realizado.
3.4 Población y Muestra.
3.4.1 Población.
Hace referencia a todas las unidades de la investigación que se estudian de
acuerdo a la naturaleza del problema, las cuales deben poseer características
comunes dando origen a la investigación. Arias (1999), señala que “es el conjunto
de elementos con características comunes que son objetos de análisis y para los
cuales serán válidas las conclusiones de la investigación” (p.98).
Con relación a este señalamiento, el presente trabajo de investigación tiene
una población de dosificaciones y diseños de mezclas en general para cada aditivo
acelerador adicionados al mortero E-5 respecto a la norma COVENIN 484-93
3.4.2 Muestra.
Arias (1999) destaca que “la muestra es un subconjunto representativo de un
universo o población" (p.22), y que “la investigación bibliográfica en el universo
equivale al tema de estudio. Por otra parte, los estudios de caso se concentran en
29
uno o pocos elementos que se asumen, no como un conjunto sino como una sola
unidad” (p.22).
Según lo planteado, en la investigación se tienen muestras finitas de cada
aditivo acelerador y su dosificación para con las edades que se desean ensayar.
Para cada producto son 3 dosificaciones
y 4 edades distintas, para ello se
realizaran por cada producto 108 probetas cubicas de 5.08 cm (50.8 mm) de lado
ya que, cada molde de cada dosificación tiene para vaciar 3 und. de cubos según
norma COVENIN 484-93.
En total se realizarán 216 muestras donde hay 2 grupos, cada uno con 108
muestras de 4 edades distintas y 3 dosificaciones diferentes
3.5 Técnicas e instrumentos de Recolección de Datos.
Las técnicas e instrumentos de recolección de datos son un conjunto de
herramientas que permiten la obtención de datos necesarios para la investigación.
Según Fidias Arias (2006) "se entiende como técnica, el procedimiento o
forma particular de obtener datos o información" (p.12). Ahora bien, en relación a las
técnicas de recolección que se utilizan en el presente trabajo para cumplir con el
objetivo general de estudio, se empleó el análisis documental. Hurtado (2002) define
el análisis documental como
“una técnica en la cual se recurre a información
escrita, ya sea bajo la forma de datos que pueden haber sido producto de
mediciones hechas por otros, o como textos que en sí mismos constituyen los
eventos de estudio” (p. 427).
Carlos Sabino (1992), encontró lo siguiente: un instrumento de recolección
de datos es en principio cualquier recurso del que pueda valerse el investigador
para acercarse a los fenómenos y extraer de ellos información. De este modo el
instrumento sintetiza en si toda la labor previa de la investigación, resume los
aportes del marco teórico al seleccionar datos que corresponden a los indicadores y
por lo tanto a las variables o conceptos utilizados. (p.149, 150)
30
Para efecto de la investigación la técnica requerida es la observación directa, debido
a que se debe estudiar directamente el caso que produce el fenómeno, de tal forma
en que se pueda entrar en contacto con el mismo, para así adquirir los datos
necesarios para su estudio.
Se utilizarán algunos instrumentos tales como: block de notas, planilla de
valores, entre otros. Estos permitirán registrar la información recabada en la
investigación. Con que se llevó a cabo el procedimiento que se puede dividir en dos
fases: La primera en el laboratorio donde se encuentran probetas cubicas de 5.08
cm (50.8 mm) los cuales se rellenan con el mortero E-5 adicionado con
aceleradores y sus respectivas dosificaciones, una prensa hidráulica la cual arroja
los datos de resistencias de quebramiento de los cubos de mortero con las
adiciones de aceleradores. Luego se recolectan los datos de dichas resistencias y
se pasan a las planillas o tabla de datos la cual indica su valor. Según Norma
COVENIN 484-93.
31
CAPÍTULO IV
PRESENTACIÓN Y ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS.
4.1. Introducción
Para el desarrollo del tipo de investigación cada trabajo requiere de una serie
de procedimientos que se deben manejar de forma específica según sea el caso y
unos criterios teóricos aplicados a la práctica de desarrollo.
A continuación se presentarán los resultados obtenidos del presente trabajo
de investigación, expresando de esta manera cómo se realizaron los objetivos
específicos, los cuales a su vez permiten obtener el resultado del objetivo general al
analizar la influencia de las dosis de distintos aditivos aceleradores de fraguado en
el mortero utilizado para el proyectado del recubrimiento primario en los túneles de
la Línea 5 del Metro de Caracas.
4.2. Procedimiento de la investigación
4.2.1. Evaluar la influencia de la resistencia a la compresión sobre la
dosificación de cada aditivo acelerador.
Para cada aditivo acelerador se establecerán 3 dosificaciones distintas
basándonos en las fichas técnicas de cada marca de aditivo, cada una indica que el
rango de porcentaje de cada uno de estos oscila desde 2% a un 8% del peso del
cemento del diseño con el que se trabaje
El peso del cemento en el diseño del mortero E-5 es de 475 kg, por lo tanto
se eligen los porcentajes 2%, 5%, y 8% escogiéndolos de dicha manera por ser
porcentajes mínimo, intermedio y máximo, resultando 9.5 kg, 23.75 kg y 38 kg de
aditivos respectivos a los porcentajes escogidos.
Como el aditivo viene en una presentación liquida, es de mayor facilidad
utilizar esos valores de kg en lts, para ello se divide cada uno entre la densidad de
cada aditivo que es de 1.2kg/lts obteniendo un resultado de 7.9 lts, 19.79 lts y 31.66
lts respectivamente y redondeándolos a su decena más cercana se obtiene 10 lts ,
20 lts y 30 lts
Las dosificaciones serán las siguientes: 10 lts/m3, 20 lts/m3 y 30 lts/m3 (Lts
de aditivo y M3 de mortero). En laboratorio se dosificará según el volumen con el
33
recipiente que se vaya a trabajar la mezcla, ya que 1m3 de mortero es una cantidad
considerablemente alta al momento de realizar ensayos.
En este objetivo se evaluará solamente la influencia de la resistencia sobre la
dosificación de cada aditivo, es decir no se tomará en cuenta las edades pero se
trabajará con una sola tabla donde estarán las edades.
4.2.2. Analizar la variación de acuerdo a la resistencia a la compresión
en función de la edad para cada aditivo acelerador
Según norma COVENIN 356-94, TABLA 1 y 2 (REQUISITOS FÍSICOS Y
MECÁNICOS), se presentan valores predeterminados de resistencia mínimas a la
compresión a distintas edades y tipo de aditivo, en nuestro caso aceleradores que
son del tipo C.
De este punto se partirá para realizar una comparación entre los valores que
se obtendrán de cada aditivo según su edad y los valores predeterminados que la
norma indica, para así su posterior análisis entre los rangos de valores establecidos.
4.2.3. Determinar la dosificación en función de la edad de cada aditivo
acelerador.
Cada aditivo acelerador requiere de unas mezclas basadas en las edades
(tiempo de resistencia requerida) y su dosificación, que para cada edad deberá
tener mezclas según su dosificación.
Cada dosificación/edad requiere un mínimo según norma 484-93 (6.1.1) de
3 cubos de lado 5.08 cm ancho x 5.08 cm alto x 5.08 cm de profundidad, es decir de
131.1 cm3 c/u, pero se establecerán 9 cubos por dosificación/edad. Los moldes
contienen hasta 3 cubos por lo que es necesario 3 moldes según dosificación/edad
.
34
Se maneja bajo una tabla del siguiente modelo: (TABLA DOSIFICACIÓN/EDAD)
(Nombre de Aditivo Acelerador)
Edades
Dosificación (lts/m3)
10
20
30
12 horas
24 horas
72 horas
28 días
Tabla n°1 (Dosificación Edad)
Fuente: Elaboración propia
Previamente a la realización de las mezclas en el laboratorio se tiene que
contar con los siguientes materiales y/o herramientas de trabajo:

Balanza

Brochas

Gasoil

Recipiente con volumen conocido

Probetas cubicas

Enrasadora de concreto

Prensa de resistencia a compresión

Plataforma Vibradora
35

Aditivos Aceleradores a estudiar (MEYCO 160, SILICATO DE
SODIO 3.22)

Mortero a estudiar (E-5)
Antes de llegar el mortero E-5 al laboratorio es necesario calcular la dosificación
de aditivo acelerador con respecto a la proporción del recipiente con el volumen
conocido de mortero, ya que 1m3 de mortero lleva cierta dosificación de aditivo
acelerador, el valor que se obtiene de esta proporción es conseguido con exactitud
introduciendo dicho aditivo acelerador en el cilindro graduado hasta el valor
indicado, también se coloca con una brocha el gasoil en el interior de los moldes de
cubos.
Al momento de llegar el mortero, se llena el recipiente con el volumen conocido,
luego se procede a adicionar al mortero la proporción de aditivo según el volumen
del recipiente, mezclándolos manualmente hasta que quede homogenizada la
mezcla, se introduce esta mezcla en los moldes seguido se colocan en la plataforma
vibradora para que el mortero en el cubo ocupe espacios vacíos de aire, estos luego
se enrasan para garantizar que el volumen del cubo sea el correcto.
Una vez el molde lleno y enrasado se identifica según su Dosificación/edad para
su posterior desencofrado. Luego de fraguar el mortero se desencofra para tomar su
peso en la balanza, el cubo es identificado con su Dosificación/edad y su peso para
para luego ser introducido en la prensa de resistencia a compresión donde
determinaremos la resistencia dividiendo la carga sobre el área del cubo.
Para cada edad es requerido un tiempo determinado de desencofrado y
procedimientos, para ello hay ciertos criterios que debemos tomar en cuenta como
los del curado de la muestra según norma 484-93 (7.1), que son los siguientes:

Mezclas de Edad 12 Hrs: Se desencofran a las 12 horas donde
inmediatamente se realiza su prueba de resistencia a la compresión

Mezclas de Edad 24 Hrs: Se desencofran a las 12 horas donde
inmediatamente se introducen en una cámara de curado durante un
36
tiempo de 12 horas y luego se realiza su prueba de resistencia a la
compresión

Mezclas de Edad
72 Hrs: Se desencofran a las 12 horas donde se
inmediatamente se introducen en una cámara de curado durante el
tiempo restante a las 72 horas y luego se realiza su prueba de resistencia
a la compresión

Mezclas de Edad 28 Días: Se desencofran a las 12 horas donde
inmediatamente se introducen en una cámara de curado durante el
tiempo restante a los 28 días y luego se realiza su prueba de resistencia
a la compresión
37
IMAGEN N°7 Balanza
(Fuente: Propia)
IMAGEN N°8 Brocha
(Fuente: Propia)
IMAGEN N°9 Recipiente con Volumen conocido por peso del agua
(Fuente: Propia)
38
IMAGEN N°10 Molde de Probetas cúbicas (5.08 cm x 5.08 x 5.08)
(Fuente: Propia)
IMAGEN N°11 Molde de Probetas cúbicas (5.08 cm x 5.08 x 5.08)
(Fuente: Propia)
39
IMAGEN N°12 Prensa de Resistencia a compresión
(Fuente: Propia)
40
IMAGEN N°13 Cubos de lado 5.08 cm en cámara de curado
(Fuente: Propia)
IMAGEN N°14 Plataforma Vibradora
(Fuente: Propia)
41
Para el control de la recolección de datos al momento de los ensayos en el
laboratorio se utiliza la siguiente tabla:
IMAGEN N°15 Hoja para la recolección de datos utilizada en el laboratorio
(Fuente: Propia)
Luego estos datos son introducidos en una base de datos virtual para su
respaldo
Tabla n°2 (Resistencias según dosificación de aditivo)
Fuente: Elaboración Propia
42
4.2.4 Diseñar tablas de resistencia/dosificación/edad para cada aditivo
acelerador.
A partir de los datos recolectados se realizarán las gráficas de cada aditivo
acelerador, para tenerlos en el frente de trabajo al momento que sea requerido su
uso en el campo y así establecer un criterio de control de calidad para el
revestimiento primario proyectado en los túneles de la Línea 5 del Metro de
Caracas.
Para cada aditivo se realizarán 3 tablas de Resistencia/dosificación/edad,
comprendidas cada una según sea su dosificación de litros (lts) de aditivo sobre
metros cúbicos (m3) de mortero. Luego se establecerá una tabla definitiva, donde se
puede escoger la dosificación según lo requerido en obra, ya que en dicha tabla las
tres dosificaciones muestran su comportamiento de resistencia con respecto a las
edades utilizadas.
El procedimiento para el cálculo de la resistencia a la compresión según la
norma COVENIN 484-93 indica que ‘’Se ensayan las probetas inmediatamente
después de sacarlas del ambiente de curado’’. Una vez ensayadas ‘’Se anota la
carga total máxima indicada por la máquina y se expresa la resistencia a la
compresión en MPa’’.
Sin embargo, los valores que se utilizaron de resistencia fueron en Kg/cm2
que es equivalente a 98066500 MPa, transformándolos posteriormente para un
cumplimiento con la norma.
En la interacción con los valores de las resistencias, la misma norma indica
que ‘’Las probetas que resulten defectuosas o que den resistencias que difieren en
más del 10 % del valor promedio del ensayo de resistencia a la compresión de tres
cubos moldeados de una sola mezcla de mortero y ensayados en la misma edad’’
4.2.4.1 Aditivo Acelerador MEYCO 160 de la marca (BASF)
Se recolectaron los datos y se vaciaron en un cuadro de datos de la
siguiente manera:
43
Tabla n°3 (Datos de resistencia a la compresión según edad, de la dosificación 10
Lts/m3 para el aditivo acelerador MEYCO 160)
Fuente: Elaboración Propia
44
Resistencias a la compresión (Kg/cm2)
Aditivo Acelerador MEYCO 160 (10
lts/m3) (BASF)
350
300
250
MEYCO 160 (10
lts/m3)
200
150
100
50
0
12 horas
24 horas
72 horas
28 días
Edades
Gráfica n°1 (Curva de resistencia a la compresión según edad, de la dosificación 10
Lts/m3 para el aditivo acelerador MEYCO 160)
Fuente: Elaboración Propia
45
Tabla n°4 (Datos de resistencia a la compresión según edad, de la dosificación 20
Lts/m3 para el aditivo acelerador MEYCO 160)
Fuente: Elaboración Propia
46
Resistencias a la compresión (Kg/cm2)
Aditivo Acelerador MEYCO 160 (20
lts/m3) (BASF)
350
300
250
200
MEYCO 160 (20
Lts/m3)
150
100
50
0
12 Horas
24 Horas
72 Horas
28 Días
Edades
Gráfica n°2 (Curva de resistencia a la compresión según edad, de la dosificación 20
Lts/m3 para el aditivo acelerador MEYCO 160)
Fuente: Elaboración Propia
47
Tabla n°5 (Datos de resistencia a la compresión según edad, de la dosificación 30
Lts/m3 para el aditivo acelerador MEYCO 160)
Fuente: Elaboración Propia
48
Resistencias a la compresión (Kg/cm2)
Aditivo Acelerador MEYCO 160 (30
lts/m3) (BASF)
300
250
200
150
MEYCO 160 (30
Lts/m3)
100
50
0
12 Horas
24 Horas
72 Horas
28 Días
Edades
Gráfica n°3 (Curva de resistencia a la compresión según edad, de la dosificación 30
Lts/m3 para el aditivo acelerador MEYCO 160)
Fuente: Elaboración Propia
49
Resistencias a la compresión (Kg/cm2)
350
300
Aditivo Acelerador MEYCO 160
(BASF)
250
200
10 Lts/m3
150
20 Lts/m3
30 Lts/m3
100
50
0
12 horas
24 horas
72 horas
28 días
Edades
Gráfica n°4 (Curvas de resistencia a la compresión según edad, de las
dosificaciones 10, 20, 30 Lts/m3 para el aditivo acelerador MEYCO 160)
Fuente: Elaboración Propia
4.2.4.2 Aditivo Acelerador Silicato de Sodio 3.22 de la marca (GlassVen)
Se recolectaron los datos y se vaciaron en un cuadro de datos de la
siguiente manera:
50
Tabla n°6 (Datos de resistencia a la compresión según edad, de la dosificación 10
Lts/m3 para el aditivo acelerador SILICATO DE SODIO 3.22)
Fuente: Elaboración Propia
51
Resistencias a la compresión (Kg/cm2)
Aditivo Acelerador Silicato de Sodio
3.22 (GlassVen) (10 Lts/m3)
350
300
250
200
150
Silicato de Sodio 3.22 (10
Lts/m3)
100
50
0
12 Horas
24 Horas
72 Horas
28 Días
Edades
Gráfica n°5 (Curva de resistencia a la compresión según edad, de la dosificación 10
Lts/m3 para el aditivo acelerador SILICATO DE SODIO 3.22)
Fuente: Elaboración Propia
52
Tabla n°7 (Datos de resistencia a la compresión según edad, de la dosificación 20
Lts/m3 para el aditivo acelerador SILICATO DE SODIO 3.22)
Fuente: Elaboración Propia
53
Resistencias a la compresión (Kg/cm2)
350
Aditivo Acelerador Silicato de Sodio
3.22 (GlassVen) (20 Lts/m3)
300
250
200
150
Silicato de Sodio 3.22 (20
Lts/m3)
100
50
0
12 Horas
24 Horas
72 Horas
28 Días
Edades
Gráfica n°6 (Curva de resistencia a la compresión según edad, de la dosificación 20
Lts/m3 para el aditivo acelerador SILICATO DE SODIO 3.22)
Fuente: Elaboración Propia
54
Tabla n°8 (Datos de resistencia a la compresión según edad, de la dosificación 30
Lts/m3 para el aditivo acelerador SILICATO DE SODIO 3.22)
Fuente: Elaboración Propia
55
Resistencias a la compresión (Kg/cm2)
Aditivo Acelerador Silicato de Sodio
3.22 (GlassVen) (30 Lts/m3)
350
300
250
200
Silicato de Sodio 3.22 (30
Lts/m3)
150
100
50
0
12 Horas
24 Horas
72 Horas
28 Días
Edades
Gráfica n°7 (Curva de resistencia a la compresión según edad, de la dosificación 30
Lts/m3 para el aditivo acelerador SILICATO DE SODIO 3.22)
Fuente: Elaboración Propia
56
Resistencias a la compresión (Kg/cm2)
350
300
250
200
10 Lts/m3
150
20 Lts/m3
30 Lts/m3
100
50
0
12 Horas
24 Horas
72 Horas
Edades
28 Días
Gráfica n°8 (Curvas de resistencia a la compresión según edad, de las
dosificaciones 10, 20, 30 Lts/m3 para el aditivo acelerador SILICATO DE SODIO
3.22)
Fuente: Elaboración Propia
57
4.3. Cronograma de Actividades
Cronograma de Actividades
OBJETIVO
ACTIVIDAD
Evaluar la
influencia de
la resistencia
a la
compresión
sobre la
dosificación
de cada
aditivo
acelerador.
Se establecieron tres
dosificaciones distinta,
con las cuales se
evaluo la influencia de
la resistencia.
En Feb
2014
Mar Abr May Jun Ago Sept Oct
De este punto se
partirá para realizar
una comparación entre
los valores que se
Analizar la
obtendrán de cada
variación de
aditivo según su edad y
acuerdo a la
los valores
resistencia a
predeterminados que la
la
norma COVENIN 356compresión
94, TABLA 1 y 2
en función de
(REQUISITOS
la edad para
FÍSICOS Y
cada aditivo
MECÁNICOS) indica
acelerador.
para así su posterior
análisis entre los
rangos de valores
minimos establecidos.
Cada dosificación/edad
requiere un mínimo
Determinar
según norma
la
COVENIN 484-93
dosificación
(6.1.1) de 3 cubos de
en función de
lado 5.08 cm ancho x
la edad de
5.08 cm alto x 5.08 cm
cada aditivo
de profundidad, pero se
acelerador.
establecerán 9 cubos
por dosificación/edad.
A partir de los datos
recolectados de
resistencia/dosificación
/edad se realizarán
Diseñar
tablas de
dichas gráficas de
resistencia/d
cada aditivo
osificación/ed
acelerador, para
ad para cada tenerlos en el frente de
aditivo
trabajo al momento que
acelerador.
sea requerido su uso
en el campo y así
establecer un criterio
de control de calidad.
Tabla n°9 (Cronograma de actividades según objetivo especifico)
Fuente: Elaboración Propia
58
Nov
CAPÍTULO V
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES.
5.1 Conclusiones
El presente trabajo de investigación se tituló: Comportamiento de dos
aditivos aceleradores con el mortero E-5, utilizado en el revestimiento primario
proyectado en los túneles de la Línea 5 del Metro de Caracas, se realizó en función
de una necesidad por parte de la empresa Construtora Norberto Odebrecht de
utilizar dos aditivos aceleradores de fraguado existentes en un ambiente de escases
de materiales de construcción, para el revestimiento primario proyectado de la
construcción de dichos túneles.
Un aspecto esencial de la investigación fue garantizar que se cumpla la
resistencia mínima que el proyecto de esta obra tiene establecido, para ello se
delinearon 4 objetivos específicos los cuales se trabajaron con cautela y bajo
normas específicas de resistencias de morteros y aditivos.
Tomando en cuenta lo anterior, en utilizar dos distintos aditivos aceleradores
de diferentes marcas, se establecieron distintos parámetros específicos para las
dosificaciones de aditivos sobre el mortero, utilizadas en campo.
En el frente de excanacion cuando el suelo o terreno es estable se
recomienda utilizar el aditivo acelerador MEYCO 160 (BASF), sin embargo, con
terrenos pocos estables es recomendado utilizar el aditivo acelerador Silicato de
Sodio 3.22 (GlassVen)

Se puede concluir que con ambos aditivos aceleradores a unas
dosificaciones (lts/m3) 10, 20 y 30 sus valores de resistencia a la
compresión del mortero en función de las edades a las 12 horas, 24
horas, 72 horas y 28 días fueron exponenciales, es decir, que sus
valores fueron en crecimiento.

El mortero E-5 con el aditivo acelerador MEYCO 160 (BASF) y una
dosificación de 10 Lts/m3 tuvo un comportamiento que a los 28 días
logró alcanzar y superar la resistencia mínima de 300 Kg/cm2.

De igual manera el mortero E-5 con el aditivo acelerador MEYCO
160 (BASF) y una dosificación de 20 Lts/m3 tuvo un comportamiento
60
que a los 28 días logró alcanzar la resistencia mínima de 300
Kg/cm2.

El aditivo acelerador MEYCO 160 (BASF) con una dosificación de 30
lts/m3 en el mortero E-5 comenzó con una alta resistencia a las 12 y
24 horas con respecto a las otras dos dosificaciones pero fueron
disminuyendo las resistencias con respecto a las de 10 y 20 (lts/m3)
y no logró alcanzar la resistencia mínima requerida por el proyecto
(300 Kg/cm2.).

El comportamiento del aditivo acelerador Silicato de Sodio 3.22
(GlassVen) con una dosificación de 10 lts/m3 en el mortero E-5 al
igual que el MEYCO 160 (BASF) logró alcanzar y superar la
resistencia mínima requerida por el proyecto (300 Kg/cm2.).

La dosificación de 20 Lts/m3 del aditivo acelerador Silicato de Sodio
3.22 (GlassVen) sobre el mortero E-5 no logró alcanzar los 300
Kg/cm2 requeridos por el proyecto.

La dosificación de 30 Lts/m3 del aditivo acelerador Silicato de Sodio
3.22 (GlassVen) sobre el mortero E-5 logró alcanzar los 300 Kg/cm2
requeridos por el proyecto.

El aditivo acelerador Silicato de Sodio 3.22 (GlassVen) sobre el
mortero E-5 logró mayores resistencias a la compresión a edades de
12, 24, y 72 horas con respecto a el MEYCO 160 (BASF).

El aditivo acelerador MEYCO 160 (BASF) sobre el mortero E-5 logró
mayores resistencias a la compresión a la edad de 28 días con
respecto a aditivo acelerador Silicato de Sodio 3.22 (GlassVen)
5.2 Recomendaciones

Se recomienda utilizar el aditivo acelerador MEYCO 160 (BASF) en primera
instancia en la construcción de los revestimientos primarios proyectados de
estos túneles, ya que se pueden utilizar bajas dosificaciones que cumplen
con las resistencias a la compresión mínimas del proyecto haciendo menos
onerosa la construcción de la Línea 5 del Metro de Caracas.

El aditivo Silicato de Sodio 3.22 (GlassVen) es recomendable a la hora de
obtener unas resistencias altas a tempranas edades, mas sin embargo, a
61
edades de 28 días se tienen que utilizar mayores dosificaciones con
respecto al aditivo acelerador MEYCO 160 (BASF).

Es recomendable la utilización de las gráficas de cada edad/aditivoacelerador en obra, ya que permiten ayudar a la toma de decisión según sea
el stock de estos aditivos aceleradores en el campo.
62
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Científica, Venezuela, 4ta. Edición, Editorial Episteme.
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63
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TRABAJOS DE INVESTIGACIÓN
Galobardes
CARACTERIZACIÓN
Reyes,
Isaac.
(2009).ESTUDIO
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ADITIVOS
ACELERANTES
RELATIVO
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LA
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Montoya
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COMPORTAMIENTO
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Yubero, Eduardo. (2010).HORMIGÓN PROYECTADO POR VÍA HÚMEDA.
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Barcelona (España).
Santiago Patricio, Estela. (2011). DIFERENTES TIPOS DE ADITIVOS PARA
EL CONCRETO, PARA EL FRAGUADO EN 28 DIAS. Veracruz (Mexico).
66
Anexos
Anexo A-1
Norma COVENIN 484-1993
67
Anexo A-2
Norma COVENIN 356-1994
68
Anexo A-3
Hoja de datos de seguridad del Material (Meyco 160)
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Anexo A-4
Normas de seguridad y prevención (Silicato de sodio 3.22)
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