uniones a tensión en guadua con mortero y varilla
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UNIONES A TENSIÓN EN GUADUA CON MORTERO Y VARILLA. COMPORTAMIENTO DE UNIONES CON USO DE EXPANSIVO EN EL MORTERO. EDWIN HELÍ FLÓREZ FORERO UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA FACULTAD DE INGENIERÍA DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA CIVIL Y AGRÍCOLA UNIDAD ACADÉMICA DE ESTRUCTURAS BOGOTÁ D.C. 2003 UNIONES A TENSIÓN EN GUADUA CON MORTERO Y VARILLA. COMPORTAMIENTO DE UNIONES CON USO DE EXPANSIVO EN EL MORTERO EDWIN HELÍ FLÓREZ FORERO Trabajo de grado para optar el título de INGENIERO CIVIL Directora CAORI PATRICIA TAKEUCHI TAN Ingeniera Civil UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA FACULTAD DE INGENIERÍA DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA CIVIL Y AGRÍCOLA UNIDAD ACADÉMICA DE ESTRUCTURAS BOGOTÁ D.C. 2003 NOTA DE ACEPTACIÓN ING. CAORI PATRICIA TAKEUCHI TAN Directora del Proyecto de Grado ING. JOSE GABRIEL GÓMEZ CORTÉS Jurado ING. JOSE RICARDO MARTÍNEZ VARGAS Jurado Bogotá D.C., 8 de Agosto de 2003 A Dios y a la vida, por poder estar haciendo lo que me gusta hacer. . Agradecimientos AGRADECIMIENTOS A mis padres y hermano por darme apoyo dentro de ese núcleo familiar, porque me han enseñado los principios y me han dado la oportunidad de formarme intelectual y moralmente para poder, en este caso, estar presentando este proyecto. También agradezco muy especialmente a mis tías y familiares que me han apoyado y me han colaborado para haber logrado la culminación satisfactoria de este proyecto. A mis maestros que me colaboraron en este proyecto: A la ingeniera Caori Takeuchi, directora del proyecto quien me dio la idea y me guió durante el desarrollo de esta idea. Al ingeniero Gabriel Gómez, quien muy amablemente me colaboró durante la parte del diseño de mezclas de mortero y quien me aportó mucho y me apoyó en gran parte de este proyecto. A las personas que me facilitaron los materiales: Al ingeniero Germán Hermida, quien me proporcionó los aditivos que entran a jugar gran parte dentro del desarrollo del tema y quien en su debido momento me brindó su ayuda y consejo profesional. Al ingeniero Camilo Ríos, quien me colaboró con algunos ensayos de cemento. Al ingeniero Héctor Romero, quien me suministró la ceniza volante y sus propiedades. A los laboratoristas: Jorge en la parte de cementos, con los diseños preliminares de las mezclas de mortero. Pastor Riaño en la parte de agregados, ensayos de cubos y mezclas de relleno. Eduardo Gamboa en los ensayos mecánicos de todas las probetas. A mis compañeros y amigos: A Jorge Garzón, quien fue parte de este proyecto en su comienzo y me colaboró en el corte de la guadua y el ensayo de las probetas. A Alejandro Romero, a quien no le importó ensuciarse y trabajar fuertemente durante toda la parte de ensamblaje, relleno y ensayo de las probetas, con tal de ayudar a un amigo. A Andria Jaramillo, a quien conocí en este proyecto y pude comprobar la calidad humana de esta persona. Me colaboró en la parte de tiempos de fraguado. A otros amigos y compañeros que no puedo dejar de nombrar como Alejandro Durán y Jorge Martínez que también pusieron su grano de arena en este proyecto. A Yuly Pardo, mi novia. Le doy las gracias no solo por colaborarme en todas las etapas del proyecto madrugando y trabajando en una tesis que la hizo también suya, sino también por su gran apoyo moral que siempre me impulsaba a seguir trabajando. Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. 9 . Contenido TABLA DE CONTENIDO 1. JUSTIFICACIÓN..................................................................................................... 19 2. OBJETIVO ................................................................................................................ 21 2.1 Objetivo General.......................................................................................................21 2.2 Objetivos Específicos.................................................................................................21 3. LA GUADUA............................................................................................................. 22 3.1 Generalidades...........................................................................................................22 3.2 Morfología ................................................................................................................24 3.3 Partes de la Guadua..................................................................................................26 3.4 Corte .......................................................................................................................27 3.5 Curado .....................................................................................................................28 3.6 Tratamientos Químicos..............................................................................................29 4. ANTECEDENTES.................................................................................................... 30 4.1 Propuesta de Jenny Garzón .......................................................................................33 4.2 Propuesta de César Peña y Hugo Rodríguez ...............................................................36 4.3 Propuesta de Sandra Clavijo y David Trujillo ...............................................................37 4.4 Otros datos de interés...............................................................................................39 5. UNIÓN PROPUESTA .............................................................................................. 41 5.1 Características de la unión .........................................................................................41 5.2 Características de la mezcla de mortero .....................................................................42 5.3 Problemas de la unión...............................................................................................43 5.4 Metodología de Ensamble..........................................................................................46 6. MATERIALES UTILIZADOS ................................................................................. 50 6.1 Guadua ....................................................................................................................50 6.2 Cemento ..................................................................................................................53 6.2.1. Definición.........................................................................................................53 6.2.2. Cementos Utilizados ..........................................................................................53 6.2.3. Propiedades físicas de los cementos utilizados ....................................................54 6.2.4. Resultados de ensayos de propiedades físicas de los cementos............................56 Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. 11 Contenido 6.3 6.4 6.5 6.6 7. Arena.......................................................................................................................56 6.3.1. Propiedades físicas de la arena ..........................................................................57 6.3.2. Resultados de los ensayos de propiedades físicas de la arena ..............................59 Ceniza Volante ..........................................................................................................60 6.4.1. Definición.........................................................................................................60 6.4.2. Propiedades de la Ceniza Volante .......................................................................61 Aditivos ....................................................................................................................62 6.5.1. Generalidades...................................................................................................62 6.5.2. Clasificación......................................................................................................63 6.5.3. Aditivo Expansor ...............................................................................................63 6.5.4. Aditivo Superplastificante ..................................................................................65 Varillas.....................................................................................................................66 MEZCLAS DE MORTERO...................................................................................... 69 7.1 Generalidades...........................................................................................................69 7.2 Propiedades específicas de la mezcla .........................................................................69 7.3 Método de diseño de mezclas de mortero...................................................................72 7.3.1. Determinación de la relación A/C .......................................................................73 7.3.2. Estimación de la resistencia a 28 días.................................................................73 7.3.3. Contenidos de los diferentes materiales .............................................................73 7.3.4. Volúmenes y Pesos de los materiales .................................................................76 7.3.5. Corrección por humedad de la arena..................................................................76 7.3.6. Ejemplo de diseño ............................................................................................77 7.3.7. Procedimiento de mezclado ...............................................................................79 7.4 Ceniza como reemplazo del cemento .........................................................................81 7.5 Cronología de los ensayos .........................................................................................83 8. 7.5.1. Primeros Resultados (mezclas 1A-02).................................................................84 7.5.2. Segundos Resultados (mezclas 1A-03) ...............................................................84 7.5.3. Terceros Resultados (mezclas SA-03) .................................................................88 METODOLOGÍA DE RELLENO Y ENSAYOS ..................................................... 90 8.1 8.2 Mezcla y Relleno de Cañutos .....................................................................................90 8.1.1. Métodos propuestos..........................................................................................91 8.1.2. Metodología de relleno......................................................................................92 Ensayos de las uniones .............................................................................................94 8.2.1. 12 Máquinas de ensayos ........................................................................................95 Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero Contenido 8.2.2. 9. Descripción del montaje de las probetas.............................................................97 RESULTADOS.......................................................................................................... 98 9.1 9.2 10. Mezclas de mortero...................................................................................................98 9.1.1. Primeros Resultados (mezclas 1A-02).................................................................99 9.1.2. Segundos Resultados (mezclas 1A-03) .............................................................100 9.1.3. Terceros Resultados (mezclas SA-03) ...............................................................101 Probetas.................................................................................................................103 ANÁLISIS DE RESULTADOS.............................................................................. 109 10.2 Mezclas de mortero.................................................................................................109 10.3 Probetas.................................................................................................................118 10.4 Análisis de costos de las uniones a tracción estudiadas .............................................125 11. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES...................................................... 129 12. BIBLIOGRAFÍA..................................................................................................... 132 ANEXOS ............................................................................................................................ 135 ANEXO A: CARACTERÍSTICAS FÍSICAS DE LAS PROBETAS ....................................................136 ANEXO B: PROPIEDADES DE LOS MATERIALES ....................................................................142 ANEXO C: FICHA TÉCNICA DE LOS ADITIVOS ......................................................................151 ANEXO D: DISEÑOS DE LAS MEZCLAS .................................................................................155 ANEXO E: TIEMPOS DE FRAGUADO .....................................................................................167 ANEXO F: RESULTADOS DE LAS MEZCLAS DE PRUEBA .........................................................182 ANEXO G: RESULTADOS DE LOS ENSAYOS DE LAS PROBETAS ..............................................194 ANEXO H: ANEXO FOTOGRÁFICO ........................................................................................205 Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. 13 Contenido LISTA DE TABLAS Tabla 4.1. Resultados Pruebas de Carga. Tesis de Jenny Garzón............................................................................35 Tabla 4.2. Resultados obtenidos por César Peña y Hugo Ramírez. .........................................................................36 Tabla 4.3. Relación costo / carga. Tesis de Clavijo y Trujillo...................................................................................39 Tabla 5.1. Cantidad de probetas planeada...................................................................................................................42 Tabla 6.1. Datos de humedad inicial para cada tipo de probeta según su estado después de secado...............52 Tabla 6.2. Propiedades físicas de los cementos utilizados.........................................................................................56 Tabla 6.3. Granulometría de la arena............................................................................................................................59 Tabla 6.4. Peso específico y absorción de la arena.....................................................................................................60 Tabla 6.5. Propiedades de la Ceniza Volante...............................................................................................................62 Tabla 6.6. Clasificación de Aditivos según norma ASTM C-494. .............................................................................63 Tabla 6.7. Propiedades físicas del aditivo expansor...................................................................................................65 Tabla 6.8. Características de las varillas......................................................................................................................68 Tabla 7.1. Ejemplo 1. Volúmenes unitarios de la mezcla...........................................................................................78 Tabla 7.2. Ejemplo 1. Pesos requeridos para el volumen de mezcla........................................................................78 Tabla 7.3. Ejemplo 2 de diseño de mezclas...................................................................................................................79 Tabla 7.4. Clases de puzolanas según ASTM C-618. ..................................................................................................82 Tabla 7.5. Características de las mezclas hechas........................................................................................................83 Tabla 9.1. Resultados de fluidez y expansión para mezclas 1A-02...........................................................................99 Tabla 9.2. Resultados de resistencia para mezclas 1A-02..........................................................................................99 Tabla 9.3. Resultados de fluidez y expansión para mezclas 1A-03.........................................................................100 Tabla 9.4. Resultados de resistencia para mezclas 1A-03........................................................................................101 Tabla 9.5. Resultados de fluidez y expansión para mezclas SA-03.........................................................................102 Tabla 9.6. Resultados de resistencia para mezclas SA-03........................................................................................103 Tabla 9.7. Resultados obtenidos para las probetas sin expansor. ..........................................................................106 Tabla 9.8. Resultados obtenidos para las probetas con 1.5% de expansor...........................................................107 Tabla 9.9. Resultados obtenidos para las probetas con 3.0% de expansor...........................................................108 Tabla 10.1. Equivalencia de valores de fluidez..........................................................................................................109 Tabla 10.2. Datos de las varillas utilizadas en los ensayos.....................................................................................120 Tabla 10.3. Estadísticas de los datos de los ensayos.................................................................................................125 Tabla 10.4. Costo de los aditivos por Kilogramo.......................................................................................................126 Tabla 10.5. Precios por unidad de medida de los materiales..................................................................................126 Tabla 10.6. Cantidad de materiales para la unión propuesta.................................................................................126 Tabla 10.7. Costo total de cada unión evaluada........................................................................................................127 Tabla 10.8. Relación costo/carga de las uniones evaluadas....................................................................................128 14 Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero Contenido LISTA DE FIGURAS Figura 3.1. Yema y posterior crecimiento de la rama. 25 Figura 3.2. Partes de la Guadua. 26 Figura 4.1. Unión T.45. Tesis de Jenny Garzón. 34 Figura 4.2. Conectores. Tesis de César Peña y Hugo Rodríguez. 36 Figura 4.3. Unión tipo abrazadera. Propuesta de Sandra Clavijo y David Trujillo. 37 Figura 4.4. Unión con mortero. Propuesta de Sandra Clavijo y David Trujillo. 38 Figura 5.1. UniónPropuesta. 41 Figura 5.2. Nueración de las probetas. 47 Figura 7.1. Expansión esperada en los cubos de 5 cm de lado. 71 Figura 8.1. Relleno por cabeza de presión. 91 Figura 8.2. Inyector de mortero. 92 Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. 15 Contenido LISTA DE GRÁFICOS Gráfica 6.1. Humedades iniciales de todas las probetas analizadas........................................................................53 Gráfica 6.2. Curva granulométrica de la arena...........................................................................................................59 Gráfica 6.3. Curva esfuerzo deformación para la varilla de 5/8”............................................................................67 Gráfica 6.4. Curva esfuerzo deformación para la varilla de 3/4”............................................................................67 Gráfica 7.1. Para hallar resistencia de diseño sabiendo el valor de A/C................................................................74 Gráfica 7.2. Para hallar contenido de cemento sabiendo la resistencia de diseño...............................................75 Gráfica 10.1. Variación de la fluidez (mezclas 1A-02).............................................................................................110 Gráfica 10.2. Variación de la fluidez (mezclas 1A-03).............................................................................................110 Gráfica 10.3. Variación de la fluidez (mezclas SA-03).............................................................................................110 Gráfica 10.4. Variación de la expansión (mezclas 1A-02).......................................................................................111 Gráfica 10.5. Variación de la expansión (mezclas 1A-03).......................................................................................111 Gráfica 10.6. Variación de la expansión (mezclas SA-03).......................................................................................111 Gráfica 10.7. Variación de la resistencia (mezclas 1A-02)......................................................................................112 Gráfica 10.8. Variación de la resistencia (mezclas 1A-03)......................................................................................112 Gráfica 10.9. Variación de la resistencia (mezclas SA-03)......................................................................................112 Gráfica 10.10. Resistencia de diseño vs resistencia obtenida (mezclas 1A-02). ..................................................113 Gráfica 10.11. Resistencia de diseño vs resistencia obtenida (mezclas 1A-03). ..................................................113 Gráfica 10.12. Resistencia de diseño vs resistencia obtenida (mezclas SA-03). ..................................................113 Gráfica 10.13. Resistencia vs porcentaje de Ceniza..................................................................................................114 Gráfica 10.14. Resistencia de morteros con diferentes porcentajes de ceniza vs edad de ensayo....................114 Gráfica 10.15. Resistencia vs edad de ensayo (mezclas SA-03 de prueba)...........................................................115 Gráfica 10.16. Resistencia vs edad de ensayo (mezclas SA-03 de relleno de cañutos).......................................115 Gráfica 10.17. Esfuerzo de corte vs longitud del cañuto (0% expansor)...............................................................121 Gráfica 10.18. Esfuerzo de corte vs longitud del cañuto (1.5% expansor)...........................................................121 Gráfica 10.19. Esfuerzo de corte vs longitud del cañuto (3.0% expansor)...........................................................121 Gráfica 10.20. Esfuerzo de corte vs espesor de pared (0% expansor)...................................................................122 Gráfica 10.21. Esfuerzo de corte vs espesor de pared (1.5% expansor)................................................................122 Gráfica 10.22. Esfuerzo de corte vs espesor de pared (3.0% expansor)................................................................122 Gráfica 10.23. Esfuerzo de corte vs diámetros (0% expansor)...............................................................................123 Gráfica 10.24. Esfuerzo de corte vs diámetros (1.5% expansor)............................................................................123 Gráfica 10.25. Esfuerzo de corte vs diámetros (3.0% expansor)............................................................................123 Gráfica 10.26. Esfuerzo de corte vs espesor del tabique (0% expansor)...............................................................124 Gráfica 10.27. Esfuerzo de corte vs espesor del tabique (1.5% expansor)...........................................................124 Gráfica 10.28. Esfuerzo de corte vs espesor del tabique (3.0% expansor)...........................................................124 16 Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero Contenido LISTA DE FOTOS Foto 3.1. Guadua Angustifolia. 22 Foto 3.2 Bosque de Guadua. 23 Foto 3.3 Artesanías. 24 Foto 3.4 Rizoma Paquimorfo. 24 Foto 3.5 Tallo o Culmo. 25 Foto 3.6 Inflorescencia. 26 Foto 3.7 Corte adecuado. 27 Foto 4.1. La Guadua: Alternativa de Construcción. 31 Foto 4.2 y 4.3. Catedral alterna de Nuestra Señora de la Pobreza en Pereira. 31 Foto 4.4. Pabellón Zeri Expo Hannover 2000. 31 Foto 4.5. Interior pabellón Zeri Expo Hannover 2000. 32 Foto 4.6. Uniones usadas por Simón Vélez. 32 Foto 5.1. Falla por agrietamiento. 44 Foto 5.2. Falla típica de Pull-out. 44 Foto 5.3 y 5.4. Pared interna de la guadua. 46 Foto 5.5. Acolilladora. 47 Foto 5.6. Orificios de ¾” para inyección del mortero. 48 Foto 5.7. Orificios para incrustar varillas. 48 Foto 5.8. Probetas antes de incrustar varillas. 49 Foto 5.9. Probetas ensambladas listas para inyección de mortero. 49 Fotos 6.1 a 6.5. Fisuras por secamiento de la guadua. 51 Foto 6.6. Ceniza volante utilizada en los ensayos. 61 Foto 6.7. Aditivo Expansor Intraplast Z. 64 Foto 6.8. Aditivo Superplastificante Sikament NS. 65 Foto 7.1. Mesa de Flujo. Determinación de la fluidez. 70 Foto 7.2 y 7.3. Moldes para fundir cubos. 71 Foto 7.4. Mezcladora mecánica. 80 Foto 7.5. Mezclado mecánico. 81 Foto 7.6. Cubos luego de sacarlos del agua de curado. Evidencia de exudación en los cubos. Sin ceniza. 84 Foto 7.7. Evidencia de exudación (2). Cubos con 10% de reemplazo de ceniza. 84 Fotos 7.8 y 7.9. Presencia de exudación y segregación en las mezclas. 85 Foto 7.10 y 7.11. Comparación de mezcla con exudación y sin exudación. 86 Foto 8.1. Mezcladora Mecánica. 90 Foto 8.2 y 8.3. Inyector de Mortero. 92 Foto 8.4 y 8.5. Cojín de acople entre embudo y pared de la guadua. 93 Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. 17 Contenido Foto 8.6. Cañutos recién rellenados. 94 Foto 8.7. Bases de madera para sostener la varilla. 94 Foto 8.8 a 8.10. Fisuras presentadas luego de rellenar los cañutos con el mortero. 95 Foto 8.11. Máquina Hidráulica de compresión Servintegral. 96 Foto 8.12. Soporte de cubos para al correcta aplicación de la carga. 96 Foto 8.13. Máquina de Ensayos TINUS OLSEN. 97 Foto 8.14. Máquina de ensayos AMSLER. 97 Foto 8.15. Montaje de las probetas. 98 Foto 9.1. Desprendimiento de la cara superior (lado izquierdo). 99 Foto 9.2. Desprendimiento de las caras del cubo. 99 Foto 9.3. Falla por corte a 45º. 99 Foto 9.4. Expansión en cubos con 3% de expansor. Mezcla SA-03-03. 103 Foto 9.5. Abertura de las paredes de la guadua. 104 Foto 9.5 a 9.8. Falla producida en las probetas por rompimiento de las paredes de la guadua y corte en el tabique. 105 Foto 9.9 y 9.10. Forma que toma el bloque de mortero dentro del entrenudo. 106 Foto 10.1. Desprendimiento de la cara superior en el momento de la carga. 119 Foto 10.2. Adherencia morero-guauda debido a la expansión del mortero. 120 Foto 10.3. Falta de adherencia del mortero debido a la retracción. 120 Foto 10.4. Textura en la mayoría de las probetas. 120 Foto 10.5. Textura debido al mal vibrado del mortero. 120 18 Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero Justificación 1. JUSTIFICACIÓN La Guadua se ha constituido en una muy favorable alternativa como material de construcción dentro de nuestro país, debido a sus diferentes bondades como son su costo, resistencia, funcionalidad y su belleza, sin mencionar su facilidad de obtención debido a que es un recurso natural renovable por excelencia. Desde hace 3.000 años en Japón y China, la guadua o bambú ha sido fuertemente relacionada con los principios del Feng-shui, aquellos que sugieren armonía total en todas las cosas, un equilibrio de ambiente y el concierto entre el hombre y su medio. 1 Sin equivocaciones cumple las cualidades de la planta perfecta, tiene la resistencia de un atleta, la gracia de una bailarina, la belleza y hermosura de una mujer elegante y atractiva. 2 Existen hoy en día una gran cantidad de obras que utilizan este ecológico material, por lo que es frecuente encontrar en Colombia estructuras tales como puentes, cerchas de cubierta, casas, que hacen cada vez más común su uso, llevándola no únicamente al concepto de vivienda para gente pobre, sino que se le da inclusive el calificativo de “acero vegetal” y se puede ver en obras de gran atractivo como las que podemos ver actualmente en el Eje Cafetero. Uno de los pioneros es Oscar Hidalgo López quien publicó diferentes libros y manuales con el fin de ampliar el conocimiento dentro del campo de la investigación sobre sus propiedades y usos. Pero es más adelante, con el arquitecto Simón Vélez, quien ha diseñado y construido estructuras de gran tamaño y es una de las personas más reconocidas en este campo, que se ha logrado una proliferación de las obras en Guadua impulsando a otros investigadores a estudiarla. Fue precisamente él, la persona quien propuso el uso de mortero inyectado dentro de los entrenudos de la Guadua, proporcionando así, uniones a tracción conectando mediante una varilla dos elementos diferentes. 1 2 Colorado, Alexandra. Una Maravilla Natural de Grandes Bondades y Promisorio Futuro. Plata Velasco, Guillermo. Tecnología Alternativa, Construcciones Sismo-Resistentes con Bambú y Guadua Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero 19 Justificación Dentro del uso de la Guadua, se han planteado diversas estructuras, las cuales no tienen un cálculo estructural adecuado debido a la falta de estudio de sus propiedades mecánicas en cuanto a las uniones y en una forma general, en cuanto al comportamiento global de toda la estructura. La Universidad Nacional ha venido haciendo varios estudios con el fin de conocer de una mejor manera, el comportamiento de diferentes uniones de este elemento a diferentes solicitaciones de carga. Se ha visto que la unión de Simón Vélez, presenta poca adherencia entre el mortero de relleno y las paredes de la Guadua debido a la retracción del mortero, luego, al aplicar la carga de tensión el bloque de mortero se apoya únicamente en el tabique, dependiendo de él la resistencia de la conexión. Si se logra mejorar la adherencia entre el mortero y la pared interna de la Guadua, es posible que la resistencia de la conexión mejore. Este es el motivo del presente trabajo, en el cual, se pretende estudiar el comportamiento de dicha conexión a tensión utilizando un aditivo expansor en el mortero. 20 Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero Objetivo 2. OBJETIVO 2.1 Objetivo General Se espera conocer el comportamiento de uniones a tensión con mortero y varilla (o la también llamada unión Simón Vélez) usando morteros con y sin aditivo expansor, con el fin de ver si existe una mayor resistencia. 2.2 Objetivos Específicos Observar el comportamiento de esta unión con el uso de porcentajes diferentes de aditivo expansor. El aditivo expansor a utilizar es Intraplast Z de la casa Sika Andina S.A. Determinar el comportamiento de la mezcla de mortero con el aditivo y hallar una mezcla óptima que cumpla las necesidades tanto de diseño como constructivas. Obtener propiedades físicas de la Guadua, y comparar los valores de resistencia con dichos parámetros físicos medidos. Comparar algunas de las uniones a tensión ya estudiadas dentro de la universidad con la unión diseñada. Se evaluarán los costos y se dará una factibilidad, teniendo en cuenta además, la resistencia obtenida. Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero 21 La Guadua 3. LA GUADUA Es mucho lo que se ha escrito sobre la Guadua en diferentes tesis ya realizadas dentro de la universidad. En ellas se tratan temas como su morfología, corte, curado y tratamientos químicos para su preservación. Con el fin de introducir al lector sobre estos aspectos generales, se hará un breve marco teórico que amplíe la información acerca de este material tan noble y tan abundante en nuestro país y que merece nuestra atención y cuidado. 3.1 Generalidades La Guadua es una planta de tallo leñoso perteneciente a la familia del bambú. Es una gramínea, un pasto gigante, grupo al cual pertenecen también la caña de azúcar, el trigo, el arroz, el maíz que son parte de nuestro vivir diario. Del bambú se conocen en el mundo alrededor de 1300 especies distribuidas por todos los continentes, excepto Europa; Asia 63%, América 32% y un 5% restante distribuidas finalmente en África y Oceanía. En América se conocen alrededor de 440 especies de las cuales 16 especies son del género Guadua. En Brasil se encuentra la más grande extensión en toda Latinoamérica que alberga el mayor número de especies. El nombre científico de la Guadua es Bambusa Guadua H et B (Guadua Foto 3.1. Guadua Angustifolia angustifolia Kunth), de la tribu Bambuseae verae, subgénero Bambusa. Algunas variedades de ésta son la “Macana” conocida también como guadua “macho” que es la más utilizada en la construcción, tiene resistencia media, es una madera ordinaria y externamente tiene una apariencia de veteado acentuado y alto lustre; la variedad “rayada” tiene características similares a la anterior, con la diferencia que su tallo verde tiene rayas o estrías verticales y amarillas; por último, la variedad “Cebolla” o guadua “hembra” es la que posee menor diámetro de las tres y se usa principalmente para la elaboración de esterilla y balsas de navegación. 22 Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. La Guadua La Guadua en estado natural, en Colombia, Ecuador y Venezuela e introducida con éxito en algunos países de Centroamérica, el Caribe y Asia, es el tercer bambú más grande del mundo superado únicamente por dos especies asiáticas. Alcanza los 30 metros de altura y los 22 centímetros de diámetro y en nuestro país se han identificado dos variedades que también son únicas: la Guadua angustifolia bicolor y la Guadua angustifolia Nigra. La clasificación taxonómica completa de la Guadua se puede ver a continuación: Reino División Subdivisión Orden Clase Familia Subfamillia Supertribu Tribu : : : : : : : : : Vegetal Spermatofitas Angiospermas Glumiflorales Monocotiledóneas Poaceae Bambusoideae Bambusodae Bambuseae Subtribu Género Especie Variedad Forma Nombre Científico : : : : : Guadinae Guadua Angustifolia Kunth Bicolor Castilla, Cebolla, Macana, Cotuda, Rayada : Guadua Angustifolia Kunth (Bambusa Guadua H et B) Generalmente se puede encontrar en la orilla de los ríos, quebradas y valles interandinos, aunque también en otros diferentes hábitats. Es frecuente observarla en donde se formaron grandes sociedades naturales llamados rodales o Guaduales. El cultivo de la Guadua en Colombia se ha desarrollado desde hace más de 15 años y tiene uno de los paquetes tecnológicos más completos del sector forestal, a tal punto que este producto se ha exportado al Ecuador, Costa Rica, Brasil, República Dominicana, México y otros países. Esta planta tiene gran importancia como recurso forestal pues es una especie de crecimiento muy rápido, alcanza 10 centímetros por día y llega a su altura definitiva en 120 días. La madurez se da entre 4 a 5 años, además presenta una alta capacidad de regeneración natural. Foto 3.2. Bosque de Guadua Es el material natural renovable con más rápido crecimiento sobre la tierra; ya que solo tarda tres años en alcanzar las condiciones necesarias para su utilización en la construcción; mientras que el pino, especie forestal de más rápido crecimiento, tarda 15 años para ser utilizado. Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. 23 La Guadua La Guadua tiene una gran diversidad de usos: en la construcción, en la industria papelera y textil y en la industria artesanal, convirtiéndose así en una actividad generadora de empleo e ingreso para las comunidades rurales. En el país se calcula que existen aproximadamente 30 mil hectáreas sembradas de esta planta, principalmente en el Eje Foto 3.3. Artesanías Cafetero. 3.2 Morfología La Guadua, como planta está dotada de su respectiva estructura y sistemas de ejes vegetativos segmentados y formados por nudos y entre nudos; contiene rizoma, tallo o culmo, ramas y hojas. El rizoma, como se le denomina a la raíz del bambú, es el órgano que almacena el alimento y nutrientes para el desarrollo de la planta, pero no cumple esta única función, ya que es el encargado de la reproducción o propagación de la planta. Además, es la estructura de soporte de la planta. Se constituye por dos partes: el cuello, que carece de yemas; y del rizoma en si que es subterráneo y tiene raíces, yemas y brácteas. Existen tres tipos de rizomas en el bambú. El primero es denominado paquimorfo, que son rizomas cortos y gruesos, con raíces en su parte inferior y yemas laterales en forma de semiesfera que luego se desarrollan en nuevos rizomas y subsecuentemente en nuevos tallos. Este sistema de desarrollo es radial y cada rizoma puede producir anualmente hasta dos nuevos rizomas. A este grupo pertenece la Guadua. El segundo grupo es el leptoformo que tienen un rizoma en forma cilíndrica. Las yemas de este rizoma pueden generar ya sea nuevos tallos o nuevos rizomas. El tercer y último grupo es el anfipodal Foto 3.4. Rizoma Paquimorfo 24 o intermedio, tiene rizomas que presentan una ramificación combinada de los dos anteriores. Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. La Guadua El tallo o culmo, a diferencia de la madera, no posee cambium, que es la parte exterior del tallo. El culmo es hueco. Debido a esto, la Guadua no crece radialmente, haciendo que el diámetro con que nace, sea su diámetro definitivo. El culmo es el eje aéreo segmentado que emerge del rizoma y es la porción más útil de un bambú. Está formado por el cuello, que es la parte más resistente del culmo; y el entrenudo que es la porción del culmo comprendida entre dos nudos. El crecimiento se realiza por alargamiento o elongación de los entrenudos, comenzando por el inferior y luego, decreciendo su diámetro, termina en el superior donde finaliza este crecimiento, para luego dar paso al nacimiento de las ramas en las yemas de los nudos. Posee unas brácteas u hojas de forma triangular que lo recubren, las cuales se originan en cada uno de los nudos que se van formando. Se distinguen también dos grupos; los culmos ascendentes y trepadores y las especies de culmos erectos, al que pertenece la Guadua angustifolia. Foto 3.5. Tallo o culmo La yema se ubica en el culmo por encima de la línea nodal y en posición dística, es decir, con unas hojas miran a un lado y otras hacia otro lado, como ocurre en las espigas. Existe en la Guadua, una sola yema por nudo. Las ramas apicales del culmo tienen alto contenido de fibra las cuales se aprovechan en la fabricación de papel. Las Ramas se originan en la línea nodal, por encima de ésta o sobre un promontorio. En el caso de la Guadua, las ramas basales se modifican y llegan a transformarse en espinas. Las ramas apicales del culmo tienen alto contenido de fibra las cuales se aprovechan en la fabricación de papel. Figura 3.1. Yema y posterior crecimiento de la rama La hoja caulinar es la que protege las yemas que dan origen a las ramas. Nacen en cada nudo y consta de dos partes: la vaina o parte basal y la lámina o parte distal, que en el caso de la Guadua es contínua. El follaje es la estructura básica en el proceso de fotosíntesis, está constituido por vaina, lámina y ápices. Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. 25 La Guadua La inflorescencia, es la estructura sobre la cual se agrupan las flores; en la Guadua se denomina espiga con seudoespigas. La flor es muy diminuta y se asemeja a una orquídea, de color violáceo o rosáceo; se dice que su color depende de la calidad del suelo donde está plantada. Es una flor de vida muy corta, dura aproximadamente 48 horas y está ubicada en las partes terminales de las ramas superiores y en el primer tercio de la espiga. La floración de la Guadua es gregaria es decir florecen todas las especies del planeta en una época determinada cumpliendo su ciclo de vida, después de lo cual mueren. Según estudios apuntan a decir que su floración se da aproximadamente cada 120 años Foto 3.6. Inflorescencia y en bambú ornamental cada 15 años. 3.3 Partes de la Guadua Según el centro Nacional para el estudio del bambú, la Guadua se divide en seis partes las cuales se muestran a continuación: Rizoma: comúnmente conocido como el caimán. Es el tallo subterráneo que conforma el soporte de la planta. Cepa: Es la sección basal del culmo con mayor diámetro, al distancia entre nudos es corta, lo que proporciona mayor resistencia. Longitud aproximada 3 metros. Basa: El diámetro es intermedio y la distancia entre nudos es mayor que el anterior. Es la parte con más usos. Longitud aproximada 8 metros. Sobrebasa: Sección de diámetro menor y distancia entre nudos mayor. Longitud aproximada 4 metros. Varillón: Sección de menor diámetro. Longitud aproximada 3 metros. Copa: Es la parte apical de la Guadua, con una longitud entre 1.20 y 2.00 metros. Figura 3.2. Partes de la Guadua Se presentan diferentes periodos de desarrollo de la Guadua, estos son: Rebrote. Entre los 0 y 6 meses de edad. Se tienen ratas de crecimiento de 4 a 6 cm en 24 horas durante los primeros 30 días. En los primeros 30 días de su crecimiento, se puede usar como 26 Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. La Guadua alimento humano y también se puede aprovechar este tiempo para formaletearla con el fin de inducirle formas distintas a su sección con fines decorativos. Guadua Joven ó viche. Entre los 6 meses y 3 años de edad. Se inicia cuando las hojas caulinares de la parte apical del culmo comienzan a desprenderse, dando paso a las ramas primarias. Su uso se limita a la hechura de canastas, paneles tejidos y esterilla. Se reconoce puesto que posee un color verde intenso y lustroso, su superficie es limpia de musgo y nudos con bandas nodales de color blanquecino, donde además se encuentran la yemas. Guadua madura ó sazonada. Entre los 3 y 6 años de edad. La Guadua alcanza su mayor resistencia y dureza; este es punto ideal para su uso en la construcción, también se hacen baldosas laminadas y tablillas para entrepiso laminado. Se caracteriza por la desaparición en el tallo del lustre en el entre nudo, color verde oscuro y la aparición de manchas de hongos color gris – claro, de forma redondeada a oblonga, con diámetros hasta de 3 cm sobre la superficie. Guadua sobremadura. De los 6 años en adelante, ésta es una Guadua que no fue aprovechada en su momento, deja de ser productiva y tiende a rajarse muy fácilmente. Se reconoce porque pierde el color verde oscuro de la Guadua madura y en cambio toma un color naranja y no hay presencia de follaje lo cual indica fisiológicamente que es inactiva. 3.4 Corte Se recomienda cortar la Guadua en horas de la madrugada o mañanas entre 4:00 a.m y 6:00 a.m. Esto se debe a que en estas horas es cuando los fluidos internos de la planta se encuentran en niveles mínimos o asentados en la parte baja o base de la planta, lo cual permitirá que estos líquidos ricos en azucares disminuyan en alto grado la presencia de agentes patógenos que degradan la Guadua en corto tiempo. La edad más adecuada para cortarla es entre 3 y 5 años. Si es muy joven, la resistencia es menor. Para cortar la Guadua se utiliza un machete o sierra. El corte debe hacerse en lo posible a ras y por encima del primero y segundo nudo localizado sobre el nivel del suelo. Foto 3.7. Corte adecuado Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. 27 La Guadua 3.5 Curado La Guadua una vez cortada y en particular el tallo joven o menor de 3 años, es atacado posteriormente por insectos xilófagos como el Dinoderus minutus, que atraído por el almidón que se deposita en su pared, construye largas galerías a lo largo de la misma dejándolo inservible. Para hacerlo más duradero y menos propenso al ataque de insectos y hongo, la Guadua después de cortada, debe someterse ya sea a un tratamiento de curado, que tiene como fin reducir o descomponer el contenido de almidón, o a un tratamiento con preservativos químicos contra los insectos y hongos. El curado no es tan eficiente como el tratamiento con preservativos, pero debido a su bajo o ningún costo, es el más utilizado en las zonas rurales. Existen varias formas de hacer el curado como son: en la mata, por inmersión en agua , al calor y al humo. Curado en la mata. Después de cortado el tallo, se deja con ramas y hojas recostado lo más vertical posible, sobre otras Guaduas y aislado del suelo por medio de una piedra. En esta posición se deja por un tiempo no menor de 4 semanas, después de lo cual se cortan sus ramas y hojas y se deja secar dentro de un área cubierta bien ventilada. Este método ha sido hasta ahora el más recomendable, pues los tallos no se manchan y conservan su color. Curado por inmersión. Este método consiste básicamente en sumergir los tallos recién cortados en agua, ya sea en un tanque o en un río y se dejan allí por un periodo no superior a cuatro semanas, posteriormente se sacan y se dejan secar por algún tiempo. Este método a pesar de ser muy utilizado es poco efectivo, además los tallos se manchan y si permanecen mayor tiempo del requerido en el agua pierden resistencia y se vuelven quebradizos. Curado al calor. se realiza colocando horizontalmente los tallos de Guadua sobre brasas a una distancia apropiada para que las llamas no las quemen, girándolas constantemente. Este tratamiento se hace por lo general a campo abierto . Es un proceso efectivo, pero de mucho cuidado con la distribución del calor, ya que se pueden producir esfuerzos diferenciales del interior al exterior lo cual causa agrietamientos y fisuras en el tallo, además se puede quemar. Curado al humo. El bambú se pone en hornos que, a través de la incineración de madera desechada, produce humo y al mismo tiempo un ácido piroleñoso que impregna las paredes del bambú que crea una barrera natural que no permite la penetración de insectos y plagas. 28 Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. La Guadua 3.6 Tratamientos Químicos Con el fin de lograr una mayor duración, preservación, la Guadua se trata con ciertos preservantes químicos plaguicidas y funguicidas que según su medio de disolución se diferencian en dos grupos. Los preservantes oleosolubles como cerosota alquitranada, aceite de antraceno, aceite y vapor de agua, nafteno de cobre, entre otros; y los hidrosolubles, que son las sales disueltas en agua y entre sus ingredientes activos están el cloruro de zinc, dicromato de sodio, cloruro de cobre, ácido bórico, bórax, sulfato de amonio, floruro de sodio, entre otros. Para realizar la aplicación de estos preservantes, existen diferentes métodos como son el aprovechamiento de la transpiración de las hojas, por inmersión, por el método Boucherie simple o por el método Boucherie modificado. Método de transpiración en las hojas. Una vez hecho el corte, se coloca el tallo en posición vertical, ya no sobre una piedra, sino sobre un recipiente que contenga un preservante. La transpiración de las hojas hará que el preservante sea absorbido hacia arriba. En el método por inmersión se colocan los palos cortados en una alberca que contenga el preservante que se vaya a usar durante 24 horas para que éstos queden impregnados del mismo. Se coloca una piedra con el fin que queden bien sumergidos. Método Boucherie (por gravedad). En este método, la caña de Guadua se coloca verticalmente llenando su entrenudo superior con el preservante y, por acción de la gravedad, empuja la sabia ocupando su lugar. También se puede aplicar conectando una manguera al extremo superior de la caña y por medio de un tanque de almacenamiento del preservativo, llevar el preservativo a lo largo de toda la Guadua. El método Boucherie modificado (o por presión) utiliza el mismo principio del anterior, únicamente que éste, crea una presión mayor del preservante que la que da la gravedad, por medio de un compresor de aire. Otro método que se puede utilizar es el de vacío – presión, en donde la Guadua, después de seca, se deposita en un autoclave donde se introducen sales a presiones de 783KPa a 1370KPa hasta que el material quede saturado. Luego se realiza un vacío para extraer el preservante de exceso y la Guadua queda inmunizada. Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. 29 Antecedentes 4. ANTECEDENTES El conocimiento de la Guadua ha entrado en una nueva etapa, una etapa de nuevos estudios, de nuevas investigaciones y nuevas técnicas. Hay mucho que agradecerle a este bello material que ha sido protagonista de el crecimiento económico y social de nuestro país. Es ahora el momento del reencuentro con una especie que levantó nuestra historia y que será nuestro pasaporte a un futuro de innegable reconocimiento mundial. Existen muchas construcciones con bambú en el ámbito de la vivienda de bajo costo en América, especialmente en Colombia, Perú, Ecuador y Costa Rica; éste último caso es interesante ya que en este país no existía el material y sólo a tres años de haberlo sembrado se construyeron 2.000 viviendas. Muchos arquitectos como Fruto Vivas de Venezuela, Mañosa de Filipinas y Vélez de Colombia, opinan que el bambú es el material de construcción del futuro, por su rápida regeneración y sus grandes virtudes estructurales, características que han sido comprobadas y siguen desarrollándose a nivel mundial. Foto 4.1. La Guadua: Alternativa de Construcción Con los avances de la ciencia y la necesidad de proteger nuestra biosfera, se debe pensar en materiales de construcción que contribuyan a disminuir el impacto ambiental que ocasiona el uso de otros materiales, adaptándolos a las necesidades y conocimientos de los habitantes de este siglo y orientados hacia el desarrollo tecnológico sustentable. La Guadua es un recurso abundante frente a otros recursos explotados forestalmente en el país. Son aproximadamente 51.000 hectáreas de las cuales 46.000 son guaduales naturales y 5.000 son hectáreas establecidas, aunque se estima que el número de éstas debe incrementarse para que su cultivo ofrezca mejores resultados económicos e industriales. Esta condición también representa una enorme riqueza ambiental, ya que la guadua es un importante fijador de dióxido de carbono (CO2), hasta el punto que su madera no libera a la 30 Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. Antecedentes atmósfera el gas retenido después de ser transformada en elemento o ser usada en construcción, sino que éste queda fijo en las obras realizadas con ella. Los expertos mundiales dicen que la Guadua "revolucionará" la ingeniería, y en Colombia tendrán que levantarle esa mirada despectiva que la relega únicamente para levantar casas humildes. "Los pobres la usan porque es abundante y barata, pero apenas tienen plata, la cambian por casas de cemento, que son las que primero se caen cuando ocurre un terremoto", dice Simón Vélez, artífice de la utilización de la Guadua como material alternativo. El arquitecto colombiano Simón Vélez es una de las personas que construye con Guadua a nivel nacional e internacional y es reconocido por sus obras, que dentro de su haber existen más de 100 proyectos en bambú. Dentro de éstos se puede nombrar la Catedral alterna de Nuestra Señora de la Pobreza, localizada en la ciudad de Pereira (Risaralda). Foto 4.2 y 4.3. Catedral alterna de Nuestra Señora de la Pobreza en Pereira. Esta Catedral fue construida con el fin de remplazar la principal (mientras se reparaba) luego del sismo de Armenia ocurrido en 1999 en el eje cafetero. Se puede ver en las fotos 4.2 y 4.3 la belleza que se puede lograr al construir con esta planta. En la Exposición de Hannover 2000 construyó un pabellón en Guadua, cumpliendo con las más estrictas normas de construcción del gobierno alemán. Este pabellón fue construido por mano de obra colombiana, para esto, viajaron a Alemania 40 obreros para comenzar su fabricación. A estos obreros que participaron en la construcción le entregaron un diploma, autorizándolos a construir en Alemania con Bambú. Foto 4.4. Pabellón Zeri Expo-Hannover 2000. Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. 31 Antecedentes Las uniones utilizadas por Simón Vélez en este pabellón, fueron evaluadas por los alemanes quienes consideraron que tanto las uniones como la guadua tienen un comportamiento estructural adecuado a los esfuerzos requeridos para una vivienda. Sobre estas uniones también anotan que “los puntos nodales y las uniones de tallos de la guadua se realiza con las piezas de acero y la inyección de mortero en los cañutos de la guadua las uniones se transmiten en primer línea las fuerzas de la tracción. Se diferencia entre dos diferentes tipos de uniones: Tipo A Varillas roscadas embebidas en mortero Foto 4.5. Interior pabellón Expo-Hannover 2000. Tipo B Planchas laterales de acero y pernos embebidos en mortero La estabilidad de las uniones se investigó en Bogotá / Colombia en la Universidad en el marco de una tesis. Sin embargo en ese trabajo no está mencionado el receptor del mortero y tampoco hay datos sobre el comportamiento de la deformación de las uniones bajo cargas. Los ensayos que se realizaron en la entidad alemana para los ensayos de materiales de construcción demostraron que ambos tipos de uniones tienen el comportamiento casi dúctil en la zona superior de las cargas. Foto 4.6. Uniones usadas por Simón Vélez. En la unión del tipo A (Varillas roscadas y 2 o 3 canutos rellenos de mortero) ni siquiera se notó un deslizamiento inicial. La falla se mostró por una rajadura del tallo de la guadua en el punto de la salida de la varilla. Con una abrazadera adecuada puesta al final del tallo se aumenta la estabilidad. En promedio se alcanzaron valores de la estabilidad de tracción de 70 KN (7 toneladas). La unión del Tipo B (planchas laterales de acero, perno y 2 o 3 cañutos rellenos de mortero) mostró un deslizamiento inicial de aproximadamente 1,5 mm. Pero también resultó resistiendo en un promedio a 140 KN (14 toneladas) La falla se manifestaba por el extremo ensanchamiento del agujero en la plancha de acero y por rajadura del tallo de la guadua. ”3 3 LINDEMANN, Josef y STEFFENS Klaus. Bambú y EBF en la feria mundial EXPO 2000. Sociedad de Ingenieros Speich-Hinkes-Lindemann. Instituto para la estática experimental IFES, Politécnico de Bremen. 32 Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. Antecedentes La unión tipo A es la de interés particular para llevar a cabo una comparación de resultados. Dentro de estos resultados obtenidos por los alemanes se ve que se usaron rellenos de mortero en 2 y 3 cañutos, lo cual aumenta la resistencia de la unión. Esto supone que la varilla que llevaba la unión, atravesaba dos y tres nudos para poner a trabajar el número de nudos correspondientes según el caso. Esta información obtenida por internet no es suficiente para llegar a comparar con los resultados que se obtengan en esta investigación. Sin embargo, el promedio de valor de carga es bastante alto, si tenemos en cuenta los resultados obtenidos en la tesis de Jenny Garzón 4, ya que en ésta se hablan de promedios de casi la mitad con rellenos de dos entrenudos. Se habla en este párrafo también de estudios ya hechos en Colombia, más específicamente en Bogotá. Pues bien, sobre los resultados obtenidos precisamente aquí en la Universidad Nacional se basarán los procedimientos y resultados obtenidos en esta tesis, dejando el artículo presentado anteriormente como de carácter informativo y como inquietud para posteriores investigaciones. Hoy en día es tan grande la cantidad de obras en Guadua realizadas en nuestro país, que no bastaría con dedicar unas páginas en este documento a hablar sobre su importancia, que es muy evidente, o sobre cada una de estas obras; hay que ir a conocerlas y, viéndolas, darse cuenta que vale la pena hacer estudios para darle una utilización más segura y más eficiente. Siendo más específico y retomando el tema que en particular nos concierne, se tratará sobre las uniones a tracción ya estudiadas en la universidad 5. 4.1 Propuesta de Jenny Garzón Jenny Garzón trabajó en su investigación uniones a tracción con entrenudos rellenos de mortero y varillas roscadas de ¾” de diámetro en sentido longitudinal y transversal a la dirección de aplicación de la carga. En resumen, trabajó con 5 tipos de uniones, de las cuales la denominada T.45 es de mayor interés para los objetivos planeados en esta tesis, aunque los demás datos pueden usarse como una comparación. 4 GARZÓN, Jenny. Optimización de Estructuras en Guadua. Bogotá, 1996. Trabajo de Grado (Arquitecta). Universidad Nacional de Colombia. Facultad de Artes. Departamento de Construcción; p. 106. 5 Lo que se ve es un simple resumen, y si el lector desea profundizar sobre cada una de ellas, se puede referir a la bibliografía. Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. 33 Antecedentes La unión T.45 se fabricó con una varilla roscada colocada longitudinalmente, que atraviesa dos tabiques. Además la varilla lleva una tuerca para asegurar la adherencia entre el mortero y la varilla. Luego los dos entrenudos se rellenan de mortero y queda conformada así, la unión. La carga se aplica halando los extremos de cada probeta en cada caso para inducir la fuerza de tensión. Los resultados de todos los tipos de uniones se pueden observar en la tabla 4.1. Figura 4.1. Unión T.45. Tesis de Jenny Garzón. De acuerdo con la descripción del tipo de falla, en cuanto a lo que tiene que ver con la prueba T.45, Jenny señala que “los cilindros de mortero desplazan los tabiques” y además “se rajan longitudinalmente los entrenudos”. Esta investigación no se tienen en cuenta muchos parámetros físicos de la guadua y la calidad del mortero, además estadísticamente tampoco tiene mucha validez. Otra descripción de las uniones hechas por Jenny Garzón se presenta a continuación, y corresponden a las gráficas presentadas en la tabla 4.1. El primer tipo de unión, la unión T.45, falló por el lado de la varilla pernada de ¾” en los 5 ensayos. La unión PP.85 (sin mortero) falló por el lado, donde hay solo 2 pasadores en todos los casos. Los pasadores desgarraron la guadua, desplazándose hacia el extremo de aplicación de la carga. La unión PP.80 siempre presenta la falla por el costado, donde hay 2 entrenudos rellenos de mortero haciendo que los pasadores rajen la guadua por la línea donde se encuentran éstos mismos y el hueco de inyección del mortero. En 3 de los ensayos, el mortero falla también, dando paso a los pasadores. La unión PP.95, falló por el lado donde la probeta no tenía mortero. Los pasadores se corren 6 o 7 centímetros desgarrando la guadua. Finalmente, la unión PP.90 falló por el costado donde solo hay tres entrenudos rellenos con mortero. Los pasadores se desplazan rajando la guadua. En 4 de los 6 ensayos el mortero falló dando paso a las varillas roscadas o pasadores. Los valores promedios de carga total y carga por cañuto se presentan igualmente en la tabla 4.1. 34 Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. Antecedentes Tabla 4.1. Resultados Pruebas de Carga. Tesis de Jenny Garzón. Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. 35 Antecedentes 4.2 Propuesta de César Peña y Hugo Rodríguez Luego, César Peña y Hugo Rodríguez 6 en su tesis, tomaron el concepto de conectores para sus uniones a tracción. Utilizaron una metodología más amplia y probaron diferentes materiales hasta llegar a su propuesta final. En un principio, ensayaron con láminas multiclavos, de las utilizadas para madera, y luego intentaron con láminas cold-rolled de forma rectangular; las segundas daban mejores resultados. Siempre se usó un pasador: una varilla roscada de ½” atravesada transversalmente; incluso se hicieron ensayos únicamente con este pasador. Finalmente, utilizaron láminas cold-rolled circulares adheridas a la pared de la Guadua con puntillas. Al clavar las puntillas, vieron que inducían fisuras que hacían llegar a la falla con carga menor, por lo que Figura 4.2. Conectores. Tesis de César Peña y Hugo Rodríguez. decidieron pretaladrar. Así como probaron con puntillas clavadas y pretaladradas, también usaron diferente combinación de número de puntillas. El pasador utilizado fue una varilla roscada de ½”; la platina, una lámina cold-rolled circular calibre 18 y las puntillas pretaladradas, de 1/8” de diámetro y 1” de longitud. La aplicación de la carga se hace halando de los extremos del pasador en sentido axial para inducir la fuerza de tensión. El resultado obtenido se puede resumir en la tabla 2. Descripción de la unión Carga máxima promedio (Kg) pasador 1815 pasador + platina + 4 puntillas c/90º 3770 pasador + platina + 6 puntillas c/60º 4080 pasador + platina + 8 puntillas c/45º 4748 pasador + platina + 12 puntillas c/30º 4188 Tabla 4.2. Resultados obtenidos por César Peña y Hugo Ramírez. Como conclusión, se recomendó la unión con 8 puntillas, pues mostraba el mejor comportamiento. 6 PEÑA, César y RODRÍGUEZ, Hugo. Propuesta de Uniones Mecánicas para Estructuras de Guadua. Bogotá, 1997. Trabajo de Grado (Arquitecto). Universidad Nacional de Colombia. Facultad de Artes. Departamento de Construcción; p.108. 36 Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. Antecedentes Estas uniones, aunque no utilizan mortero, muestran otras alternativas más económicas y livianas para ser usadas en conexiones a tracción. Además, no tienen que ver nada con el tabique. 4.3 Propuesta de Sandra Clavijo y David Trujillo Por último, en otras pruebas a tracción, Sandra Clavijo y David Trujillo 7 trabajaron, ya de una forma más sistemática y completa, usando 2 tipos de uniones: una unión tipo abrazadera y una unión con mortero. La unión tipo abrazadera consiste en una lámina cold-rolled calibre 22 de 4 cm de ancho, Tornillos de 1" x 1/4" de cabeza hexagonal abrazando la guadua dándole cinco vueltas ción Dirección aplica de la fuerza alrededor de ella y con un pasador transversal (varilla roscada de 5/8” de diámetro) con Pasador: Varilla roscada de 5/8" tornillos pretaladrados de ¼” de diámetro y 1” de longitud de cabeza hexagonal. Para estos tornillos, hicieron cuatro orificios lámina- Lámina Cold-Rolled calibre 22 (5 vueltas) Figura 4.3. Unión tipo abrazadera. Propuesta de Sandra Clavijo y David Trujillo guadua y ocho orificios en solo la guadua (12 en total). Se hicieron tres pruebas preliminares para saber qué tipo de conector utilizar: Primero evaluaron el diferente comportamiento entre tarugos de cedro macho (10mm), puntillas (de 3.5mm de diámetro) y tornillos (de ½”, 3/8” y ¼” de diámetro). Probaron luego, con diferentes distancias de ubicación del conector desde el borde (7D, 10D y 15D, entendiendo por D el diámetro del conector). Finalmente, evaluaron la influencia de la posición del nudo en el momento de la carga. De las anteriores tres pruebas, se concluyó que era mejor usar tornillos de ¼” debido a que los elementos de menor diámetro consiguen resistencias mayores con relación al área de contacto que los diámetros más grandes; estos últimos concentran mayores cargas, lo que somete el material a mayores esfuerzos cortantes. También se dedujo que se deben usar distancias al borde mayores de 10D, preferiblemente, 15D para que la resistencia sea mayor. En cuanto a la colocación respecto al nudo, es muy importante que los tornillos queden sobre o cerca de éste, o que por lo menos, exista un nudo entre el conector y el borde. 7 CLAVIJO, Sandra y TRUJILLO, David. Evaluación de Uniones a Tracción en Guadua. Bogotá, 2000. Trabajo de Grado (Ingeniero Civil). Universidad Nacional de Colombia. Facultad de Ingeniería. Departamento de Ingeniería Civil y Agrícola; p. 125. Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. 37 Antecedentes Otro resultado importante es que en muchos casos la falla se presenta en dos planos, posiblemente debida a que se concentra una carga en un punto, lo que induce a una falla por cortante. El esfuerzo cortante promedio es de estas probetas es de 42.41Kg/cm2 . Otras pruebas adicionales hechas, fueron con la variación de vueltas de la lámina coled-rolled: 3 vueltas (espesor lámina 5 cm) y 12 tornillos (2 lámina - guadua y 10 solo en la guadua) 6 vueltas (espesor lámina 5 cm) y 12 tornillos (4 lámina - guadua y 8 solo en la guadua) 5 vueltas (espesor lámina 5 cm) y 12 tornillos (3 lámina – guadua y 9 solo en la guadua) 5 vueltas (espesor lámina 4 cm) y 12 tornillos (3 lámina – guadua y 9 solo en la guadua) De las pruebas hechas escogieron la más barata y que resistiera mejor la carga de tensión. Ésta fue la última con la variación de 4 tornillos lámina – guadua y 8 solo en la guadua. Esta unión dio un valor de carga final promedio de 9648Kg. Se puede ver que se experimentaron diferentes alternativas para llegar a la propuesta final. La segunda propuesta, la unión con mortero, consiste en la colocación de varillas lisas de ¼” perpendicularmente a la dirección de las fibras de la guadua, un pasador de 5/8” que también atraviesa la guadua para lograr así, que se Figura 4.4. Unión con mortero. Propuesta de Sandra Clavijo y David Trujillo rasguen las paredes de la guadua. Luego, por un hueco de 1-¼” de diámetro se inyectó un mortero 1:3 apisonando con una varilla de ¼”. Las siguientes son las dosificaciones para 1 m3: Cemento 454 Kg Arena seca 1.09 m3 Agua 252 L No se especifica el origen de la arena, marca del cemento y propiedades de cada uno. La resistencia a compresión de este mortero fue de 155Kg/cm2. De esta unión es importante destacar que el mortero no tiene ningún diseño en particular, y además, el hueco de inyección del mortero es de 1-¼” de diámetro. Se planeará utilizar otro diámetro menor para esta investigación. Esta unión dio como promedio de carga final 5971Kg. A cada unión propuesta se le hizo un análisis de datos, aplicando una regresión lineal múltiple incluyendo diferentes variables. A continuación se presentan los resultados. P = 1935.78 + 17.49*d – 7.55*L +714.73*De – 791.53*Di P = 145.63 – 30.83*d + 3.86*L + 796.38*De – 842.15*Di 38 (unión con lámina) (unión con mortero) Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. Antecedentes Donde: P d L De Di : : : : : Carga final de falla Distancia desde el borde de la probeta de la guadua al borde más próximo de la lámina (cm) Longitud del entrenudo (cm) Diámetro externo (cm) Diámetro interno (cm) Estas ecuaciones están ya afectadas por un factor de seguridad de 3.0 considerado para maderas. Por último se hizo una relación costo/carga de las uniones propuestas por ellos dos, y las propuestas anteriormente por Jenny y César Peña y Hugo Rodríguez, hallando previamente el costo de cada unión. Estos resultados se pueden ver en la siguiente tabla: Tipo de Unión Varilla roscada de ½” y mortero en el entrenudo (Unión de Jenny Garzón) Conectores de Lámina Negra calibre 18, 8 puntillas de 1”x1/8” y varilla roscada de ½” (Unión de César Peña y Hugo Rodríguez) Mortero 1:3 en el entrenudo, varilla lisa de ¼” y varilla roscada de 5/8” (Unión de Sandra Clavijo y David Trujillo) Lámina cold-rolled calibre 22, 12 tornillos de ¼”, varilla roscada de 5/8” (Unión de Sandra Clavijo y David Trujillo) Concepto Carga Costo ($ / Kg) Carga Costo ($ / Kg) Carga Costo ($ / Kg) Carga Costo ($ / Kg) Valores 8 3600 1059 0.294 4321 1195 0.277 7121 1459 0.205 9084 1188 0.131 Tabla 4.3. Relación costo / carga. Tesis de Clavijo y Trujillo. De los datos de esta tabla se espera también sacar algunas comparaciones con la unión que se va a proponer. 4.4 Otros datos de interés Debido a que la unión a tracción con mortero y varilla axial se basa en la resistencia al corte que genera el tabique, se resumirán los resultados ya obtenidos de resistencia al corte en la pared de la guadua paralelo a la fibra, con el fin de comparar. Datos de esfuerzos de corte en el tabique no se encontraron. Luis Felipe López y Mario Silva 9, hicieron ensayos con 30 probetas para determinar el esfuerzo de corte paralelo a la fibra, induciendo cuatro planos de corte, de acuerdo como se describe en las 8 Los costos que aparecen en esta columna son los precios originales expuestos en esta tesis, es decir, del año 2000. Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. 39 Antecedentes normas del INBAR 10 (The International Network on Bamboo and Rattan). Estas pruebas son de corte directo o simple, es decir, cuando el esfuerzo es generado por acción de fuerzas directas que tratan de cortar el material. La media de estos ensayos fue de 6.87MPa o 68.7Kg/cm2 . El esfuerzo último (correspondiente al límite de exclusión del 5%) es de 4.31MPa o 43.1Kg/cm2 . En el límite de exclusión del 5%11 se espera que de toda la población existente de dicha especie, solamente el 5% tenga una resistencia menor que este valor. Para este caso correspondió al valor más bajo de todos los datos. Por otra parte, Edwin Prieto y Jorge Sánchez 12 encontraron un valor de corte paralelo a la fibra de forma indirecta mediante ensayos a flexión. Esta falla se presenta en probetas de luces cortas sobre la línea del eje neutro, donde los esfuerzos cortantes son mayores. El esfuerzo obtenido fue en promedio de 81.75Kg/cm2 y el esfuerzo último (correspondiente al límite de exclusión del 5%), es de 47.08Kg/cm2 . En este caso se ensayaron 25 probetas de 0.5 m de longitud. El esfuerzo correspondiente al límite de exclusión del 5% fue también el menor. Nota: El Manual de Diseño para Maderas del Grupo Andino, define el esfuerzo resistente en condiciones últimas como aquel correspondiente al límite de exclusión del 5%, (es decir, se espera que de toda la población existente de dicha especie solamente el 5% tenga una resistencia menor que este valor). Aunque en algunos países se toman límites más bajos, como el 2.5% y hasta el 1%, el 5% es el valor más utilizado en países con muchos años de uso de madera como material de construcción y se ha considerado apropiado. 9 LÓPEZ, Luis Felipe y SILVA, Mario F. Comportamiento sismorresistente de estructuras en bahareque. Manizales, 2000. Trabajo de Grado (Ingeniero Civil). Universidad Nacional de Colombia sede Manizales. Facultad de Ingeniería. 10 INBAR.. Inbar Standard for Determination of Physical and Mechanical Properties of Bamboo. Enero, 1999 11 JUNTA DEL ACUERDO DE CARTAGENA. Manual de Diseño para Maderas del Grupo Andino. Lima, Perú. 1984 12 PRIETO, Edwin y SÁNCHEZ, Jorge. Comportamiento de la Guadua Angustifolia Sometida a Flexión. Bogotá, 2001. Trabajo de Grado (Ingeniero Civil). Universidad Nacional de Colombia, Departamento de Ingeniería Civil y Agrícola. 40 Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. Unión Propuesta 5. UNIÓN PROPUESTA Teniendo en cuenta los objetivos y los resultados expuestos en las investigaciones anteriores, se pretende hacer una unión que muestre, en un principio, el comportamiento de la adherencia del mortero a las paredes de la guadua, esperando que al usar un aditivo expansor el comportamiento mejore. 5.1 Características de la unión En el desarrollo de la idea, se tuvieron en cuenta diferentes aspectos en cuanto a su morfología. La unión, pensada desde un principio, estaba constituida por un pedazo de guadua conformado por dos cañutos y utilizaba dos varillas, una por cada extremo del pedazo de guadua, para poder halar o aplicarle la fuerza de tracción, como se puede ver en la parte superior izquierda de la figura 5.1. Luego se pensó en ver como se comportaba la unión cuando hay una varilla embebida totalmente en mortero de dos elementos diferentes (parte central de la figura). Lo anterior con el fin de ver el comportamiento en el centro de la unión que se creía, es una unión más real. Partiendo de lo dicho, para poder finalmente halar con una máquina en esta conexión, tendría que existir por lado y lado dos pedazos de varilla diferentes embebidas en mortero y en el centro una varilla dentro de dos entrenudos o cañutos. De esta manera, se tendrían 4 puntos diferentes de falla. La secuencia, según como se pensó, se puede observar en la figura 7, seguida por las flechas. Figura 5.1. Unión propuesta La unión completa, tiene entonces, cuatro entrenudos o cañutos rellenos de mortero, dos varillas independientes en los extremos y una en el centro abarcando dos entrenudos. Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. 41 Unión Propuesta Ahora, la varilla que se coloque tiene que ser corrugada para obtener una buena adherencia con el mortero. No se colocará tuerca, como en la unión propuesta por Jenny Garzón, ya que no se considera necesario pues la varilla corrugada dará la adherencia suficiente con el mortero de relleno. El diámetro de esta varilla será el determinado por el diseño, de acuerdo a la carga esperada. La unión llevará dos elementos de guadua compuestos cada uno por dos entrenudos. A diferencia de la unión hecha por Jenny Garzón, la varilla insertada no traspasará más de un tabique, es decir, la fuerza aplicada solo actuará en un tabique (de los cuatro que podrían intervenir). Se escogerán preferiblemente cepas, debido a que esta parte de la guadua es la parte más resistente del culmo (aunque es probable que no afecte, debido a que la fuerza que genera la falla está ejercida únicamente sobre el tabique), sin embargo, se tendrán en cuenta las longitudes de los entrenudos de todas las probetas. Inicialmente, se fabricarán un cierto número de probetas con aditivo expansor en el mortero y otras sin este aditivo para poder comparar los resultados. Se pensaron dos alternativas a realizar dentro del número de probetas con expansor: Usar un porcentaje (en adición del cemento) óptimo de aditivo expansor. Usar diferentes porcentajes de aditivo expansor. La escogencia dependerá de los resultados obtenidos de los ensayos preliminares para determinar la mezcla de mortero final. Haciendo un adelanto de ese capítulo, se escogieron dos porcentajes de aditivo expansor, para conformar finalmente, el número total de probetas y su distribución como se puede ver en la siguiente tabla: Cantidad de Probetas Porcentaje de expansor 24 0% 24 1.5% 24 3.0% Tabla 5.1. Cantidad de probetas planeada. Con este número se espera tener una buena validez estadística. 5.2 Características de la mezcla de mortero En las mezclas de mortero usadas en las uniones ya estudiadas, no se hace referencia a la mezcla de mortero como tal. Al hablar de que se usó mortero, se habla únicamente de una proporción 42 Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. Unión Propuesta cemento:arena (proporciones en peso), sin hacer un diseño previo de las cantidades que intervienen teniendo en cuenta las características que se desean del mortero, ni mencionar la relación A/C empleada. Además no se habla de las propiedades de cada uno de los materiales; calidad y tipo de cemento o de la clase de arena (si es de peña o de río). Tratando de mejorar este aspecto se estudiará el comportamiento del mortero, mirando más a fondo las propiedades que se esperan (fluidez en estado fresco y expansión) y teniendo en cuenta desde un principio las propiedades físicas de cada constituyente de la mezcla. Al usar aditivos en la mezcla, el comportamiento lógicamente cambia, de acuerdo con el tipo de aditivo. Esta es una razón adicional para investigar por aparte el diseño de la mezcla. Como se describe en los objetivos de este proyecto, se pretende usar aditivo expansor en la mezcla de mortero. Se usarán tres porcentajes de este aditivo expansor como se puede ver en la tabla 5.1 (tres fundidas diferentes para cada relleno de cañutos) con el fin de observar cómo influye este porcentaje en la resistencia de la unión. El manejo adecuado de este aditivo se logrará, basándose en la ficha técnica del producto y en las mezclas de prueba que sean necesarias para ponerlo en el punto que se necesita. Se medirán los porcentajes de expansión para saber de una cierta forma cuánto se expandirá la mezcla dentro de la guadua. Esta mezcla se busca que sea también bastante fluida, con el fin de introducirla fácilmente dentro de la guadua. Para esto, se usará un aditivo superplastificante que cumplirá con esta función y además, al reducir la cantidad de agua, se puedan obtener valores de resistencias altas. A cada mezcla de prueba se medirá entonces su fluidez, su resistencia y su expansión para llegar al final a una mezcla ideal para cada fundida. Todas las pruebas que se le aplicarán a estas mezclas de prueba, se harán con cubos de 5 cm de arista y adicionalmente, para cada fundida se medirá la resistencia a compresión también con los mismos tipos de cubos de 5cm. Para ampliar mejor esta información, más adelante se le dedicará un capítulo al estudio de estas mezclas. 5.3 Problemas de la unión La unión se planeó con el fin de que falle la guadua por la fuerza de tracción. Por esta razón no se puede dar la falla por otro elemento o por otra causa. Para esto se tomaron las medidas pertinentes para que no fallara por falta de adherencia entre la varilla y el mortero o por tracción de la misma varilla. Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. 43 Unión Propuesta Problema con la varilla En la investigación hecha por Jenny Garzón, la unión con mortero dio un valor de carga cerca de 3000 Kg. Si se espera que con expansivo la carga sea mayor, la carga máxima de falla se podría estimar en 4000 Kg o a lo sumo, de 6000 Kg (considerando un factor de seguridad). Para esta carga, y tomando una varilla con esfuerzo de fluencia de 60000 psi (4200 Kg/cm2) el diámetro de la varilla, considerando el área de acero necesaria, sería: A= 6000 Kg 4200 Kg cm 2 = 1.43 cm 2 El diámetro de la varilla que cumple esta área es la Nº 5. Adherencia entre mortero y varilla Teniendo en cuenta ahora el factor de la adherencia, se tomó como referencia la tesis hecha por Lina Sánchez y Naliett Santamaría 13, quienes hacen ensayos de adherencia entre el concreto y el acero con varillas de ½” y 7/8” de diámetro, donde hablan de dos fallas típicas. La primera, es una falla de pull-out, en donde la varilla sale del concreto sin afectar su forma y la segunda, es una falla por agrietamiento, donde la varilla raja el concreto para darse paso como se ve en las fotos 5.1 y 5.2. Fotos 5.1 y 5.2. Falla por agrietamiento del concreto (izquierda) y falla por extracci ón de varilla, Pull-out (derecha). Fotos tomadas con autorización de Lina Sánchez y Naliett Santamaría La falla por agrietamiento se debe a la ausencia de confinamiento sobre las varillas, y de acuerdo con los estudios hechos, cuando el recubrimiento de concreto es aproximadamente menor a tres veces el diámetro de la varilla. 13 SÁNCHEZ, Lina María y SANTAMARÍA, Naliett Karina. Efecto del Estado Superficial de la Armadura en la Adherencia Concreto – Acero. Bogotá, 2001. Trabajo de Grado Meritorio (Ingeniero Civil). Universidad Nacional de Colombia. Facultad de Ingeniería. Departamento de Ingeniería Civil y Agrícola. 44 Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. Unión Propuesta En el primer capítulo de la tesis citada se hace una descripción muy detallada de cómo ocurre la falla por agrietamiento por si el lector desea profundizar sobre esto. Ahora, es probable que la carga de falla del tabique de la guadua no sea suficiente para llegar a la falla por adherencia. Además, a causa de la diferencia de dimensiones de la guadua, el espesor del recubrimiento sería muy variable. Por estas causas se decidió hacer un análisis por el lado de los esfuerzos. De los esfuerzos de falla obtenidos por Sánchez y Santamaría según los datos de las gráficas esfuerzo de adherencia vs desplazamiento (anexo G de la tesis en mención), se puede ver que el esfuerzo menor obtenido para varillas de ½” es de 41.76 Kg/cm2 y para las varillas de 7/8” de 35.09 Kg/cm2. El área de adherencia en las probetas de guadua está dada por la longitud del entrenudo o cañuto (incrustando la varilla en toda la longitud) y el diámetro de la varilla. Si se toma una longitud de cañuto promedio de 30 cm y el diámetro de la varilla Nº 5 (1.59 cm), esta área sería: A = π * d * L = 3.14 * 1.59cm * 30cm = 149.78cm2 Si tomamos el menor esfuerzo, la mínima fuerza necesaria para que falle por adherencia sería: F = P * A = 35.09Kg/cm2 * 149.78cm2 = 5255.78Kg Teniendo en cuenta que el esfuerzo anotado en la ecuación anterior es el menor esfuerzo encontrado, con una probabilidad muy baja con respecto a toda la población, y la carga de 6000 Kg tiene un factor de resistencia generoso, se puede decir que no se tendrán problemas por adherencia. Resistencia del mortero Otro factor muy importante tiene que ver con la resistencia del mortero dentro de la guadua, pues puede ocurrir que falle por agrietamiento debido a unas resistencias pobres, para lo que se realizará un diseño que garantice que no haya problemas por este lado. Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. 45 Unión Propuesta Adherencia entre el mortero y las paredes de la guadua Aunque se llegue a una expansión suficiente del mortero, que garantice la adherencia entre el mortero y la guadua, puede existir otro problema debido a la guadua. Como se sabe, la guadua posee en su interior una pared de protección (foto 5.3 y 5.4), constituida por una capa bastante suave y lisa que hace que el mortero pueda resbalar fácilmente disminuyendo la adherencia que se pueda dar por la expansión del mortero. Foto 5.3 y 5.4. Pared interna de la guadua. Remoción de la capa de protección. En las fotos se puede observar la capa removida. Es bastante delgada pero está bien pegada a la guadua, siendo no muy fácil quitarla. 5.4 Metodología de Ensamble En un principio, se consiguieron todos los materiales antes de comenzar a realizar los ensambles. La guadua se compró en longitudes de 4 metros, teniendo que cortarla en pedazos de dos cañutos para poder hacer parejas y juntarlas para que conformaran una probeta. La guadua presenta una coloración blanca debido al recubrimiento de un tejido blanquecino, reticulado, esparcido a lo largo del entrenudo y más concentrado a nivel del nudo. Por esta razón, antes de todo, la guadua se limpió superficialmente, retirándole esta capa o tejido del que se habla con un cepillo metálico o grata. Para luego cortar, se utilizó una acolilladora marca Pro-Tech (ver foto 5.5) con la cual se realizaron todos los cortes. 46 Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. Unión Propuesta Se cortaron 160 segmentos para 80 probetas, siendo cada una de estas probetas de un mismo palo. Se cortaron también 8 pedazos adicionales (de 2 cañutos), que sobraban por no tener un compañero del un mismo palo. Foto 5.5 Acolilladora. Una vez cortadas, se procedían a marcarlas para evitar confusiones. Entonces se eligió la letra E y un número correspondiente para cada probeta, diferenciando cada parte de la probeta con una barra o un círculo como se ve en la figura 5.2 a continuación. Las 8 probetas adicionales se marcaron con la letra R (de reposición) y se guardaban por si acaso se necesitaban. Figura 5.2. Numeración de las probetas. Esta numeración se hizo con el fin de saber cuál era la parte que se debía ensamblar (barra y círculo) ya que correspondían al corte hecho en el mismo palo y tenían muy cercanamente el mismo diámetro y en general las mismas propiedades. Cortadas y numeradas, se procedió a tomar las medidas de cada pedazo, anotando su diámetro interno, diámetro externo, espesor y longitud de cada cañuto por individual. Estos datos se muestran en el anexo A. Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. 47 Unión Propuesta Teniendo la longitud de cada cañuto, se podían cortar las varillas sabiendo su longitud exacta, calculándose esta distancia, sumando 40 cm a la longitud del cañuto debido al agarre necesario en la máquina de ensayos. Se hizo una distribución de las varillas, pues estas vienen en longitudes de 6 metros, con el fin de obtener el menor desperdicio posible al cortarlas. Se usaron 10 varillas Nº 6 y 12 varillas Nº 5. Estas varillas se etiquetaron con el fin de que no existiera confusión en el momento de repartirlas entre los pedazos de guadua ya cortados. Ya marcadas (varillas y guadua), se procedía a abrir los huecos a la guadua para inyectar el mortero e incrustar la varilla. En esta parte es importante anotar que en este tipo de uniones, por lo general, se perfora la guadua con diámetros iguales o mayores a 1” para inyectar el mortero, siendo en muchos casos causa de resistencias menores por disminución del área neta. Para la unión propuesta, con el fin de reducir este problema, se rellenarán los cañutos por un hueco de diámetro ¾”, haciendo que se presente un requisito adicional, el cual es hacer una mezcla bien fluida de mortero (foto 5.6). Los huecos para incrustar la varilla serán de 5/8” en unos casos y de ¾” en otros, tratando que la repartición de éstos sea equitativa. Ya se sabía por diseño que se utilizarían varillas Nº 5, pero además, se quería probar con varillas Nº 6, por lo que se verán dos tipos de varillas (foto 5.7). Foto 5.6. Orificios de 3/4” para inyección de mortero 48 Foto 5.7. Orificio de 5/8” para incrustar varilla Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. Unión Propuesta Finalmente para dejarlas listas para la inyección del mortero, se colocó cada varilla dentro del cañuto respectivo, de acuerdo a la numeración de la guadua y las etiquetas puestas en las varillas (fotos 5.8 y 5.9). Foto 5.8. (Izquierda). Probetas antes de incrustar varillas. Foto 5.9. (Arriba). Probetas ensambladas listas para inyección de mortero. Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. 49 Materiales Utilizados 6. MATERIALES UTILIZADOS 6.1 Guadua Se utilizó guadua macana, ya que es la más usada por sus características estructurales y se supone es la más resistente de su especie. Esta guadua fue traída del departamento del Quindío de la hacienda “Las Palmas” ubicada en cercanías del municipio de Calarcá. El corte de la guadua se efectuó según las indicaciones de campesinos y personal experimentado, haciendo el corte de los tallos a ras sobre el primer o segundo nudo localizado por encima del suelo. Ya cortados, a estos tallos se les aplica el procedimiento de curado en la mata, por un tiempo entre dos a tres semanas, para luego ser transportados a Bogotá. A parte del curado en la mata, la persona a la cual se le adquirió el material, explicó que inyectaba un inmunizador abriéndole un hueco minúsculo en la pared de la guadua por donde aplica este inmunizador. En Bogotá se compró al distribuidor que explicó su procedencia (que las trae desde el Quindío) y se transportó toda la guadua hasta la Universidad Nacional para almacenarla en el patio del IEI14. Sobre el material que poseía, se tuvo la libertad de escoger los palos que a modo de ver propio parecían mejores, pudiendo así, escoger los diámetros y longitudes a gusto. De esta manera se trató de escoger en la mayoría cepas, para tener una longitud de entrenudos pequeña, aunque por lo disparejo de estas distancias, incluso dentro del mismo plano, se tendrán distancias desde 15cm hasta 30 cm aproximadamente. Ya dentro de la Universidad se limpiaron y se cortaron tal y como se describe en el numeral 5.3. Antes de proceder con la abertura de los huecos, la guadua se almacenó en un lugar fresco, no húmedo y cuidándola de factores como la lluvia y el sol, mientras se hacían ensayos con las mezclas de mortero. Debido a demoras ocurridas en la etapa de ensayo de mezclas, la guadua se comenzó a secar al aire, ocurriendo en algunas probetas, fisuras longitudinales en algunos casos pequeñas y en otros bastante prolongadas (ver fotos 6.1 a 6.5), debidas a este secamiento natural (hasta alcanzar una humedad estable con la del medio ambiente). De esta manera se tuvieron que desechar varias 14 Instituto de Extensión e Investigaciones. Facultad de Ingeniería. 50 Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero Materiales Utilizados probetas, quedando algunas, sin su compañero correspondiente, acomodándoles otros pedazos de número diferente para completar la probeta. Fotos 6.1 a 6.5.Fisuras por secamiento de la guadua. Adicional a lo anterior, se extraviaron 9 probetas (causas desconocidas), por lo cual se redujo un poco más el número de probetas, quedando finalmente, las que se presentan en el anexo A. En este anexo se presenta también la varilla que se usó en cada lado de cada probeta y el volumen para poder saber la cantidad de mortero en total que se le adiciona. Aparte de la guadua comprada, se utilizaron otras muestras de igual procedencia que había ya en el patio, sobrantes de otras tesis. Estas muestras estaban más secas, pero no presentaban fisuras y eran aptos para los ensayos y se procedió a cortarlos y marcarlos. Estos pedazos sacados de estas muestras están incluidos dentro de las 80 probetas iniciales. Para abrir los huecos, se contaron y seleccionaron las probetas que se encontraban libres de fisuras. Para esto se escogió una clasificación que se describe a continuación: A B B-C C C-D D D-E E X = = = = = = = = = probetas en excelente estado probetas en buen estado, con fisuras casi imperceptibles probetas con fisuras muy leves probetas con fisuras leves (menores de 3 cm) probetas con fisuras mayores de 3 cm probetas con fisuras graves (mayores de 5cm) probetas con fisuras graves y profundas (mayores de 7cm) probetas que definitivamente no sirven probetas extraviadas Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. 51 Materiales Utilizados Se determinó un valor de humedad inicial, con el cual se espera sacar alguna relación entre el daño presentado por el secado y el porcentaje de humedad inicial. Para este valor de humedad, se cogieron pedazos sobrantes de los cortes hechos en un principio y de acuerdo a la norma del Inbar 15, se cortaron pedazos de aproximadamente 2.5 cm de ancho por 2.5 cm de largo por cada probeta. Estos pedazos se pesaron húmedos en una balanza con precisión de 0.01 gr y luego se introdujeron en un horno a una temperatura de 110ºC. Después se sacaron los pedazos ya secos (al ver que no presentaban variación en su peso) y se sacó el porcentaje de humedad así: %Humedad = m − mo mo donde: m = peso húmedo de la muestra mo = peso seco de la muestra Teniendo en cuenta los valores de humedad sacados de cada probeta y la clasificación propuesta se sacaron los siguientes datos (los valores de humedad están en porcentaje): Pedazo tipo Total datos Promedio de humedad Valor máximo Valor mínimo Desviación Estándar A 22 11.29 15.27 10.02 1.22 B 88 18.91 60.70 10.02 9.50 B-C 12 19.65 26.87 14.65 3.33 C 17 17.42 41.66 10.78 8.45 C-D 7 24.02 41.66 15.11 10.47 D 3 17.34 20.93 15.54 3.12 D-E 5 21.61 27.47 17.89 3.98 E 5 30.15 43.12 13.35 15.24 X 9 - Tabla 6.1. Datos de humedad inicial para cada tipo de probeta según su estado después de secado. En total suman 80 probetas dobles E (dos pedazos de dos cañutos, total 160 pedazos) y 8 probetas sencillas R. Se extraviaron 9 probetas, y se desecharon 20 (desde C-D hasta E) para tener un total de 139 pedazos que sirven, que dan un total de 69 probetas dobles. Estas 69 probetas se dividirán en 3 grupos de 23 para cada porcentaje de expansor. La división de estas 69 probetas por cada tipo de expansor se presenta en el anexo G. Otra forma de ver los datos que aparecen en la tabla 6.1 se puede observar en la gráfica 6.1 que aparece a continuación. 15 INBAR. Op. Cit. 52 Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. Materiales Utilizados VALORES DE HUMEDAD INICIAL PARA CADA TIPO DE PROBETA 35 30.15 Humedad (%) 30 24.02 25 21.61 18.91 19.65 A B B-C C C-D D D-E E 1.22 9.50 3.33 8.45 10.47 3.12 3.98 15.24 Mínimo 10.02 10.02 14.65 10.78 15.11 15.54 17.89 13.35 Máximo 15.27 60.70 26.87 41.66 41.66 20.93 27.47 43.12 22 88 12 17 7 3 5 5 20 15 17.42 17.34 11.29 10 5 0 Desv. Est. # de probetas Gráfica 6.1. Humedades iniciales de todas las probetas analizadas. De esta gráfica, adelantándonos a los análisis de resultados, se ve claramente que las probetas con calificación E (bien dañadas por fisuras de secamiento) contienen un porcentaje de humedad mayor que el resto de las clasificadas. 6.2 Cemento 6.2.1. Definición El cemento es un material pulverizado de origen calcáreo con propiedades cohesivas y adhesivas que le dan la propiedad de unir materiales minerales sólidos, los cuales al estar juntos conforman un material monolítico de buena resistencia. El cemento Portland hidráulico es aquel que tiene la característica de desarrollar sus propiedades (fraguado y endurecimiento) cuando se encuentra en presencia del agua, ya que reacciona químicamente con ella formando así la pasta de cemento (material aglutinante de los agregados); esta reacción química se denomina hidratación y convierte al cemento en una masa en forma de piedra. 6.2.2. Cementos Utilizados Existen diferentes tipos de cemento conseguidos mediante la variación de ciertos componentes químicos haciéndolos especiales para usos determinados. Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. 53 Materiales Utilizados Para las mezclas de mortero, se manejó solo cemento Pórtland tipo 1 utilizado para obras en general, ya que no se necesitan propiedades especiales del cemento para rellenar los cañutos. Existen diferentes marcas en el mercado nacional, de las cuales se escogieron dos marcas en particular: cemento 1A y Cemento Samper. En un principio, se planeó hacer las mezclas con un solo tipo de cemento (1A), pero debido a problemas que se suscitaron al mezclarse con los aditivos, se tuvo que acudir a una marca diferente, recomendada por su antigüedad en el mercado del país (Samper). Estos cambios y las razones por las cuales surgió este cambio se explicarán con detalle en el capitulo correspondiente a las mezclas de mortero. 6.2.3. Propiedades físicas de los cementos utilizados En Colombia existen normas referidas a las características físicas y químicas que deben cumplir los cementos, como también a los procedimientos de evaluación de estas características. Las normas que rigen en Colombia son las normas ICONTEC 16 (Instituto Colombiano de Normas Técnicas), las cuales dieron las pautas para ejecutar cada ensayo. Las propiedades físicas evaluadas para las dos marcas de cementos son las siguientes: Finura La finura o superficie especifica, es el área superficial de las partículas de cemento contenidas en un gramo del material; se expresa generalmente en m2/kg. Esta propiedad va ligada a su actividad hidráulica, es decir, a su velocidad de hidratación. Al tener un cemento con un valor de finura alto se acelera la hidratación, la generación de calor, la retracción y el proceso de desarrollo rápido de resistencia; así mismo se mejora levemente la trabajabilidad de la mezcla de concreto, aunque la demanda de agua de una pasta de consistencia normal sea mayor en un cemento fino. Este ensayo se efectúa según la norma Icontec NTC-33: “Método para la determinación de la finura del cemento por medio del aparato de Blaine de permeabilidad al aire”. Peso específico El peso específico se define como la relación entre la masa de una porción de cemento y el volumen de esta misma porción. Este valor se usa principalmente en el diseño y control de mezclas 16 ICONTEC. Normas Técnicas Colombianas para el Sector de la Construcción I. Bogotá 1989. Editorial Legis. 559 p. 54 Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. Materiales Utilizados de concreto y en este caso de mortero. Esta propiedad no dice mucho por si sola, pero si se refiere a ella, por ejemplo, junto con la finura en el caso de un peso específico bajo y una finura alta, se puede decir con seguridad que se trata de un cemento con adiciones. La norma de este ensayo es la Icontec NTC-221 “Método de ensayo para determinar el peso específico del cemento hidráulico”. Consistencia normal del cemento Este ensayo se refiere a la cantidad de agua necesaria para obtener una pasta de cemento con una consistencia estandarizada, donde el agua no falta ni se excede de un valor normal. Esta cantidad de agua se expresa como porcentaje en peso del cemento seco. La norma correspondiente es la Icontec NTC-110 “Método para determinar la consistencia normal del cemento”. Tiempos de fraguado En este ensayo se determina el tiempo en que la pasta de cemento pasa de un estado líquido a un estado sólido, a partir del cual, comienza a ganar resistencia llamado también fraguado inicial. Existe también el llamado tiempo de fraguado final que es cuando la pasta se encuentra prácticamente rígida. Para este ensayo se tomó la norma Icontec NTC-118 “Método para determinar el tiempo de fraguado del cemento hidráulico mediante el aparato de Vicat”. Fluidez del Mortero Esta propiedad vinculada con el mortero, hace referencia a la fluidez obtenida en una meza de acuerdo a la norma Icontec NTC-111 “Método para determinar la fluidez de morteros de cemento”. Esta propiedad se evaluó para cada mezcla de prueba y los resultados aparecerán en el capítulo de mezclas de mortero. Resistencia a la compresión Esta es una propiedad bastante importante en un cemento. Se determina mediante el uso de una arena patrón, arena de Ottawa, de acuerdo a la norma Icontec NTC-220 “Cementos. Determinación de la resistencia de morteros de cemento hidráulico usando cubos de 50mm de lado”. Debido a la falta de arena de Ottawa, este ensayo se limitó para realizar las mezclas descritas en el capítulo de mezclas de mortero. Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. 55 Materiales Utilizados 6.2.4. Resultados de ensayos de propiedades físicas de los cementos A continuación se presentan los resultados de una forma resumida. En el anexo B, se presentan los datos de donde se sacan los resultados y los aparatos utilizados para estos ensayos. Debido al uso de dos marcas de cemento, a estas dos se les hicieron estas pruebas. Los dos cementos corresponden al tipo 1. Norma Icontec NTC-33 Propiedad física medida Cemento 1A Cemento Samper Finura (m2/Kg) 395.4 472.4 3 NTC-221 Peso Específico (gr/cm ) 2.963 3.048 NTC-110 Consistencia normal 25.7% 25.5% Inicial 3horas, 15 minutos 3 horas, 13 minutos Final 4 horas, 50 minutos 4 horas, 39 minutos NTC-118 Tiempos de fraguado Tabla 6.2. Propiedades físicas de los cementos utilizados. 6.3 Arena La arena es el mayor constituyente en una mezcla de mortero y es la que hace que ésta sea económica. Se define como cualquier sustancia sólida o partículas añadidas intencionalmente al mortero, de tal forma, que en combinación con ésta proporcionan resistencia mecánica al mortero en estado endurecido y controlan los cambios volumétricos que normalmente tienen lugar durante el fraguado del cemento, así como el que se producen por las variaciones en el contenido de humedad de las estructuras. La calidad de una arena está determinada por el origen, por su distribución granulométrica, densidad, forma y superficie. De acuerdo al uso que se les quiera dar, se manejan dos clases de arena. Si se desea aumentar la trabajabilidad de la mezcla, se pueden usar arenas con ligeros contenidos de limo y arcillas que son utilizados en pañetes o revestimientos y la arcilla que contienen le confiere una gran cohesión y capacidad de adherencia a la mezcla. Estas arenas son las llamadas arenas de peña, las cuales son explotadas en canteras. Esta misma arena se usa en morteros de pega de ladrillos de arcilla, para lo cual requiere un prelavado que reduce el contenido de arcilla en un 3% o 4%; estas arenas son llamadas semilavadas. 56 Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. Materiales Utilizados Para otras clases de usos donde se requieran morteros con resistencias mayores, se usa arena lavada o arena de río que además son más impermeables y resisten muy bien la acción del agua. La arena utilizada para las mezclas de este proyecto es una arena de río, la cual se encontró en el patio del IEI y correspondía a otro proyecto de grado ya finalizado. Esta arena de río es proveniente del Guamo y la inspección visual permite detectar pequeñas partes de mica. 6.3.1. Propiedades físicas de la arena Igualmente, para conocer las propiedades de este material, se hicieron ensayos según las normas Colombianas Icontec. Las propiedades evaluadas y los correspondientes ensayos hechos son: Granulometría Se define como la composición, en porcentaje, de los diversos tamaños de agregado en una muestra. Es esencial, para la mezcla de mortero obtener una granulometría que proporcione una masa unitaria máxima para que el volumen de los espacios entre partículas sea el mínimo, y por consiguiente la cantidad de pasta entre éstas sea también mínima. Existen rangos determinados por la norma Icontec NTC-2240 “Agregados usados en morteros de mampostería” dentro de los cuales se debe encontrar un material bien gradado. La norma para hacer el ensayo de granulometría es la Icontec NTC-77 “Tamizado de materiales granulados.(Agregados o áridos)”. Para saber de una mejor manera el porcentaje de finos (cantidad que pasa por el tamiz Nº 200 o tamiz Icontec 74µ) se sigue la norma Icontec NTC-78 “Agregados para hormigón. Determinación del porcentaje de material que pasa tamiz Icontec 74. Método de lavado” Módulo de Finura Es un índice que se puede considerar como el tamaño promedio ponderado de un tamiz, del grupo, en el cual el material es retenido. El módulo de finura se define, como el número que se obtiene al dividir por 100 la suma de los porcentajes retenidos acumulados en los tamices de la serie normalizada que cumplen la relación 1:2 desde el tamiz Nº100 en adelante hasta el tamaño máximo que se encuentre. El valor de este módulo es mayor, cuando el agregado contiene granos más gruesos y decrece cuando el agregado disminuye de tamaño. Se interpreta como la indicación del tamiz en que supuestamente quedaría retenido o pasaría el 50% del material. Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. 57 Materiales Utilizados Forma y Textura La forma influye directa o indirectamente en el comportamiento del mortero, ya que se relaciona con la trabajabilidad, resistencia y otras propiedades de la mezcla en estado fresco y endurecido. La forma ideal es la redondeada desde el punto de vista del grado de acomodamiento y se consigue en arenas en estado natural debido a su origen geológico. De todas maneras hay formas poco convenientes que son las partículas planas y las alargadas por su difícil acomodamiento. Cabe anotar que también es posible obtenerlas mediante trituración y de esta manera dependerán también de la maquinaria que se use para la fragmentación de la roca original en la producción de arena. Peso específico y absorción El peso específico es una de las propiedades del agregado que depende directamente de su origen. Se define como la relación entre la masa y el volumen de una muestra determinada. Esta propiedad es fundamental en el diseño, pues con él se indica la cantidad de arena requerida para un volumen unitario de mortero. La absorción representa la máxima cantidad de agua que la arena pueda absorber en sus poros saturables. Estos poros son aquellos que están conectados con el exterior, mientras que los no saturables son los que están en el interior de las partículas y no están conectados con la superficie. La capacidad de absorción de las partículas de la arena se puede determinar fácilmente por diferencia de presos, entre el estado saturado y superficialmente seco y el estado seco, expresado como un porcentaje de la masa seca. La forma de hallar estas dos propiedades, se explican en la norma Icontec NTC-237 “Método para determinar el peso específico y absorción de agregados finos”. Humedad El grado de humedad de una arena o cualquier otro material viene dada por la cantidad de agua que posea en relación con el peso seco del mismo material. Esta propiedad sirve para saber la cantidad de agua que se deba adicionar o restar a la mezcla dependiendo de su capacidad de absorción. Durante el desarrollo de las mezclas, se presentaron varios periodos de lluvia y sol que hacían que la humedad de la arena variara de una fecha para otra, teniendo que referenciar a cada mezcla su humedad correspondiente. 58 Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. Materiales Utilizados 6.3.2. Resultados de los ensayos de propiedades físicas de la arena Los datos completos y los aparatos utilizados se pueden ver en el anexo B. Por ahora, se muestran a continuación los resultados más importantes de estos ensayos. Granulometría Se hicieron dos granulometrías las cuales no presentaban variación significante. El proceso se hizo mediante el lavado de la arena sobre el tamiz icontec 74µ. Tamiz No Peso ret (gr) 4 0 8 101.2 16 224.4 30 206.3 50 166.7 100 129.5 Fondo 77.2 Σ 905.3 % ret 0 11.2 24.8 22.8 18.4 14.3 8.5 100 %ret acum 0 11.2 36.0 58.8 77.2 91.5 100 % pasa 100 88.8 64.0 41.2 22.8 8.5 0 Tabla 6.3. Granulometría de la arena Peso total de la muestra = 1000 gr Peso lavado sobre tamiz icontec 74µ = 907.7 gr Porcentaje que pasa tamiz icontec 74µ = 9.23% GRANULOMETRÍA DE LA ARENA 100 Porcentaje que pasa (%) 90 80 70 60 Rango Inferior Rango Superior Arena 50 40 30 20 10 0 0.01 0.1 1 10 Diámetro de las partículas en milímetros Gráfica 6. 2. Curva granulométrica de la arena Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. 59 Materiales Utilizados Módulo de Finura Debido a que se hicieron dos granulometrías, se hallaron dos módulos de finura: 2.78 y 2.75. El resultado es entonces: Nº 4 M.F. = ∑ %retenidosA cumulados Nº100 100 = 2.76 Peso específico y absorción Peso Específico 2.52 gr/cm3 Peso aparente seco 2.40 gr/cm3 Peso aparente sss 2.45 gr/cm3 % de Absorción 1.87% Tabla 6.4. Peso específico y absorción de la arena 6.4 Ceniza Volante Durante el proceso de mezclas de prueba, se observó que la ceniza era un material que reducía los problemas de segregación que se presentaban gracias a que presentan partículas de tamaño más fino que el cemento y se decidió definitivamente usarlas en las mezclas para el relleno de la guadua. 6.4.1. Definición La ceniza volante es definida según el comité 116R del ACI, como "el residuo finamente dividido resultante de la combustión del carbón molido o pulverizado, y el cual es transportado desde el horno a través de la caldera por medio de un conducto de gases". Cuando el carbón es quemado en el proceso de generación de energía eléctrica quedan las cenizas volantes (del inglés, fly ash) como material de desecho que contamina el medio ambiente. La utilización de este residuo en la construcción ha puesto remedio a este problema ambiental y además ha logrado bajar los costos de los materiales empleados en este campo hasta en un 16% . La ceniza volante tiene propiedades cementantes, debido, entre otros factores, a su contenido de óxidos (sílice, alúmina y fierro), arriba del 70%. 60 Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. Materiales Utilizados Esta característica, junto a la forma esférica de sus partículas, contribuye al sellado del poro de los morteros y concretos elaborados con adiciones de ceniza volante, produciendo un material menos permeable y por lo tanto más resistente al paso del agua. El empleo de estas cenizas hace también que se economicen los costos en una obra. Cada tonelada de las cenizas volantes utilizada para reemplazar una tonelada de cemento, por ejemplo, economiza el equivalente de casi un barril de aceite importado. Además, menos gases del invernadero son producidos que de otra manera contribuirían al calentamiento global. La ceniza que se empleó proviene de la Central Termoeléctrica Termopaipa. La materia de prima Paipa, para generar energía térmica en esta región, representada en el carbón mineral, tiene como fuentes principales las minas ubicadas en los municipios de Paipa, Gámeza, Tópaga, Monguí, Sogamoso, y Foto 6.6. Ceniza Volante utilizada en los ensayos Samacá. 6.4.2. Propiedades de la Ceniza Volante Densidad Para hallar la densidad de esta ceniza, se utilizó el frasco de Le Chatelier, pero con una cantidad menor que la del cemento (64 gramos) debido a que este ensayo es estandarizado para densidades del cemento cercanas a 3,15gr/cm3, que es la de un cemento Pórtland. Finura La superficie específica varía dependiendo de la calidad de la ceniza, y así mismo demanda diferentes cantidades de agua reduciendo las propiedades del concreto endurecido. Por otro lado, la finura de la ceniza volante posee una gran incidencia favorable sobre la trabajabilidad y fluidez del concreto en estado fresco. Este dato se determinó por medio del aparato de Blaine de la misma forma como se obtuvo para el cemento. Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. 61 Materiales Utilizados Resultados La ceniza fue facilitada por Titan Manufacturas de Cemento S.A., quienes dieron la caracterización de la ceniza. Adicionalmente a las propiedades físicas nombradas, se le hizo pruebas calorimétricas, en donde se registró la pérdida de fuego. Estos datos dados se ven en la siguiente tabla: Densidad 2.1 gr/cm3 Finura 4785 m2/gr Pérdida de fuego 11% Tabla 6.5. Propiedades de la Ceniza Volante. 6.5 Aditivos 6.5.1. Generalidades Los romanos fueron, probablemente, quienes primero trataron de modificar las características físicas de los mortero con los cuales desarrollaron sus grandes obras. Se tienen referencias de que los primeros aditivos usados para mejorar la manejabilidad de los mortero fueron la sangre de animales, la clara de huevo y las grasas. En 1850 se empezó a utilizar el yeso para contrarrestar el fraguado acelerado que presentaban mezclas de concreto hechas con cemento Pórtland. Conociéndose así, el primer retardador de hormigón. La adición de cloruro de calcio para acelerar el fraguado del concreto, fue planteada en 1885. Feret realizó numerosos ensayos con diferentes sustancias, investigando su efecto en el concreto o en el mortero y en 1926 publicó un artículo donde reseñaba la acción de productos tales como la caseina, la albúmina, la potasa y el alumbre, así como la acción de ciertas adiciones en polvo como las calizas, los carbonatos y los silicatos. El Manual of Cocrete Practice, ACI 106-R-90 define los aditivos como “toda aquella sustancia diferente del agua, los agregados, el cemento y los refuerzos de fibra, usada como ingrediente del hormigón o mortero y que se agrega a la mezcla inmediatamente antes o durante el mezclado”. 62 Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. Materiales Utilizados Los aditivos son productos que, introducidos en pequeña porción en el hormigón, modifican algunas de sus propiedades originales, se presentan en forma de polvo, liquido o pasta y la dosis varia según el producto y el efecto deseado entre un 0.1 % y 5 % del peso del cemento. Su empleo se ha ido generalizando hasta el punto de constituir actualmente un componente habitual del hormigón. Sin embargo su empleo debe ser considerado cuidadosamente, siendo importante verificar cual es su influencia sobre otras características distintas de las que se desea modificar. En primera aproximación, su proporción de empleo debe establecerse de acuerdo con las especificaciones del fabricante, debiendo posteriormente verificarse según los resultados obtenidos en obra o, preferentemente, mediante mezclas de prueba. 6.5.2. Clasificación La clasificación que se hace en la norma ASTM C-494, “Chemical Admixtures for Concrete” es la siguiente: Aditivo Tipo Reductor de Agua A Retardador de Fraguado B Acelerador de Fraguado C Reductor de agua y Retardador. D Reductor de Agua y Acelerador. E Reductor de Agua de Alto Efecto. F Reductor de Agua de Alto Efecto y Retardador G Tabla 6.6. Clasificación de Aditivos según norma ASTM C-494. Se usaron dos tipos de aditivos como ya se ha hablado anteriormente. Estos son, un aditivo expansor y un aditivo superplastificante (tipo F), ambos de la casa SIKA Andina S.A., quienes facilitaron los dos aditivos. Las marcas correspondientes de los dos aditivos es: Aditivo expansor: Intraplast Z Aditivo superplastificante: Sikament NS 6.5.3. Aditivo Expansor Estos aditivos forman burbujas de gas por reacción de algunos de sus compuestos entre sí o con los productos de la hidratación del cemento. Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. 63 Materiales Utilizados Esta reacción se produce en el interior del hormigón o mortero mientras este se mantiene fresco, de manera que, al quedar atrapadas las burbujas producidas, se genera una expansión del hormigón o mortero, motivo por el cual el empleo de este tipo de aditivos se puede orientar a producir dos efectos: Si el hormigón o mortero está libre para expandirse, el aumento de volumen generado permite compensar la disminución de volumen que normalmente experimenta el hormigón por efecto de la retracción hidráulica. Si el hormigón o mortero está confinado, el aumento de volumen puede generar un efecto de compresión, el cual puede compensar las tensiones de tracción que experimenta el hormigón o mortero por efecto de la retracción hidráulica. Los aditivos expansores producen un aumento de volumen en el hormigón mientras este se mantiene aun en estado fresco. Posteriormente se produce una retracción hidráulica y como efecto secundario debe mencionarse que la formación de burbujas se traduce en la disminución de la resistencia. Intraplast Z: Según la Ficha Técnica del aditivo 17: Intraplast Z es un aditivo en polvo color gris con expansores y plastificantes finamente molidos. No contiene cloruros. Se utiliza para aumentar la fluidez y controlar la contracción de las lechadas de cemento en inyecciones de contacto y consolidación tales como: ductos de cables postensados, rellenos de suelos descompuestos, rellenos de gravas y rocas Foto 6.7. Aditivo Expansor, Intraplast Z fisuradas. El Intraplast Z se adiciona en la dosis recomendada al cemento seco y se mezcla hasta obtener un material homogéneo. El cemento así adicionado se usa en la elaboración de lechadas. Dosificación: El Intraplast Z se dosifica del 1% al 3% del peso del cemento de la mezcla. 17 En el anexo C se presenta la Ficha Técnica completa suministrada por Sika Andina S.A. 64 Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. Materiales Utilizados Propiedades del aditivo Expansor Se hicieron pruebas para obtener la densidad por medio del frasco de Le Chatelier con una muestra de 50 gramos. El valor de esta densidad servirá para hacer el diseño de la mezcla, pudiendo tener en cuenta el volumen ocupado por la parte de ese aditivo. Los resultados se pueden ver en la tabla 6.6 a continuación. Densidad 2.37 gr/cm3 Finura 99.8% pasa tamiz Nº 325 Tabla 6.7. Propiedades físicas del aditivo expansor. 6.5.4. Aditivo Superplastificante Corresponden a una nueva generación de aditivo plastificante basada en productos melamínicos o naftalinicos, constituyendo una evolución de los aditivos reductores de agua, en que la absorción y la capacidad de dispersión del cemento es mucho más acentuada. Esto se traduce en un enorme aumento de la trabajabilidad del hormigón, sin modificar la cantidad de agua. El resultado es un hormigón muy fluido, de baja tendencia a la segregación. Pueden utilizarse también como reductores de agua, siendo posible en este caso, dado su apreciable efecto, alcanzar disminuciones en la cantidad de agua entre 20% y 30%. Ello permite obtener un fuerte incremento en las resistencias, especialmente en las primeras edades, por lo que pueden utilizarse como aceleradores de endurecimiento o aditivos para hormigones de alta resistencia. Sikament NS: Según la ficha técnica del fabricante: Sikament-NS es un aditivo líquido, color café, compuesto por resinas sintéticas de naftaleno sulfonatado. Superplastificante, reductor de agua de alto poder y economizador de cemento. No contiene cloruros. Sikament-NS tiene tres usos básicos: Como superplastificante: Adicionado a una mezcla con consiste ncia Foto 6.8. Aditivo superplastificante, Sikament NS. Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. 65 Materiales Utilizados normal se consigue fluidificar el concreto o mortero facilitando su colocación o haciéndolo apto para el bombeo. Como reductor de agua de alto poder: Adicionado disuelto en el agua de amasado permite reducir de acuerdo con la dosis usada hasta un 30% del agua de la mezcla consiguiéndose la misma manejabilidad inicial y obteniéndose, un incremento considerable de las resistencias a todas las edades, cuando se usa en los diferentes concretos o en la prefabricación de elementos. La impermeabilidad y durabilidad del concreto o mortero se ven incrementadas notablemente. Como economizador de cemento: Se puede aprovechar el incremento de resistencia, logrado con la reducción del agua, para disminuir el contenido de cemento y hacer más económico el diseño de la mezcla. Dosificación: Como superplastificante: Del 0,5% al 1% del peso del cemento. Como reductor de agua o cemento: Del 1% al 2% del peso del cemento. Densidad del superplastificante Para hallar la densidad, se pesó una muestra pequeña en una probeta para medir además dentro de ésta, el volumen de la muestra. Dentro de la ficha técnica se presenta el valor aproximado de su densidad, este valor es 1.2gr/cm3. Este ensayo arrojó un valor de 1.17gr/cm3 , que será el valor que se tome para el diseño de las mezclas. 6.6 Varillas Como ya se dijo, se utilizaron varillas de ¾” y de 5/8”, las cuales también se caracterizaron. Son varillas de acero corrugadas provenientes de Acerías Paz del Río con un límite de fluencia de 60000psi o 4200Kg/cm2. Lo cual se verificó haciendo las pruebas acostumbradas de tracción, según la norma Icontec NTC-2 “Ensayo de tracción para productos de acero”. Los datos de las gráficas se encuentran en el anexo B. Los resultados de los ensayos se pueden ver a continuación (gráfica 6.3 y 6.4 y tabla 6.8). 66 Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. Materiales Utilizados CURVA ESFUERZO - DEFORMACIÓN VARILLA 5/8" 4500 4000 2 Esfuerzo (Kg/cm ) 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 0.E+00 5.E-03 1.E-02 2.E-02 2.E-02 3.E-02 Deformación Unitaria Gráfica 6.3. Curva esfuerzo deformación para la varilla de 5/8”. CURVA ESFUERZO - DEFORMACIÓN VARILLA 3/4" 6000 2 Esfuerzo (Kg/cm ) 5000 4000 3000 2000 1000 0 0.E+00 5.E-03 1.E-02 2.E-02 2.E-02 3.E-02 3.E-02 4.E-02 Deformación Unitaria Gráfica 6.4. Curva esfuerzo deformación para la varilla de 3/4”. Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. 67 Materiales Utilizados Diámetro 5/8” 3/4” Carga máxima (Kg) 11600 15100 Esfuerzo máximo (Kg/cm2) 5829 5317 Elongación (%) 24.35 20.20 Estricción (%) 60.94 47.80 Módulo de Elasticidad (GPa) 188 203 Esfuerzo de fluencia (Kg/cm2) 4020 4225 Tabla 6.8. Características de las varillas. 68 Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. Mezclas de Mortero 7. MEZCLAS DE MORTERO 7.1 Generalidades Por lo general, los morteros se especifican mediante una relación en peso (no en volumen) entre el contenido de cemento y el contenido de arena. De esta manera dos morteros con las mismas relaciones cemento:arena pueden tener resistencias diferentes a los 28 días o pueden tener una fluidez y propiedades en estado fresco totalmente diferentes que dependen de la cantidad de agua. Las propiedades de la arena y su procedencia también afectan la mezcla, haciendo obligatorio tener en cuenta su granulometría, módulo de finura, absorción y humedad, dado que afecta tanto la resistencia debido a la acomodación de las partículas dentro de la mezcla, como la cantidad de agua necesaria, ya que un módulo de finura bajo requiere más agua y cuando el módulo de finura es alto el contenido de cemento puede disminuir para una consistencia dada. En general, el mortero puede definirse como la mezcla de un material aglutinante (cemento), un material de relleno (arena), agua y eventualmente aditivos, que al endurecerse presenta propiedades físicas y mecánicas similares a las del concreto. Existen diferentes clases de morteros de acuerdo al uso que se le dé. De esta manera, hay morteros que se usan para pañetes o revoques que no cumplen una función estructural, mientras que hay otros que cumplen una función estructural como los de relleno o los de pega en mampostería. 7.2 Propiedades específicas de la mezcla Como ya se ha hablado anteriormente, se requiere una mezcla con unas características especiales para cumplir con sus funciones de relleno, con el fin de hacerla fácil de colocar y además resistente. Entre estas propiedades específicas se pueden mencionar las tres que se encuentran a continuación. Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero 69 Mezclas de Mortero Manejabilidad Al igual que en el concreto, la manejabilidad es la medida de la consistencia del material lo que indica la facilidad de colocación. La consistencia se refiere a la fluidez en estado fresco del mortero, es decir, que tan dura (seca) o blanda (fluida) sea la mezcla en estado plástico. Debido a la importancia de la fluidez en la mezcla de relleno para la guadua, se describirá brevemente a continuación el procedimiento y la forma de interpretar los resultados (para saber las especificaciones, consultar la norma correspondiente). La medida de la fluidez se realizó según la norma Icontec NTC-111 “Método para determinar la fluidez de morteros de cemento”. En esta norma se utiliza la mesa de flujo circular (foto 7.1) donde se coloca un molde en forma tronco cónica (dorado en la foto), el cual se rellena con la mezcla de mortero. Este molde se levanta quedando la mezcla sobre la mesa golpeando luego la mesa dejándola caer una altura especificada 25 veces en 15 Foto 7.1. Mesa de flujo. Determinación de la fluidez. segundos (trabajo que hace el motor). La mezcla de mortero queda finalmente esparcida sobre la mesa y luego se procede a medir cuatro veces el diámetro para sacar un diámetro promedio. El resultado de este ensayo es el aumento del diámetro de la mezcla y se expresa como un porcentaje del diámetro de la base mayor del molde tronco cónico. El valor mayor será de 150% según las medidas normalizadas. De acuerdo al uso que se requiere se pueden tener mezclas secas o duras (80% - 100%), mezclas medias o plásticas (100% - 120%) o consistencias de mezclas fluidas o húmedas (120% - 150%). Para el caso particular de esta tesis, se espera que la fluidez esté en el último rango o la necesaria para que sea lo suficientemente fluida para rellenar fácilmente los cañutos de la guadua. Expansión La retracción es un problema debido principalmente a reacciones químicas de hidratación de la pasta, sobretodo en pastas puras con una alta relación agua/cemento. Cuando el ambiente es caliente, el agua de mezclado tiende a evaporarse, produciendo tensiones internas dentro del mortero, que se manifiestan en formación de grietas visibles. Aparentemente la retracción es proporcional al espesor de la capa de mortero y a la riqueza del cemento. La retracción impide que 70 Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. Mezclas de Mortero el mortero se adhiera a las paredes de la guadua haciendo que la fuerza de tensión se aplique únicamente sobre el tabique. La medición de expansión se hará con cubos de 5 centímetros de lado. Para esto, se medirán las alturas de los moldes usados (ver fotos 7.2 y 7.3), siendo éstas, la altura inicial (Ho) de cada cubo suponiendo que queden bien enrazados en el momento de llenado de cada molde. Foto 7.2 y 7.3. Moldes usados para fundir cubos Se mide luego, la altura final del cubo una vez fraguados y desmoldados para obtener un porcentaje con respecto a la altura inicial (ver figura 7.1). Ho Hf Figura 7.1. Expansión esperada en los cubos de 5 cm de lado. La acción del expansor actúa en las tres dimensiones, pero debido a efectos prácticos de medición se dejará expandir únicamente en una dirección, tomando ésta como un parámetro de referencia para hallar un porcentaje de expansión. Este porcentaje de expansión está dado por: % expansión = H f − Ho × 100 Ho Por lo general, los cubos no tienen exactamente 5 centímetros de altura debido a que los moldes no se encuentran tan precisos en cuanto a sus dimensiones. Debido a esto, se tomarán varias medidas con un calibrador con precisión de décimas de milímetro. Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. 71 Mezclas de Mortero La expansión en los cubos de mortero no se presenta uniformemente, siendo mayor en el centro de la cara, para la mayoría de los casos. Resistencia Son varios los factores que influyen en la resistencia. En general, lo que hace un mortero más resistente es la densidad, es decir, hay mayor resistencia si en una unidad de volumen se logra un mayor porcentaje de materiales sólidos. El efecto de la cantidad de agua hace que en morteros secos la resistencia sea mayor que en morteros húmedos, porque éstos pueden ser más densos. La calidad de la arena también afecta el mortero, ya que si se tiene una arena fina, se requiere más agua que una arena gruesa con la misma cantidad de cemento. Un mortero con arena fina será menos denso que uno hecho con arena gruesa y el mismo cemento. La arena fina tiene más granos en su unidad de volumen, por consiguiente un mayor número de puntos de contacto entre sus granos. Al agregar agua, ésta produce una película y separa los granos por tensión superficial. Los ensayos de resistencia a compresión de los cubos de mortero se regirán por la norma Icontec NTC-220 “Cementos. Determinación de la resistencia de morteros de cemento hidráulico usando cubos de 50 mm de lado”. 7.3 Método de diseño de mezclas de mortero Para un diseño adecuado se utilizaron las gráficas encontradas por el ingeniero Rodrigo Salamanca Correa en su tesis “Diseño de Mezclas de Mortero” 18. En esta metodología, para una resistencia de diseño deseada a los 28 días, se halla el contenido de cemento (gráfica 7.2), y luego, la relación agua/cemento (gráfica 7.1) para saber el contenido de agua. Sin embargo, esta metodología se le hizo un cambio. Con el fin de evaluar una fluidez necesaria, se comenzó con un valor de relación agua/cemento para hallar la resistencia a la compresión a los 28 días en la gráfica 7.1. Luego con este valor de resistencia se pasa a la gráfica 7.2 para hallar el contenido de cemento para luego seguir con el proceso de cálculo para terminar el diseño. 18 SALAMANCA CORREA, Rodrigo. Diseño de Mezclas de Mortero. Bogotá 1984. Trabajo de Grado (Ingeniero Civil). Universidad Nacional de Colombia. Facultad de Ingeniería. Departamento de Ingeniería Civil. 72 Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. Mezclas de Mortero Esta metodología de diseño se puede ver en los siguientes pasos. 7.3.1. Determinación de la relación A/C La idea del diseño es variar la relación agua/cemento para conseguir una fluidez necesaria. Debido a esto, se comenzará con diferentes valores de A/C para hallar su correspondiente fluidez para conseguir al final la fluidez necesaria para el relleno de los cañutos de guadua. Al tener valores de A/C muy altos se tendrían valores de resistencia muy bajos. Por esta razón, se utilizó el aditivo superplastificante, el cual, usado como reductor de agua podría dar relaciones A/C lo suficientemente altas como para tener las resistencias deseadas. Este aditivo se adiciona durante el proceso de mezclado. Con el uso de este aditivo se podrá comenzar con valores de A/C bajos entre 0.4 y 0.5. 7.3.2. Estimación de la resistencia a 28 días Una vez se conoce la relación agua/cemento, se saca mediante la gráfica 7.1 el valor de la resistencia a los 28 días. Con este valor se averigua el contenido de cemento de la gráfica 7.2 teniendo en cuenta el valor del flujo y el módulo de finura de la arena. Para este hecho, existen dos tipos de gráficas para dos tipos de flujos: flujo de 102% a 113% y flujo de 124% a 130%. En este caso en particular se muestra la segunda gráfica. Existen cuatro curvas dependiendo del módulo de finura (2.0, 2.5, 3.0 y 3.5. Gráfica 7.2). Se recuerda que el módulo de finura de la arena con la que se trabajó es 2.77. 7.3.3. Contenidos de los diferentes materiales Contenido de cemento Se sacó del numeral anterior. Todos estos valores se tienen en unidades de peso por unidad de volumen. Contenido de agua Teniendo el contenido de cemento, se puede deducir el contenido de agua multiplicando este valor por la relación A/C también ya conocida. Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. 73 Mezclas de Mortero REALCIÓN AGUA = CEMENTO 400 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 Cemento con R3 = 100Kg/cm2 1.6 1.8 2.0 2.2 2.4 2.6 2.8 3.0 380 360 RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN A 28 DIAS EN Kg/cm2 340 320 300 280 260 240 220 200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 1.0 2.0 3.0 Gráfica 7.1. Para hallar resistencia de diseño sabiendo el valor de A/C .19 19 Ver ref. 18. 74 Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. Mezclas de Mortero MÓDULO DE FINURA FLUJO: 124% a 130% 3.0 2.0 3.5 2.5 400 380 RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN A 28 DIAS EN Kg/cm2 360 340 320 300 280 260 240 220 200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 100 200 300 400 500 600 700 CONTENIDO DE CEMENTO EN Kg/m3 (R3 del cemento = 100Kg/cm2) Gráfica 7.2. Para hallar contenido de cemento sabiendo la resistencia de diseño. 20 20 Ver ref. 18. Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. 75 Mezclas de Mortero Contenido de Aditivos Los aditivos se usan en adición en un porcentaje deseado de la cantidad de cemento. Sabiendo estos porcentajes, las cantidades de aditivos se consiguen multiplicando este valor por el contenido de cemento ya conocido. Contenido de Arena El contenido de arena se obtiene multiplicando el peso aparente seco de la arena por el volumen unitario de la misma, luego de que se han calculado previamente los volúmenes de los demás componentes. 7.3.4. Volúmenes y Pesos de los materiales Los volúmenes encontrados en esta parte son volúmenes unitarios. Cada volumen unitario se obtiene mediante la división del contenido correspondiente entre la densidad de cada material. De la suma de estos volúmenes se puede hallar el volumen de arena así: Vcemento + Vagua + Varena + Vaditivos + Vaire = 1 Varena = 1 - (Vcemento + Vagua + + Vaditivos + Vaire ) La cuantía de aire incluido en morteros sin aditivos es del 3.5% aproximadamente. Considerando la adición de aditivos se estima que el volumen pueda ser del 5%. Para hallar finalmente las proporciones en peso, se multiplica el valor del contenido de cada material por el valor del volumen de mezcla que se piense hacer. 7.3.5. Corrección por humedad de la arena Debido a que la arena posee una capacidad de absorción relacionada con los poros que están conectados a la superficie, el agua de mezclado puede ser absorbida por estos poros hasta llenar su capacidad de absorción. Por otro lado, estos poros pueden estar completamente llenos de agua e inclusive pueden tener agua superficialmente. En el primer caso, cuando los poros se encuentran vacíos o semivacíos, la humedad del agregado es menor que la capacidad de absorción y el agua de amasado debe aumentarse, en cambio, si la humedad del agregado es mayor a la capacidad de absorción, el agregado se encuentra en un estado con humedad superficial y el agua de mezcla se tiene que rebajar. 76 Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. Mezclas de Mortero En un tercer caso, la absorción y la humedad del agregado pueden ser iguales. En este caso estaría en un estado saturado y superficialmente seco (sss). La corrección por humedad se realiza de la siguiente manera: A=− Donde: A Ps H CA = = = = Ps (H − CA ) 100 Agua en exceso o defecto respecto a la condición SSS. Peso seco de la arena humedad de la arena, en porcentaje Capacidad de absorción de la arena, en porcentaje 7.3.6. Ejemplo de diseño Ejemplo 1: Datos de los materiales: Peso específico del cemento = 2.963 gr/cm3 Peso aparente seco de la arena = 2.40 gr/cm3 Peso específico del expansor = 2.37 gr/cm3 Peso específico del superplastificante = 1.17 gr/cm3 Absorción de la arena = 1.87% Humedad de la arena = 1.16% Módulo de finura de la arena = 2.76 Datos de la mezcla: Relación A/C de prueba = 0.45 Cantidad de expansor = 3.0% Cantidad de superplastificante = 1.3% Volumen de la mezcla = 506 cm3* *(Correspondiente a 3 cubos más un desperdicio de 35%) De la gráfica 7.1, para A/C de 0.45 se tiene un valor de resistencia de diseño R28 = 300 Kg/cm2. De la gráfica 7.2 el contenido de cemento es de 600 Kg/m3. El contenido de agua se obtiene multiplicando A/C por el contenido de cemento, esto es: Contenido de cemento = 0.45 x 600 Kg/m3 = 275 Kg/m3 En este caso, como se utiliza 3% de expansor, el contenido de expansor es: Contenido de expansor = 0.03 x 600 Kg/m3 = 18.3 Kg/m3 El contenido de superplastificante en este diseño (1.3%) será: Contenido de superplastificante = 0.013 x 600 Kg/m3 = 7.9 Kg/m3 Volúmenes de las partes de la mezcla: Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. 77 Mezclas de Mortero Parte Cemento Agua Expansor Superplastificante Aire Arena Fórmula 600 Kg/m3 ÷ 2963 Kg/m3 275 Kg/m3 ÷ 1000 Kg/m3 18.3 Kg/m3 ÷ 2.37 Kg/m3 7.9 Kg/m3 ÷ 1.17 Kg/m3 ---------------1000 – (202.5+275.0+7.7+6.8+50) Resultado* 202.5 dm3/m3 275.0 dm3/m3 7.7 dm3/m3 6.8 dm3/m3 50 dm3/m3 ** 458.0 dm3/m3 Tabla 7.1. Ejemplo 1. Volúmenes unitarios de la mezcla. *El volumen unitario total es 1000dm3/m3. **Corresponde al 5% del total del volumen. Obteniendo el volumen de arena, su contenido es: Volumen de arena = 0.458 m3/m3 x 2400 Kg/m3 = 1099.2 Kg/m3 Cálculo de los pesos requeridos: Parte Cemento Agua Expansor Superplastificante Arena Fórmula 0.600 gr/cm3 x 506 cm3 0.275 gr/cm3 x 506 cm3 0.0183 gr/cm3 x 506 cm3 0.0079 gr/cm3 x 506 cm3 0.1099 gr/cm3 x 506 cm3 Resultado 303.6 gr 139.2 gr* 9.3 gr 4.0 gr 556.2 gr Tabla 7.2. Ejemplo 1. Pesos requeridos para el volumen de mezcla. *Este peso no es definitivo dado que falta la corrección por humedad. La corrección por humedad se calcularía como sigue. La cantidad de agua que se debe adicionar (la humedad es menor que la capacidad de absorción) es: A=− Ps (H − CA ) 556.2 gr (1.16 − 1.87 ) = = 3 .95 gr 100 100 Aumentando este valor al peso inicial de agua obtenido en la tabla 7.2, el valor final de agua es: Peso de agua = 139.2 gr+ 3.9 gr = 143.15 gr Ejemplo 2: Datos de los materiales: Peso específico del cemento = 3.048 gr/cm3 Peso aparente seco de la arena = 2.40 gr/cm3 Peso específico del expansor = 2.37 gr/cm3 Peso específico del superplastificante = 1.17 gr/cm3 Absorción de la arena = 1.87% Humedad de la arena = 1.16% Módulo de finura de la arena = 2.76 78 Datos de la mezcla: Relación A/C de prueba = 0.38 Cantidad de expansor = 1.5% Cantidad de superplastificante = 1.5% Volumen de la mezcla = 1800cm3* *(Correspondiente a 12 cubos más un desperdicio de 20%) Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. Mezclas de Mortero Para resumir el procedimiento, se presenta en la siguiente tabla (tabla 7.3) los resultados de esta mezcla. De la manera como se muestran los datos en la siguiente tabla se presentarán todos los diseños hechos. Peso requerido Porcentaje de Expansor: 1.50% Relación A/C 0.38 Resistencia a los 28 días 400.00 Kg/cm2 Contenido de cemento 690.00 Kg/m3 1242.0 gr Contenido de agua 262.20 kg/m3 472.0 gr Cont. de expansor 1,5% Cont. de superplastif. 1,5% 10.35 kg/m 3 18.6 gr 10.35 kg/m 3 18.6 gr Volumen de cemento 226.41 dm3/m3 Volumen de agua 262.20 dm3/m3 Volumen de expansor 1,5% Volumen de superplastif. 1,5% 4.37 dm3/m3 8.84 dm3/m3 Volumen de aire 50.00 dm3/m3 Volumen de arena 448.18 dm3/m3 Contenido de arena 1077.75 kg/m3 Corr. Agua por humedad Peso de cemento 90% Peso de ceniza 10% 1939.9 gr 498.1 gr 1117.8 gr 124.2 gr Tabla 7.3. Ejemplo 2 de diseño de mezclas. Los dos primeros datos en la columna de peso requerido no se tienen en cuenta ya que para el agua no se ha corregido el agua por humedad del agregado y el peso real del cemento corresponde a un 90%, siendo el 10% restante ceniza. En este segundo ejemplo se incluye un porcentaje de ceniza en reemplazo del cemento. La ceniza fue necesario utilizarla debido a problemas que se describirán en el siguiente numeral. El diseño del total de las mezclas se puede ver en el anexo D. 7.3.7. Procedimiento de mezclado Con el fin de lograr una uniformidad en los resultados era conveniente cuidar todos los aspectos que pudieran afectar la mezcla. Dentro de estos aspectos se tuvo en cuenta especialmente la forma y los tiempos de mezclado, para lo cual se siguió la norma Icontec NTC-112 “Mezcla mecánica de pastas de cemento hidráulico y morteros de consistencia plástica”. Para todas las mezclas se usó una mezcladora mecánica marca Hobart que cumple con las especificaciones de la norma anteriormente mencionada (ver foto 7.4). Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. 79 Mezclas de Mortero Estableciendo un procedimiento de mezclado se pueden enumerar los siguientes pasos: 1. Para comenzar, se pesan las cantidades que indicaba el diseño correspondiente. 2. Se mezclan a mano los ingredientes que se incorporaban al cemento, es decir, el expansivo y la ceniza. El expansor, tal y como lo indica el fabricante, se adiciona al cemento seco y se revuelve hasta obtener una mezcla homogénea entre los dos. En las mezclas que utilizan ceniza en reemplazo del cemento, se mezcla adicionalmente la ceniza con el cemento y el expansor secos hasta homogenizar estos tres materiales. 3. El superplastificante, como recomienda el fabricante, se disuelve en una porción del agua de mezclado. Esta porción es Foto 7.4. Mezcladora mecánica aproximadamente la cuarta parte del agua. Cabe anotar que también se puede mezclar este aditivo directamente a toda el agua de amasado, lo cual se hizo para las mezclas con las que se rellenaron los cañutos de guadua debido a motivos prácticos. 4. Teniendo los materiales debidamente pesados se llevan al cuarto de mezclado que cumplen con las condiciones ambientales nombradas en la norma en mención. Las herramientas se mantienen dentro del cuarto a temperaturas entre 20ºC y 27.5ºC, la temperatura del agua es aproximadamente 23ºC y la humedad relativa del cuarto son mayores a 50%. 5. Para comenzar a mezclar, las tres cuartas partes sobrantes del agua de mezcla se vierten en el recipiente. Luego se agrega el cemento y se comienza a contar el tiempo. Se comienza a mezclar durante 30 segundos el cemento y el agua a velocidad lenta (ver foto 7.5). 6. En seguida se vierte la arena, luego de pasar los 30 segundos y sin parar la mezcladora se deja la mezcla a segundos. 80 velocidad lenta durante otros 30 Foto 7.5. Mezclado mecánico. Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. Mezclas de Mortero 7. Pasados 60 segundos de mezcla, se para la mezcladora y se limpian las paredes del recipiente hacia adentro con una espátula durante un tiempo de 15 segundos. En este momento, cambiando el procedimiento indicado en la norma NTC-112, se introduce el superplastificante diluido en parte del agua de mezclado. Se deja un poco de agua de mezclado (de las tres cuartas partes de la utilizada en el principio) para limpiar el molde donde se pesó el superplastificante, ya que este se pega con facilidad a las paredes del molde, debido a su viscosidad. Durante esto, transcurren aproximadamente 10 a 15 segundos. 8. Luego, se mezcla a velocidad lenta durante 60 segundos, para luego terminar con 90 segundos de mezclado a velocidad rápida. 7.4 Ceniza como reemplazo del cemento Debido a problemas de exudación y segregación, fue necesario incluir la ceniza como reemplazo de una parte del cemento. La exudación es un fenómeno que consiste en la aparición, en el flujo ascendente de agua a través de los capilares y la superficie de material, de parte del agua de amasado. Este fenómeno denuncia un exceso de agua de amasado, y/o una granulometría defectuosa en finos y por una pobre compactación o aunque es menos frecuente, un error en el diseño de la mezcla. El agua de exudación empobrece la superficie del concreto o mortero en este caso, haciéndolo poroso y de muy baja resistencia en la parte superficial del mortero o concreto. La segregación es una forma de exudación donde además del agua se aprecia la fuga del material cementante y los finos. Es inconveniente para la adecuada colocación y compactación en especial cuando se hace con bomba o en el caso preciso de esta tesis, por inyección, dando lugar a taponamientos. Materiales finos, partículas que pasan los tamices de 300 mm y 150 mm se usan como aditivos minerales con el fin de disminuir la exudación y segregación o mejorar algunas propiedades del concreto como la resistencia y la durabilidad, compensando la falta de finos. Algunos de estos materiales son relativamente inertes químicamente mientras que otros son puzolanas. Dentro de los materiales relativamente inertes químicamente, se encuentran el cuarzo molido, la caliza molida, la bentonita, cal hidratada y talco. Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. 81 Mezclas de Mortero La norma ASTM C-129 define las puzolanas como “materiales silíceos y aluminosos que en sí mismos poseen poco o ningún valor cementante pero que, en forma finamente dividida y en presencia de humedad, reaccionan químicamente con el hidróxido de calcio, bajo temperaturas ordinarias, para formar diversos compuestos que poseen propiedades cementantes”. La ceniza volante se encuentra clasificada como puzolana y la norma ASTM C-618 comprende su uso como material aditivo para el concreto (ver tabla7.4). Clase Descripción N Puzolanas naturales crudas o calcinadas que incluyen tierras diatomáceas, materiales opalinos y pizarras, tufas y cenizas volcánicas o pumicitas y algunas arcillas y esquistos calcinados. F Ceniza volante (Fly Ash) proveniente de carbón bituminoso. C Ceniza volante, ceniza de lignito, provenientes de carbón subbituminoso. S Algunos ot ros materiales que incluyen pumicitas procesadas, ciertas pizarras, arcillas y diatomitas calcinadas. Tabla 7.4. Clases de puzolanas según ASTM C-618. La presencia de ceniza volante como reemplazo de parte del cemento, resulta en un aumento en el volumen de la pasta, puesto que, la densidad de ésta es menor que la del cemento. Por otro lado, casi todas las adiciones presentan partículas de tamaño más fino que las del cemento, lo cual es favorable pues disminuye la tendencia a la exudación de la mezcla, ya que reduce el diámetro de los capilares y por tanto el flujo de pasta en ascenso a la superficie libre. Las puzolanas son a menudo más económicas que el cemento Pórtland que reemplazan, pero su ventaja principal radica en la hidratación lenta y, por lo tanto, el bajo calor de hidratación generado, lo cual reviste gran importancia en estructuras de concreto masivo. La sustitución parcial del cemento Pórtland por ceniza tiene que definirse cuidadosamente, puesto que la densidad relativa de éstas es menor que la del cemento, por lo cual el reemplazo por peso da como resultado un volumen considerablemente mayor del material cementante en la mezcla. El volumen absoluto del cemento más la ceniza volante normalmente excede aquel del cemento en mezclas de concretos tradicionales que no contienen ésta adición. El incremento en el volumen de la pasta, permite la obtención de un concreto con una mejor plasticidad y cohesividad; además, el incremento en el volumen de finos de la ceniza volante puede compensar la deficiencia en los finos de la gradación. 82 Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. Mezclas de Mortero 7.5 Cronología de los ensayos En total se realizaron 23 mezclas de prueba las cuales se iban planeando de acuerdo a los resultados que estaban dando, es decir, para realizar una mezcla en particular se partía de los datos que se obtenían de la mezcla inmediatamente anterior. En la tabla 7.4 se puede ver de una manera resumida, la forma como se plantearon las 23 mezclas hechas, donde se varía la relación agua/cemento, el porcentaje de expansor y, en las últimas se incluye ceniza, variando su porcentaje de reemplazo en peso del cemento. Al final se hicieron tres mezclas que se usaron para rellenar los cañutos de guadua con los porcentajes de expansor propuestos. Para cada mezcla se planteó desmoldarlas al siguiente día (24 horas aproximadamente) Ensayo Mezcla No No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 R-1 R-2 R-3 R-4 1A-02-01 1A-02-02 1A-02-03 1A-02-04 1A-02-05 1A-02-06 1A-02-07 1A-02-08 1A-03-01 1A-03-02 1A-03-03 1A-03-04 1A-03-05 1A-03-06 1A-03-07 1A-03-08 1A-03-09 1A-03-10 1A-03-11 1A-03-12 SA-03-01 SA-03-02 SA-03-03 SA-03-04 SA-03-05 SA-03-06 SA-03-07 Marca de Cemento A/C 1A 1A 1A 1A 1A 1A 1A 1A 1A 1A 1A 1A 1A 1A 1A 1A 1A 1A 1A 1A SAMPER SAMPER SAMPER SAMPER SAMPER SAMPER SAMPER 0.50 0.50 0.45 0.50 0.52 0.47 0.46 0.40 0.42 0.42 0.42 0.42 0.35 0.38 0.40 0.42 0.39 0.40 0.42 0.40 0.40 0.38 0.36 0.40 0.40 0.40 0.39 Porcentaje de Porcentaje de R28 diseño % ceniza Expansor Superplast. (Kg/cm2 ) 2.00 2.50 3.00 2.50 2.75 3.00 4.00 5.00 4.00 4.00 4.00 4.00 4.00 3.00 3.00 3.00 3.00 3.00 3.00 3.00 0.00 1.50 3.00 0.00 0.00 1.50 3.00 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 250 250 300 250 222 275 302 388 350 350 350 350 400 400 400 350 400 400 370 400 380 400 400 380 380 380 400 10% 20% 30% 10% 20% 0% 10% 20% 30% 10% 10% 10% 10% 10% 10% 10% Tabla 7.5. Características de las mezclas hechas. Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. 83 Mezclas de Mortero Las mezclas R-1 a R-4 son las mezclas que se hicieron para rellenar los cañutos de guadua. Las mezclas R-1 y R-2 aunque son iguales, se colocaron debido a que se realizó la mezcla en dos días diferentes por lo que se hicieron cubos en los días correspondientes. Por lo tanto, aparecerán dos resultados de resistencia para las mezclas sin expansor. Para explicar en una mejor forma la razón por la cual se hicieron las mezclas, se dividirán las mezclas de la siguiente manera: Primeros resultados: mezclas 1A-02 Segundos resultados: mezclas 1A-03 Terceros resultados: mezclas SA-03 La nomenclatura se escogió de tal forma que antes del guión indica la marca del cemento y después del guión el año de mezclado (2002 o 2003). 7.5.1. Primeros Resultados (mezclas 1A-02) Estos ensayos se realizaron con cemento de marca 1A. Se planearon utilizando un porcentaje de superplastificante constante y variando el porcentaje de expansor y de relación agua cemento. En total fueron 8 ensayos y se hicieron tres cubos por cada mezcla fallándose unos a 3 y otros a 7 días, pensando que se necesitaban conocer mejor las resistencias en los primeros días. Se trató de calibrar con éstas, el porcentaje de aditivo expansor que diera una expansión relativamente alta y una fluidez cercana al 150% o mayor si fuese posible. Cuando la fluidez se pasa del 150%, la forma de saber su fluidez será por el número de golpes necesarios para que llegue a llenar la mesa de flujo. Durante esta etapa se probaron porcentajes de expansor desde 2% hasta 5% del peso del cemento, como se ve en la tabla 7.5. Cabe de anotar que el porcentaje máximo recomendado por el fabricante es 3% (ver anexo C). Al salirse de los porcentajes recomendados por el fabricante (e incluso al utilizarlo al máximo), se presenta exudación y segregación que no es conveniente para inyectar el mortero. Además, los porcentajes que exceden al 3% no evidencian expansiones mayores. 7.5.2. Segundos Resultados (mezclas 1A-03) Se decidió utilizar ceniza volante debido a que en las mezclas del año anterior se presentó exudación y segregación al utilizar porcentajes altos de expansor. Esta etapa de segundos resultados se puede dividir también en tres partes donde se probaban las soluciones a las problemas que se iban presentando. 84 Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. Mezclas de Mortero Primera parte (mezclas 1A-03-01 a 1A-03-06) Segunda parte (mezclas 1A-03-07 y 1A-03-08) Tercera parte (mezclas 1A-03-09 a 1A-03-12) En una primera parte, debido a que la ceniza disminuye resistencia al mortero, se hicieron cuatro mezclas con diferentes porcentajes de ceniza en reemplazo del cemento (0%, 10%, 20% y 30%) para ver a una edad de 7 días la reducción de resistencia. Se hicieron 2 mezclas adicionales sin ceniza para seguir mirando resultados de fluidez y expansión. Para todas las mezclas, seguían apareciendo problemas de exudación pese a la utilización de ceniza volante. Esta exudación se podía ver en los cubos endurecidos en su cara superior (respecto a la posición original en los moldes), ya que esta cara parecía no haber fraguado y se podía retirar material fácilmente. Los cubos se desmoldaban al día siguiente de haber fundido. En una segunda parte, se decidió averiguar las resistencias más tempranas a 1 y 3 días, con el fin de conocer la resistencia del mortero para la aplicación de la carga inmediatamente construida la unión. Se cambió el porcentaje de expansor (de 4% a 3%) y las relaciones A/C para ajustarlas a la fluidez requerida. También se trató de probar el uso de cenizas en esta parte con los mismos porcentajes de la primera parte. Al hacer la primera de estas mezclas (10% reemplazo de ceniza), se observó que en un día no fraguaban los cubos, por lo que no se podían desmoldar ni tampoco fallar. Además, los cubos no mostraban expansión y en algunos casos se presentaba retracción. Hasta el momento, era la primera mezcla que no expandía. Enseguida, se hizo otra mezcla con un porcentaje diferente de ceniza (20%) que se fundió un viernes, ya que no se esperaba fallar a 1 día por los resultados obtenidos de la mezcla anterior. Los cubos de esta mezcla se desmoldaron hasta el día lunes y no se pudo ver si a 1 día ya habían fraguado. Este día se presentó un resultado con esta mezcla que no se esperaba. Los cubos no evidenciaban exudación y además dieron resistencias a tres días mucho mayores que las anteriores mezclas, por tanto, se puede intuir que sí fraguó normalmente habiendo podido desmoldar y fallar el primer día después de fundido. Parecían resultados normales y se pensó que la falla podía estar en el uso de los aditivos (al agitar el superplastificante y mezclar bien el expansor con el cemento) por lo que se tuvo especial cuidado en esto. Esto no quiere decir que en todas las mezclas anteriores se hayan manejado inadecuadamente los aditivos. Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. 85 Mezclas de Mortero Pensando tener la solución, se hicieron mezclas para fallar cubos a 4 edades diferentes: 1, 3, 7 y 28 días, con porcentajes de ceniza variable (0%, 10%, 20% y 30%) y poniendo especial atención en el uso de los aditivos. Estas mezclas corresponden a la tercera parte de estos segundos resultados. De estas mezclas se esperaban obtener las mezclas definitivas. No fue así. Presentaban nuevamente exudación y segregación, viéndose tanto en estado fresco como en estado endurecido. Además tampoco se pudieron fallar a 1 día por demoras en los fraguados y se decidió fallar hasta el día 7 (omitiendo el día 3, sabiendo que se tenían resistencias demasiado bajas). Los cubos ya endurecidos, evidenciaban la exudación debido a una capa de color entre gris claro y blanco, que se presentaba en la superficie y que cuando se dejaban en una tina plástica con agua para el curado, contaminaban el agua al desprenderse dicha capa. Al sacarlos del agua de curado se podía observar cómo quedaban cubiertos por esta capa que aunque estaba diluida en el agua, se impregnaba en las caras de los cubos y sobretodo en la cara superior (ver fotos 7.4 y 7.5). Fotos 7.6. Cubos luego de sacarlos del agua de curado. Evidencia de exudación. Sin ceniza. Fotos 7.7 . Evidencia de exudación (2). Cubos con 10% de reemplazo de ceniza. Luego de ver que no solamente se presentaba exudación y segregación en estado fresco (ver fotos 7.6 y 7.7), sino que el fraguado se retardaba, se empezó a considerar tiempos de fraguado para la pasta de cemento sola y esta misma pasta con los aditivos por separado y juntos. De esta manera se esperaba encontrar cuál de los dos aditivos causaba el retardo en el fraguado. 86 Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. Mezclas de Mortero En las fotos 7.6 y 7.7 se puede ver la presencia de burbujas debido al aditivo superplastificante. Se puede decir que es causada por el aditivo superplastificante porque al hacer pruebas de tiempos de Fotos 7.8 y 7.9. Presencia de exudación y segregación en las mezclas. Recipiente de mezclado (izquierda). Molde troncocónico mesa de flujo (Derecha). fraguado con la pasta de cemento y este aditivo se veía el ascenso de estas burbujas, mientras que la pasta con el otro aditivo no presentaba estas burbujas Tiempos de fraguado 2 1 Los ensayos de tiempos de fraguado se determinaron entonces con la marca de cemento que se había trabajado hasta el momento (cemento 1A). De estos ensayos, se demostró que las demoras en fraguar y la exudación se presentaban a causa de los aditivos usados en un porcentaje máximo sin exceder el recomendado. Los tiempos de fraguado para la pasta de cemento 1A sin ningún aditivo, daba un fraguado inicial de 3 horas 15 minutos y un fraguado final de 4 horas 50 minutos. Los tiempos de fraguado para la pasta con aditivos daban más de 7 horas y en muchos casos no se había presentado ni siquiera el fraguado inicial en este intervalo de tiempo. Este intervalo de 7 horas o 7 horas y media era el tope para poder trabajar en el laboratorio debido a la jornada del laboratorista. Al siguiente día se miraban las pastas y se veía que ya habían fraguado. No se sabía entonces el tiempo de fraguado final. Se encontraba entre 8 horas y 20 o 23 horas aproximadamente. Luego de esto, fue cuando se acudió a realizar ensayos fuera del laboratorio en condiciones ambientales que desafortunadamente no eran las correctas, pero se disponía de tiempo suficiente para toma de datos, pudiendo de esta manera, tomar el fraguado final. 21 Ver todos los datos de tiempos de fraguado experimentados, en el Anexo E. Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. 87 Mezclas de Mortero Gracias a Andria Jaramillo, una compañera de ingeniería civil que prestó su casa donde tenía todos los implementos para realizar los ensayos, se pudo conocer otros resultados diferentes. En este caso los tiempos de fraguado dieron un poco dentro de lo normal. La pasta con expansor dio cerca de las 9 horas y con el superplastificante cerca de las 6 horas. Hay que tener en cuenta que en el caso del aditivo expansor en su ficha técnica se habla de que causa un ligero retardo en el fraguado. Las pastas hechas fueron mezcladas a mano teniendo en cuenta los tiempos de mezclado que considera la norma Icontec NTC-110 “Método para determinar la consistencia normal del cemento”. Estas pastas no presentaban exudación como sí sucedía con las pastas hechas en el laboratorio. Teniendo estos resultados, se volvieron a realizar tiempos de fraguado en el laboratorio pero esta vez a mano como se había hecho anteriormente. No se pudo volver a medir los tiempos finales de fraguado, eran mayores a 7 horas. Viendo que existía un problema, el cual no se había previsto y no se podía solucionar fácilmente, se decidió consultar al fabricante de los aditivos, obteniendo unos terceros resultados que se describen a continuación. 7.5.3. Terceros Resultados (mezclas SA-03) El ingeniero Germán Hermida de Sika Andina S.A., sugirió usar otro tipo de cemento, por tanto, se cambia la marca del cemento y se empieza a usar cemento Samper. Aparte del tipo de cemento, para los tiempos de fraguado, se cambiaron otros factores como el tiempo de mezclado y el porcentaje de aditivo superplastificante (1.5%) para no trabajarlo al máximo. Cabe anotar en este momento que los tiempos de mezclado se realizaron de acuerdo a la norma Icontec respectiva (tiempos entre 2 minutos y 2½ minutos), mientras que el fabricante recomendaba tiempos de mezclado un poco mayores (un tiempo menor de 4 minutos). Cambiando todos estos factores se obtuvo una pasta, la cual daba tiempos de fraguado cercanos a las 5 horas y no presentaba exudación. De esta manera se dejó el tipo de cemento y se fijó el porcentaje de superplastificante en 1.5% del contenido de cemento. 88 Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. Mezclas de Mortero Teniendo estos resultados, se procedió a hacer pruebas con cubos para fallar a cuatro edades nuevamente (1, 3, 7 y 28 días), con un porcentaje de reemplazo de ceniza de 10% (presentaba menor pérdida de resistencia) y con diferentes porcentajes de aditivo expansor. Fotos 7.10 y 7.11. Comparación de mezcla con exudación y sin exudación. En esta parte se escogieron tres porcentajes definitivos de aditivo expansor, de tal manera que se pudiera observar un límite de expansión (con 3% de adición de cemento), un estado medio (1.5%) y finalmente sin aditivo expansor. Al realizar estas mezclas se pudo ver que no presentaban problemas de segregación y exudación dando la fluidez esperada, obteniendo buenas resistencias desde el primer día. Sabiendo además que al mortero ya dentro de los cañutos de la guadua no se iba a curar, se decidió dejar estos últimos cubos curando al aire. En cuanto al curado al aire se puede decir que cuando un espécimen es expuesto al aire seco sin previo curado húmedo, el desarrollo de la resistencia se detiene en edades tempranas. Los diseños hechos en estos terceros resultados fueron usados para rellenar los cañutos debido a que presentaban muy buenas expansiones. Cabe anotar que las expansiones con estas mezclas fueron mayores, llegando hasta un 8% de expansión. Se cambiaron para las mezclas de relleno las relaciones A/C, aumentándolas un poco para lograr una fluidez mayor en comparación a las mezclas de prueba. Los cubos hechos para conocer la resistencia del mortero de relleno de cañutos, se curaron también al aire. Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. 89 Metodología de Relleno y Ensayos 8. METODOLOGÍA DE RELLENO Y ENSAYOS 8.1 Mezcla y Relleno de Cañutos Una vez solucionado el problema de la fluidez del mortero para inyectarlo por el hueco de ¾”, faltaba resolver la forma de inyectar el mortero. Para esto se contaron con varias alternativas: por cabeza de presión, por inyección con una jeringa (del tamaño adecuado) o simplemente mediante el uso de un embudo conectado directamente al hueco de inyección de la guadua. Para realizar la mezcla se empezó por calcular el volumen que se iba a utilizar para cada porcentaje. Se dividió el total de las 69 probetas en los 3 porcentajes de expansor, obteniendo 23 probetas por cada porcentaje. Luego, se sumó el volumen de todos los cañutos de cada una de las 23 probetas escogidas y se aumentó un 25% debido a los desperdicios. Teniendo el volumen para cada porcentaje de expansor, se dividió cada mezcla en cuatro porciones debido al tamaño de la mezcladora. Se utilizó una mezcladora mecánica Semcoop modelo SC100 con capacidad de 100 litros, para todas las mezclas de relleno. Cada cuarto de mezcla se iba pesando y se iba introduciendo por partes en la mezcladora, cambiando un poco el método de mezclado. En primer lugar se introducía la arena y el cemento, mezclado previamente con la ceniza y el porcentaje Foto 8.1. Mezcladora mecánica. del aditivo expansor, este último para las mezclas de 1.5% y 3.0%. Antes de agregar el agua se mezclaban un poco la arena y el cemento para que el material seco quedara bien mezclado y el agua se repartiera uniformemente. Luego el aditivo superplastificante diluido en el agua de amasado con anterioridad y se incorporaba en varias cantidades mientras la mezcladora iba girando. 90 Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero Metodología de Relleno y Ensayos Al tener todos los materiales dentro de la mezcladora, se dejaban durante cinco minutos aproximadamente, teniendo en cuenta que para el aditivo superplastificante se recomienda mínimo un tiempo de 4 minutos. Mezclado el primer cuarto del volumen total, se procedía a rellenar los cañutos hasta vaciar la mezcladora para luego introducir de la misma manera el segundo cuarto, y así consecutivamente hasta terminar con un porcentaje de expansor. Para rellenar los cañutos se utilizó el método de inyección que se describe en el numeral 8.1.2. 8.1.1. Métodos propuestos Desde un principio se sabía de un método utilizado por otros estudiantes en otros proyectos de grado, que consistía simplemente en colocar un embudo en el hueco del cañuto y rellenar dicho embudo hasta ver que no cabía más mezcla. En este método se utiliza una varilla para “chuzar” el mortero por el hueco de relleno en los momentos que se quedaba tapado y un martillo de caucho o “chapulín” para acomodar la mezcla dentro del mortero. Con este método no se podía garantizar que quedaran completamente rellenos los cañutos, siendo esta parte fundamental para lo que se espera lograr con esta unión, por tanto, se evaluaron otros métodos de relleno. Se trató de probar mediante una cabeza de presión (figura 8.1) utilizando una manguera plástica transparente de diámetro 1” y un embudo. Se necesitaban mínimo dos personas: una persona que, mediante un embudo introdujera el mortero por la manguera para que bajara y abajo otra persona que sostuviera la manguera y el pedazo de cañuto para que la manguera se introdujera correctamente en el hueco perforado por medio de φ=1” otro pedazo de embudo que redujera el diámetro de 1” de la manguera a ¾” del hueco. La cabeza H utilizada fue aproximadamente de cuatro metros. H Sin embargo se pudo observar que el mortero no pasaba con facilidad en el sector de embudo donde se reducía el diámetro al llegar al hueco del cañuto. El método era bastante dispendioso, pues tocaba subir la mezcla para ser introducida por el embudo ubicado en la parte de arriba. Figura 8.1. Relleno por cabeza de presión. Este sistema probablemente funcionaría si se tuviera en lugar de una manguera, un recipiente más ancho, con mayor diámetro, para almacenar el mortero y al final, en la base del recipiente, una Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. 91 Metodología de Relleno y Ensayos llave de paso para abrir y cerrar cuando fuera necesario dar paso a la mezcla. De esta manera se tendría talvez un recipiente muy grande el cual complicaría el método de relleno, aunque sería bueno probarlo posteriormente. Viendo que no era muy eficaz el método ensayado, se pensó en métodos adicionales. Luego se pensó otro método que se escogió finalmente y se describe a continuación. 8.1.2. Metodología de relleno El método final utilizado consiste en la inyección del mortero mediante una émbolo jeringa constituida por dos tubos de PVC, uno actuando como el contenedor del mortero y el otro como émbolo (ver figura 8.2 y fotos 8.2 y 8.3). De esta manera, la fuerza que se le aplicara al émbolo dependería de la contenedor fluidez del mortero. Los tubos utilizados tendrán que ser de tal manera que uno entre exactamente dentro del otro, siendo diámetros seguidos. Los tubos utilizados son de PVC para agua lluvia de 2” y 2½”. El tubo de 2” lleva un tapón en un Figura 8.2. Inyector de mortero extremo para empujar el mortero y unas agarraderas sencillas en la parte opuesta para poder halar luego de haber empujado todo el émbolo. En la parte de abajo del inyector se tendría que adaptar un embudo de tal manera que redujera el diámetro de 2½” a ¾” y tendría que ser pegado fuertemente a la base del contenedor para que la fuerza aplicada al émbolo no empujara y retirara el pedazo de embudo. Al comenzar a rellenar con la primera mezcla se presentó un problema que demoraba el procedimiento de llenado. La base del embudo que hacía contacto con el hueco de la guadua no se ajustaba perfectamente a la guadua, aunque tenían el mismo diámetro (embudo y guadua), provocando Foto 8.2 y 8.3. Inyector de Morero mucho desperdicio de mortero. Para solucionar este problema se colocó una especie de cojín de espuma que se acomodaba perfectamente a la pared de la guadua debido a su forma circular (ver fotos 8.4 y 8.5). 92 Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. Metodología de Relleno y Ensayos Fotos 8.4 y 8.5. Cojín de acople entre embudo y pared de la guadua. Las fotos correspondientes al inyector, fueron tomadas al terminar los rellenos. Este aparato fue utilizado para rellenar un total de 276 cañutos o entrenudos (69 probetas x 4 huecos). Debido a la diferencia de tamaños de los cañutos o entrenudos se tenían diferentes volúmenes de relleno, haciendo que el volumen del contenedor del inyector alcanzara en algunos casos para dos o tres cañutos, en otros casos para solo uno y a veces con cañutos muy grandes, el volumen del contenedor no era suficiente y se tenía que llenar dos veces. De esta manera el proceso de llenado no es tan rápido debido al llenado del contenedor, la colocación del émbolo, la aplicación de la fuerza hasta vaciar el contenedor y así sucesivamente. Sin embargo, con mano de obra especializada, este trabajo sería minimizado, optimizando tiempo y recursos para la fabricación de la unión. Para rellenar los cañutos, se abrieron huecos pequeños para permitir la salida del aire y verificar el llenado completo de los cañutos. Así, al ver el mortero salir por este pequeño hueco, se sabía que el cañuto se encontraba listo. Con efecto de realizar la compacación, se utilizó “un chapulín” o martillo de caucho para golpear las paredes de la guadua. Para facilitar el llenado de los cañutos, se colocaron todos los pedazos de guadua acostados en el piso con los huecos de inyección y de salida de aire orientados boca arriba. Además, se colocaron en los extremos de cada probeta, unos pedazos de madera que sirvieron de soporte para dejar las varillas en posición horizontal tratando que las varillas de los extremos quedaran en una misma línea de acción para la correcta aplicación de la carga (fotos 8.6 y 8.7). Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. 93 Metodología de Relleno y Ensayos Foto 8.6. (Arriba) Cañutos recién llenados. Foto 8.7. (Derecha) Bases de madera para sostener la varilla. Luego de terminar todo el proceso de relleno de los 276 cañutos correspondientes a las 69 probetas con los tres porcentajes de aditivo diferentes, se dejaron 21 días para luego llevarlas a la prueba de carga. Estas pruebas de carga se describen a continuación. 8.2 Ensayos de las uniones Las probetas que se escogieron desde un principio para rellenar no poseían fisuras o grietas de consideración (ver numeral 6.1). Luego de endurecerse el mortero dentro de los cañutos de guadua las paredes de la guadua se agrietaron debido a un secamiento de la guadua, adicional al presentado en un principio. Estas grietas (ver fotos 8.8 a 8.10), también se anotaron y se tuvieron en cuenta para ver que tanto afectan en el momento de fallar cada probeta. Las grietas se presentaron tanto en las probetas que no tenían expansor como en las que sí tenían expansor, por lo que se puede decir que no fueron inducidas por el uso del aditivo en el mortero. Antes de llevar las probetas a la máquina de ensayos se limpiaron superficialmente, luego que el mortero se secaba y se procedió a tomar una medida de la cantidad y gravedad de las fisuras presentadas en las probetas. Estas anotaciones se presentan en el Anexo G. 94 Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. Metodología de Relleno y Ensayos Fotos 8.8 a 8.10. Fisuras presentadas luego de rellenar los cañutos con el mortero. Otras fotos de estas grietas se presenta n en el anexo H. 8.2.1. Máquinas de ensayos Para los ensayos de compresión para los cubos de morteros, se utilizó una máquina hidráulica con un soporte especial para realizar los ensayos. Esta es una máquina hidráulica de marca Servintegral modelo SI-CF1200-1 con capacidad de 1200KN, con un módulo de lectura digital Pacam. Se puede ver en la foto 8.11 y su correspondiente molde en la foto 8.12 que se utiliza únicamente para cubos de 5 centímetros de lado y posee una rótula en la parte superior para garantizar una aplicación uniforme de la carga sobre toda la superficie de contacto. Foto 8.11. Máquina hidráulica de compresión Servintegral. Foto 8.12. Soporte de cubos para la correcta aplicación de la carga. Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. 95 Metodología de Relleno y Ensayos Para los ensayos a tracción se utilizaron dos máquinas: una para las probetas dobles y la otra, con un recorrido menor, para fallar las probetas simples (E6 y E68) y las varillas que se describen en el numeral 6.6. Estas dos máquinas se describen a continuación. Máquina de ensayos marca TINIUS OLSEN Su máximo recorrido es de 5 metros. Capacidad de carga máxima de 200 toneladas y con una aproximación en las lecturas de 50 Kgf. La velocidad de aplicación de la carga es variable y para todos los ensayos fue de 0.05 pulg/min. El sistema de transmisión de potencia es electro-mecánico. Se leyeron las cargas en una escala de 10 toneladas. Esta máquina como ya se dijo, fue utilizada para las probetas dobles que fueron la mayoría. Debido a su Foto 8.13. Máquina de ensayos TINUS OLSEN tamaño, la colocación de las probetas llega a ser un poco difícil. Máquina de ensayos marca AMSLER de la casa SCHAFFHOUSE-SUISSE Con un recorrido máximo del cabezal móvil de 75 cm. Capacidad máxima de carga de 30 Toneladas, con escalas adicionales de 10 y 20 toneladas. La velocidad de carga fue la mínima posible, de 0.05 pulg/min. La lectura de cargas se puede hacer con una aproximación de 10 Kgf. El sistema de transmisión de potencia es hidráulico. En esta máquina se hicieron ensayos de varillas y de las probetas sencillas como la que se ve en la foto 8.9. Foto 8.14. Máquina de ensayos AMSLER 96 Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. Metodología de Relleno y Ensayos 8.2.2. Descripción del montaje de las probetas Para comenzar a coloca las probetas, se montan en la máquina y se aseguran tanto en la parte superior como en la parte inferior por medio de unas mordazas, acomodando el recorrido de la máquina de acuerdo a la longitud de la probeta. Debido a la disponibilidad del laboratorio (algunos días no se encontraba disponible, y si se podía trabajar, el tiempo era de dos horas) y a la dificultad en la colocación de las probetas en la máquina grande (Tinus Olsen), todas las probetas no se pudieron ensayar a 21 días como se había planeado, sino entre 21 y 28 días. El tiempo de montaje y ensayo de cada probeta (5 a 10 minutos) se debe al peso de las probetas, la colocación de las mordazas y a la velocidad lenta de carga (ver anexo H). En primer lugar, las probetas rellenas con mortero y varilla, pueden llegar a pesar casi seis veces más de su peso normal. La colocación de las mordazas, trabajo entre tres personas por razones de seguridad, debido a la colocación de platinas adicionales a una altura en la que si se cae alguno de estos elementos y lastima a alguien, se puede incurrir en un accidente. El resultado de estos ensayos se anotarán en el siguiente capítulo. Foto 8.15. Montaje de las probetas. Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. 97 Resultados 9. RESULTADOS 9.1 Mezclas de mortero Las propiedades importantes para las mezclas hechas son la fluidez, la expansión y la resistencia; las cuales se evalúan en una mezcla para poder determinar qué podría cambiar en la siguiente mezcla. Para medir la fluidez que pasaba del 150% (en la mesa de flujo), se anotó la cantidad de golpes necesarios para que el disco se ocupara por completo de mortero. De esta manera, en las tablas de resultados que se presentan en este capítulo, en la columna de fluidez, cuando no aparece un signo de porcentaje (%), se anotará el número de golpes. Los resultados de expansión se dividieron en una expansión máxima y una expansión promedio, medidas en cada cubo, tomando el valor promedio y el valor máximo medido luego de desmoldar todos los cubos. Estos porcentajes se tomaron de acuerdo a un promedio de medidas iniciales o medidas de los moldes. (Ver anexo F). En los resultados de resistencia de los cubos, se anotará por renglón (en las tablas de resultados) el promedio de tres cubos y la edad correspondiente (ver anexo F). Los tipos de falla presentados fueron dos. Estos se pueden ver en las siguientes fotos: Foto 9.1. Desprendimiento de la cara superior (lado izquierdo). Foto 9.2. Desprendimiento de las caras del cubo. Foto 9.3. Falla por corte a 45º. En la foto 9.1 se puede observar la falla que se presentaba en la máquina de ensayos, donde la cara que expandía, es decir, la que quedó en la parte superior en el momento de la fundida, se 98 Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero Resultados desprende y posteriormente se presenta un debilitamiento de las otras caras. En la foto 9.2 se puede ver el desprendimiento de todas las caras del cubo. Las caras en muchos casos se podían desprender (con la mano) en su totalidad o en algunos casos no era posible. Este tipo de falla se presentó en la mayoría de cubos fallados. En la foto 9.3 se puede ver una falla a lo largo de un plano a 45º y se presentó en la minoría de cubos. 9.1.1. Primeros Resultados (mezclas 1A-02) En estas mezclas no se observó segregación y exudación en las primeras seis mezclas, mientras no se excedía el porcentaje de aditivo expansor. Las dos finales si presentaban problemas de segregación debido al alto porcentaje de aditivo expansor. Ensayo Mezcla No No 1 2 3 4 5 6 7 8 1A-02-01 1A-02-02 1A-02-03 1A-02-04 1A-02-05 1A-02-06 1A-02-07 1A-02-08 A/C Porcentaje Porcentaje R28 diseño %expansión %expansión % ceniza Fluidez 2 de expansor de Suppl. promedio máxima (Kg/cm ) 0.50 0.50 0.45 0.50 0.52 0.47 0.46 0.40 2.00 2.50 3.00 2.50 2.75 3.00 4.00 5.00 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.0 250 250 300 250 222 275 302 388 - 139% 22 24 129% 140% 129% 15 124% 1.40 1.54 4.04 2.40 2.45 3.35 4.97 3.89 1.62 1.87 5.24 2.72 3.01 3.59 5.04 4.55 Tabla 9.1. Resultados de fluidez y expansión para mezclas 1A-02. En las tres primeras mezclas se fallaron los cubos a siete días y los últimos a 3 días. Debido a problemas en el laboratorio, no fueron posible fallar en algunos casos a los días especificados. Estos resultados se pueden ver a continuación. Mezcla 1A-02-01 1A-02-02 1A-02-03 1A-02-04 1A-02-05 1A-02-06 1A-02-07 1A-02-08 Edad de ensayo (días) 7 11 11 3 3 3 3 4 Resistencia 2 (Kg/cm ) 134.0 138.3 201.1 119.2 87.3 194.1 156.3 158.2 Tabla 9.2. Resultados de resistencia para mezclas 1A-02. En esta primera etapa los cubos, en su mayoría, fallaron en un plano a 45º. El expansor parecía no debilitar la cara expandida. Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. 99 Resultados 9.1.2. Segundos Resultados (mezclas 1A-03) En esta parte se probó la ceniza volante como reemplazo del cemento en diferentes porcentajes para observar el comportamiento con las diferentes propiedades de la mezcla. En las cuatro primeras mezclas (ensayos 9 a 12) se probó con porcentajes de 0% a 30% de reemplazo, manteniendo las otras proporciones constantes con el fin de ver el comportamiento de la mezcla al variar el porcentaje de ceniza. En seguida se hicieron otras dos mezclas (ensayos 13 y 14) para probar propiedades de fluidez variando los porcentajes de expansor y la relación A/C, a causa de una nueva fluidez obtenida. Esta nueva fluidez es la que aparece en la columna correspondiente de la tabla 9.3, con las letras Spf (superfluido). Este nuevo concepto se obtuvo debido a que estas mezclas en la mesa de flujo no necesitaban golpes para poder ocupar toda la superficie de esta mesa. Este valor de fluidez es más adecuado para el relleno de los cañutos pero presenta mayores problemas de exudación y segregación. Debido a que se había utilizado un porcentaje exagerado de expansor, sin tampoco obtener mayores expansiones, se volvieron a hacer las mezclas con el porcentaje de expansor máximo recomendado (3%). Estas mezclas son las correspondientes a los ensayos 15 a 20. Ensayo Mezcla No No 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 1A-03-01 1A-03-02 1A-03-03 1A-03-04 1A-03-05 1A-03-06 1A-03-07 1A-03-08 1A-03-09 1A-03-10 1A-03-11 1A-03-12 A/C 0.42 0.42 0.42 0.42 0.35 0.38 0.40 0.42 0.39 0.40 0.42 0.40 Porcentaje Porcentaje R28 diseño %expansión %expansión % ceniza Fluidez 2 de expansor de Suppl. promedio máxima (Kg/cm ) 4.00 4.00 4.00 4.00 4.00 3.00 3.00 3.00 3.00 3.00 3.00 3.00 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 350 350 350 350 400 400 400 350 400 400 370 400 10% 20% 30% 10% 20% 0% 10% 20% 30% 10 15 148% Spf 152% Spf Spf 132% Spf Spf Spf Spf 2.53 3.78 1.79 1.58 3.01 0.75 -0.11 2.90 -0.48 -0.06 0.01 0.03 3.28 4.37 2.68 2.32 3.48 1.22 0.74 3.55 0.34 0.47 0.43 0.75 Tabla 9.3. Resultados de fluidez y expansión para mezclas 1A-03. En las primeras seis mezclas (ensayos 9 a 14) se fallaron cubos a solo 7 días. Luego de esto, en los ensayos 15 y 16 cuando se quiso saber la resistencia a 1 y 3 días se presentaron resultados poco normales. En el primero no se presentó expansión mientras que en el segundo, tanto los resultados de fluidez, expansión y resistencia (ver tabla 9.4) parecían más adecuados. Finalmente en los ensayos 17 a 20 se probaron nuevamente mezclas con reemplazos del 0% al 30% de reemplazo de ceniza con cubos fallados a cuatro edades diferentes. Estas mezclas superfluidas no presentaron expansión, no se pudieron fallar a 1 día por no haber fraguado y por 100 Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. Resultados supuesto, presentaban problemas de exudación y segregación. Al parecer, la excesiva cantidad de agua o de aditivo superplastificante afectaban las mezclas. Edad de Resistencia ensayo 2 (Kg/cm ) (días) 1A-03-01 7 192.4 1A-03-02 7 168.5 1A-03-03 7 168.7 1A-03-04 7 219.1 1A-03-05 7 308.3 1A-03-06 7 304.3 3 25.5 1A-03-07 6 219.2 3 156.7 1A-03-08 7 291.6 8 280.1 14 347.2 1A-03-09 21 428.1 38 410.3 8 248.1 14 336.3 1A-03-10 21 384.1 38 390.5 7 178.8 13 223.2 1A-03-11 22 308.9 37 322.8 7 155.6 13 222.4 1A-03-12 22 241.6 37 284.7 Tabla 9.4. Resultados de resistencia para mezclas 1A-03. Mezcla La resistencia a edades tempranas se afectaba en estas últimas mezclas, mientras que a edades mayores parecían no afectar. Los cubos al fraguar evidenciaban grietas horizontales en la parte superior donde se presentaba la expansión. La falla de los cubos en toda esta etapa se presentó con el desprendimiento inicial de la capa que mostraba la expansión. 9.1.3. Terceros Resultados (mezclas SA-03) Para estas mezclas se colocó el porcentaje de superplastificante en 1.5% para no usarlo al máximo, ya que probablemente era una de las causas de los problemas con las mezclas. La ceniza en reemplazo se fijó también en 10% debido a las resistencias presentadas en la etapa anterior (ver tabla 9.4). En estas mezclas aunque se presentó fluidez Spf (superfluido) no se vio exudación ni segregación. Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. 101 Resultados En las tres primeras mezclas (de prueba) se rebajó la relación A/C a medida que se aumentaba el porcentaje de expansor debido a sus propiedades plastificantes ya mencionadas. Los porcentajes de expansión se ven considerablemente aumentadas (ver foto 9.4 y tabla 9.5). Foto 9.4. Expansión en cubos con 3% de expansor. Mezcla SA-03-03. Ensayo Mezcla No No 21 22 23 R-1 R-2 R-3 R-4 SA-03-01 SA-03-02 SA-03-03 SA-03-04 SA-03-05 SA-03-06 SA-03-07 A/C Porcentaje Porcentaje R28 diseño %expansión %expansión % ceniza Fluidez 2 de expansor de Suppl. promedio máxima (Kg/cm ) 0.40 0.38 0.36 0.40 0.40 0.40 0.39 0.00 1.50 3.00 0.00 0.00 1.50 3.00 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 380 400 400 380 380 380 400 10% 10% 10% 10% 10% 10% 10% Spf 10 98% 0 4.43 7.5 0 0 4.15 6.65 0 4.81 9.01 0 0 4.60 5.87 Tabla 9.5. Resultados de fluidez y expansión para mezclas SA-03. Para cada mezcla de prueba se fallaron cubos a cuatro edades mientras que para las mezclas de relleno se fallaron cubos a tres edades. Para las últimas cuatro mezclas no fue posible hacerles pruebas de fluidez debido a que no se disponía del laboratorio de cementos por problemas ajenos a este proyecto. En los resultados de la tabla 9.6, los curados fueron realizados al aire y por esta razón algunas resistencias pudieron haber disminuido. En estas mezclas no se ven los cubos muy agrietados en la parte superior comparados con las mezclas en la parte anterior. Se presentan fallas en planos a 45º en la mayoría de los cubos de esta parte. 102 Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. Resultados Mezcla SA-03-01 SA-03-02 SA-03-03 SA-03-04 SA-03-05 SA-03-06 SA-03-07 Edad de ensayo (días) 1 5 7 30 1 4 8 29 1 4 8 29 7 21 29 6 21 28 3 8 21 2 7 21 Resistencia 2 (Kg/cm ) 151.1 283.2 313.3 341.3 100.3 247.3 282.7 320.3 74.5 231.3 226.0 275.3 341.1 389.9 450.4 366.3 412.7 462.8 183.6 275.2 306.9 82.0 199.3 286.8 Tabla 9.6. Resultados de resistencia para mezclas SA-03. 9.2 Probetas La falla general obtenida en las 69 probetas falladas (excepto las que se les salió la varilla) fallaron por corte en las paredes del tabique. (ver foto 9.4 a 9.8). En primer lugar la guadua se raja longitudinalmente antes de dar paso al tabique con el bloque o cilindro de mortero como se puede observar en la foto 9.4. En el siguiente bloque de fotos se puede observar más claramente la falla; en la esquina inferior derecha se ve una probeta luego de la falla en un corte transversal. Foto 9.5. Abertura de las paredes de la guadua. Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. 103 Resultados Fotos 9.5 a 9.8. Falla producida en las probetas por rompimiento de las paredes de la guadua y corte en el tabique. De las fallas presentadas en todas las probetas se puede decir que la fuerza de corte presentada entre el tabique y la pared interna de la guadua no es la única causa de falla, o de lo contrario, no se vería el agrietamiento longitudinal presentado en las paredes de la guadua. Para ser una falla únicamente por corte en las paredes del tabique se tendría que ver el tabique saliendo del nudo sin necesariamente agrietar las paredes de la guadua. De lo anterior se puede observar que hay otro factor que influye en la falla de este tipo de uniones. Esta es debido a la forma “de barril” que toma el mortero dentro de la guadua, ya que el diámetro del bloque de mortero aumenta desde el borde que está en contacto con el tabique hasta tomar un diámetro aproximadamente constante a lo largo de casi todo el entrenudo para luego disminuir al aproximarse al otro nudo, por tanto, el diámetro interno en la mitad del entrenudo es mayor que el diámetro interno junto a los tabiques. 104 Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. Resultados Este cambio de diámetro (ver fotos 9.9 y 9.10) donde el bloque de mortero tiene en la punta una forma redondeada, hace que al aplicarle la fuerza de tensión no solamente empuje el tabique, sino al tratar de salir, presione las paredes de la guadua radialmente, haciendo que se rajen o agrieten como se ve en las fotos anteriores. Fotos 9.9 y 9.10. Forma que toma el bloque de mortero dentro del entrenudo. El mortero dentro de la guadua toma la textura que le da las paredes de su formaleta, en este caso la guadua, viéndose líneas longitudinales causadas por la capa que la cubre internamente. Adicionalmente se pueden ver (fotos 9.9 y 9.10) algunas astillas o basuras de guadua que se quedan dentro del entrenudo. Estas astillas y basuras pocas veces aparecen ya dentro de la guadua y en los otros casos fueron introducidas al abrir los huecos intencionalmente para la inyección del mortero e introducir la varilla. En el anexo H se pueden ver más fotos de este tipo. En cuanto a la retracción del mortero se puede ver en el la foto 9.9 que el mortero se ajusta perfectamente a las paredes de la guadua a causa de la expansión adquirida. En otros casos se ve un ligero espacio entre el mortero y la pared de la guadua, ya que no se utilizó expansor y se presenta retracción. En las tablas siguientes se presentan los resultados de los ensayos donde se observa por probeta las dimensiones y dato de humedad inicial del cañuto (de los cuatro existentes) donde se presentó la falla y los datos del tabique implicado. El área de corte por tabique se calculó multiplicando el perímetro del tabique por su respectivo espesor22. Esto es: Área = π × Diámetro× Espesor 22 El espesor del tabique se midió en los extremos donde se presenta la fuerza de corte. Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. 105 Resultados Tabla 9.7. Resultados obtenidos para las probetas sin expansor. 106 Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. Resultados Tabla 9.8. Resultados obtenidos para las probetas con 1.5% de expansor. Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. 107 Resultados Tabla 9.9. Resultados obtenidos para las probetas con 3.0% de expansor. 108 Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. Análisis de Resultados 10. ANÁLISIS DE RESULTADOS 10.2 Mezclas de mortero Conociendo valores de fluidez, expansión y resistencia, se compararán estos datos para sacar una relación entre la relación A/C, el porcentaje de aditivo expansor y el porcentaje de aditivo superplastificante de cada mezcla. Debido a que se obtuvieron valores de fluidez que se encontraban por fuera de lo normalizado, se propone una clasificación donde se da la correspondencia entre el número de golpes y un porcentaje dado mayor a 150% de fluidez. Cabe anotar que estos valores de fluidez no son numéricamente comparables con los datos que se obtienen en la mesa de flujo (menores de 150%), utilizados únicamente para efectos de poder graficar estos valores y poder hacer comparaciones. Estos valores de correspondencia se presentan en la tabla 10.1. Una fluidez de 25 GOLPES 20 GOLPES 15 GOLPES 10 GOLPES 5 GOLPES 0 GOLPES Spf equivale a 150% 155% 160% 165% 170% 175% 180% Tabla 10.1. Equivalencia de valores de fluidez. En primer lugar, se presentan tres gráficas con el fin de evaluar los factores que influyen en la fluidez de la mezcla. Estos son la relación A/C, el porcentaje de expansor (debido a sus propiedades plastificantes) y el porcentaje de aditivo superplastificante. Luego, se observan otras gráficas donde se observará la variación de la expansión y la resistencia con respecto a los mismos factores. En otra serie de gráficas se puede ver el porcentaje de resistencia obtenida con respecto a la de diseño, la diferencia de resistencia entre los diferentes porcentajes de ceniza y la variación de la resistencia en el tiempo para las edades de fallo de cubos. Estas gráficas se presentan a continuación. Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero 109 Análisis de Resultados VARIACIÓN DE LA FLUIDEZ 160 140 (Mezclas 1A-02) Fluidez (%) Relación A/C x10^-2 Expansor (% x 10^-1) Superplastificante (%x 10^-1) 120 100 80 60 40 20 0 1A-02-08 1A-02-06 1A-02-04 1A-02-01 1A-02-05 1A-02-03 1A-02-02 1A-02-07 Mezcla Gráfica 10.1. Variación de la fluidez (mezclas 1A-02). 180 VARIACIÓN DE LA FLUIDEZ Fluidez (%) Relación A/C x 10^-2 Expansor (% x 10^-1) Ceniza (%) (Mezclas 1A-03) 160 140 120 100 80 60 40 20 0 1A-03-08 1A-03-03 1A-03-05 1A-03-02 1A-03-01 1A-03-04 1A-03-06 1A-03-07 1A-03-09 1A-03-10 1A-03-11 1A-03-12 Mezcla Gráfica 10.2. Variación de la fluidez (mezclas 1A-03). VARIACIÓN DE LA FLUIDEZ (Mezclas SA-03) 200 180 Fluidez (%) Relación A/C x 10^-2 Expansor (% x 10^-1) 160 140 120 100 80 60 40 20 0 SA-03-03 SA-03-02 SA-03-01 Mezcla Gráfica 10.3. Variación de la fluidez (mezclas SA-03). 110 Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. Análisis de Resultados VARIACIÓN DE LA EXPANSIÓN (Mezclas 1A-02) 6.0 Expansión máx. (%) Expansión prom. (%) Relación A/C x 10^-1 Expansor (%) Superplastificante (%) 5.0 4.0 3.0 2.0 1.0 0.0 1A-02-01 1A-02-02 1A-02-04 1A-02-05 1A-02-06 1A-02-08 1A-02-07 1A-02-03 Mezclas Gráfica 10.4. Variación de la expansión (mezclas 1A-02). VARIACIÓN DE LA EXPANSIÓN Expansión máx (%) Expansor prom. (%) Relación A/C x 10^-1 Expansión (%) Ceniza (% x 10) (Mezclas 1A-03) 5.0 4.0 3.0 2.0 1.0 0.0 -1.0 1A-03-09 1A-03-07 1A-03-10 1A-03-11 1A-03-12 1A-03-06 1A-03-04 1A-03-03 1A-03-01 1A-03-08 1A-03-05 1A-03-02 Mezcla Gráfica 10.5. Variación de la expansión (mezclas 1A-03). VARIACIÓN DE LA EXPANSIÓN (Mezclas SA-03) 10.0 9.0 8.0 7.0 Expansión máx. (%) Expansión prom. (%) Relación A/C x 10^-1 Expansor (%) 6.0 5.0 4.0 3.0 2.0 1.0 0.0 SA-03-01 SA-03-05 SA-03-04 SA-03-06 SA-03-02 SA-03-07 SA-03-03 Mezcla Gráfica 10.6. Variación de la expansión (mezclas SA-03). Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. 111 Análisis de Resultados VARIACIÓN DE LA RESISTENCIA (Mezclas 1A-02) Resistencia (Kg/cm2) Relación A/C x 10^-2 Expansor (% x 10^-1) Superplastificante (% x 10^-1) 200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 3 días 3 días 7 días 11 días 3 días 4 días 3 días 11 días 1A-02-05 1A-02-04 1A-02-01 1A-02-02 1A-02-07 1A-02-08 1A-02-06 1A-02-03 Días y Mezcla Gráfica 10.7. Variación de la resistencia (mezclas 1A-02). VARIACIÓN DE LA RESISTENCIA (Mezclas 1A-03) 400 360 Resistencia (Kg/cm2) Relación A/C x 10^-2 Expansor (% x 10^-1) Ceniza (%) 320 280 240 200 160 120 80 40 0 7 días 7 días 7 días 1A-03-03 1A-03-04 1A-03-02 7 días 6 días 37 días 7 días 1A-03-01 1A-03-07 1A-03-12 1A-03-08 7 días 7 días 37 días 1A-03-06 1A-03-05 1A-03-11 38 días 38 días 1A-03-10 1A-03-09 Días y Mezlca Gráfica 10.8. Variación de la resistencia (mezclas 1A-03). VARIACIÓN DE LA RESISTENCIA (Mezclas SA-03) 500 450 Resistencia (Kg/cm2) Relación A/C x 10^-2 Expansor (% x 10^-1) 400 350 300 250 200 150 100 50 0 29 días 21 días 21 días 29 días 30 días 29 días 28 días SA-03-03 SA-03-07 SA-03-06 SA-03-02 SA-03-01 SA-03-04 SA-03-05 Mezcla Gráfica 10.9. Variación de la resistencia (mezclas SA-03). 112 Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. Análisis de Resultados Resistencia: Rdiseño vs Robtenida (Mezclas 1A-02) Edad de falla 28 Días 450 400 350 Resistencia (Kg/cm 2 ) 300 250 200 150 100 54% 55% 67% 48% 39% 71% 52% 41% 50 0 7 días 11 días 11 días 3 días 3 días 3 días 3 días 4 días 1A-02-01 1A-02-02 1A-02-03 1A-02-04 1A-02-05 1A-02-06 1A-02-07 1A-02-08 Edad en que se fallaron los cubos Gráfica 10.10. Resistencia de diseño vs resistencia obtenida (mezclas 1A-02). RESISTENCIA: Rdiseño vs Robtenida Edad de falla (Mezclas 1A-03) 28 días 450 2 Resistencia (Kg/cm ) 400 350 300 250 200 150 100 63% 55% 48% 48% 77% 76% 55% 83% 103% 98% 87% 71% 50 0 7 días 7 días 7 días 7 días 7 días 7 días 6 días 7 días 38 días 38 días 37 días 37 días 1A-03-01 1A-03-02 1A-03-03 1A-03-04 1A-03-05 1A-03-06 1A-03-07 1A-03-08 1A-03-09 1A-03-10 1A-03-11 1A-03-12 Edad en que se fallaron los cubos Gráfica 10.11. Resistencia de diseño vs resistencia obtenida (mezclas 1A-03). RESISTENCIA: Rdiseño vs Robtenida Edad de falla (Mezclas SA-03) 500 28 días Resistencia (Kg/cm2) 450 400 350 300 250 200 150 100 90% 80% 69% 119% 122% 81% 72% 50 0 30 días 29 días 29 días 29 días 28 días 21 días 21 días SA-03-01 SA-03-02 SA-03-03 SA-03-04 SA-03-05 SA-03-06 SA-03-07 Edad en que se fallaron los cubos Gráfica 10.12. Resistencia de diseño vs resistencia obtenida (mezclas SA-03). Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. 113 Análisis de Resultados Resistencia vs % de Ceniza (Mezclas 1A-03-01 a 04) 250 2 Resistencia (Kg/cm ) 200 150 100 100% 88% 77% 77% 50 0 0% Ceniza 10% Ceniza 20% Ceniza 30% Ceniza Porcentaje de ceniza Gráfica 10.13. Resistencia vs porcentaje de Ceniza. RESISTENCIA vs EDAD (Mezclas 1A-03-09 a 12) 450 400 Resistencia (Kg/cm 2) 350 300 250 200 150 0% Ceniza 100 10% Ceniza 20% Ceniza 30% Ceniza 50 0 0 5 10 15 20 Edad (días) 25 30 35 40 Gráfica 10.14. Resistencia de morteros con diferentes porcentajes de ceniza vs edad de ensayo. 114 Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. Análisis de Resultados RESISTENCIA vs EDAD (Mezclas SA-03-01 a 03) 400 350 Resistencia (Kg/cm 2) 300 250 200 150 0% Expansor 100 1,5% Expansor 50 3,0% Expansor 0 0 5 10 15 20 25 30 35 Edad (días) Gráfica 10.15. Resistencia vs edad de ensayo (mezclas SA-03 de prueba). RESISTENCIA vs EDAD (Mezclas SA-03-04 a 07) 500 450 Resistencia (Kg/cm 2) 400 350 300 250 200 0% Expansor 150 0% Expansor 100 1,5% Expansor 3,0% Expansor 50 0 0 5 10 15 20 25 30 35 Edad (días) Gráfica 10.16. Resistencia vs edad de ensayo (mezclas SA-03 de relleno de cañutos). Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. 115 Análisis de Resultados Fluidez La fluidez viene dada principalmente por la cantidad de agua que lleve la mezcla, donde a mayor relación A/C mayor fluidez. Sin embargo, en las gráficas correspondientes (gráficas 10.1, 10.2 y 10.3) no se ve bien esta relación debido a la influencia de los aditivos y de la ceniza volante. Se esperaría que el aditivo expansor debido a sus propiedades plastificantes aumentara la fluidez, sin embargo, en las primeras mezclas (1A-02), se ve que aunque se usa un porcentaje alto de expansor (5%) se obtiene la fluidez más baja, sin influencia de ceniza volante. En esta misma gráfica, no se ve una proporcionalidad entre el aditivo expansor y la fluidez, ya que muestra un comportamiento decreciente y luego creciente, a medida que aumenta la fluidez para un porcentaje constante de aditivo superplastificante. El aditivo superplastificante es el aditivo que más actúa en la fluidez de la mezcla, siendo también muy variable, ya que con un contenido de superplastificante constante se pueden obtener reducciones de agua muy diferentes para una consistencia dada como se demuestra en los tiempos de fraguado en el anexo E. Para las mezclas de relleno, se pudo observar que el tiempo de mezclado afecta bastante la fluidez de la mezcla, utilizando aditivo superplastificante. Se recomienda un tiempo mínimo de mezclado de 4 minutos (según el fabricante del aditivo superplastificante) para obtener buenos resultados, pero se pudo ver que al mezclar más de 4 minutos, la mezcla aumentaba más su fluidez. Incluso, al volver a mezclar luego de apagar la mezcladora (después de un mezclado inicial para incorporar los materiales), se pudo ver que el aditivo seguía reaccionando, proporcionando una mayor fluidez, siendo esta benéfica ya que con el tiempo la mezcla iba fraguando. La ceniza hace que disminuya la fluidez, viéndose en la gráfica 10.2 un descuento de la fluidez de 5 a 15 golpes por cada porcentaje diferente de reemplazo de ceniza. Para un 10% de reemplazo de ceniza, se disminuye la fluidez de un estado superlfuido a una fluidez de 15 golpes. Expansión En la primera gráfica (gráfica 10.4) se observa que no existe mayor variación de la expansión para porcentajes mayores del 3% de aditivo expansor, por lo que no se utilizaron porcentajes mayores de expansor en las siguientes dos partes. 116 Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. Análisis de Resultados Las expansiones obtenidas con el cemento 1A son menores que las obtenidas con el cemento Samper. La máxima expansión obtenida para el cemento 1A es de 5.24% mientras que con el cemento Samper es de 9.01% para un mismo porcentaje de aditivo expansor. Los problemas de exudación y segregación influyeron en la expansión de las mezclas, causando que el aditivo expansor no reaccionara o no causara efecto. Tanto la fluidez como la expansión presentaron mejor comportamiento con el cemento Samper. Resistencia La resistencia se ve afectada por el aditivo expansor, como se puede ver en la gráfica 10.9 con el cemento Samper. Esta misma tendencia se observa en las mezclas 1A-03, aunque no muy claramente debido a los diferentes porcentajes de reemplazo de ceniza. En las mezclas con cemento Samper (10% de ceniza constante) se aprecia esta disminución de la resistencia con el aumento del porcentaje de adición de aditivo expansor (ver gráficas 10.15 y 10.16). La resistencia de diseño con relación a la resistencia obtenida es relativamente acertada. Para resistencias a los 28 días se alcanzan valores desde 69% hasta 122% de la resistencia de diseño según la gráfica 10.12 donde se hace un reemplazo de 10% de ceniza. Con este reemplazo se pierde hasta un 12% de la resistencia que se podría obtener sin ceniza volante (gráfica 10.13). Debido a estos reemplazos, las resistencias obtenidas (de 69% a 122% de la resistencia de diseño), pueden llegar a ser de un 70% a un 140% aproximadamente de la resistencia de diseño. Se puede ver también que para edades tempranas, en algunos casos, se obtienen valores altos de resistencia con relación a la resistencia de diseño (gráficas 10.10 y 10.11), pudiendo decir, que para 28 días se obtendrían resistencias mayores a la de diseño. El efecto del superplastificante se ve reflejado en el aumento de resistencia de la mezcla, debido a que en la mayoría de los casos la resistencia es (o podría ser según las resistencias obtenidas a edades tempranas), mayor a la resistencia de diseño, ya que este aditivo hace que se reduzca el agua y se aumenten las resistencias, como dice en su ficha técnica. Los problemas de retardo del fraguado se pueden evidenciar en las mezclas con resistencias muy bajas a edades tempranas (25 Kg/cm2 para 3 días en la mezcla 1A-03-07), pero a edades mayores, esta resistencia tiende a ser mayor a la de diseño como se explicó en el párrafo anterior. Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. 117 Análisis de Resultados La exudación y segregación son problemas que se pueden observar en el momento de fallar los cubos, debido a que se les desprenden las caras en el momento de aplicar la fuerza. En la mayoría de los casos, las caras se desprendían (en primer lugar la cara donde ocurrió la expansión, cara superior) y el cubo seguía soportando carga como se puede ver en la foto 10.1. Foto 10.1. Desprendimiento de la cara superior en el momento de la carga. En el capítulo 7 se habló de la resistencia cuando no se curan los morteros, afectándola desde los primeros días, haciendo que para los últimos días no aumenten de manera considerable como se puede ver en las gráficas 10.14 y 10.15. De esta manera, se acertó al decir que se fallarían a los 21 días en lugar de fallarlos a los 28 días, ya que en estas dos edades no hay aumento en la resistencia. En la gráfica 10.16 de las mezclas de relleno, se puede ver que existe un aumento de resistencia luego de los 21 días para las mezclas sin expansor, aunque debido a la forma que toma la curva en esos puntos, se puede decir que son datos un poco atípicos, pudiendo ajustar la curva de manera que se parezca más a las curvas de los gráficos anteriores. 10.3 Probetas Aunque se comprobó que el mortero sí expande, haciendo que se ajuste más a las paredes de la guadua como se puede ver en la foto 10.2, la adherencia no se aumenta en mayor cantidad, debido a la capa interna de la guadua que no permite desarrollar una mayor fuerza de fricción entre la guadua y el mortero. La retracción del mortero se puede ver en la foto 10.3, donde se aprecia un ligero espacio entre la pared de la guadua y el mortero que no permite que exista ninguna fuerza de fricción entre los dos. 118 Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. Análisis de Resultados Foto 10.2. Adherencia mortero-guadua, debido a la expansión del mortero. Foto 10.3. Falta de adherencia del mortero debido a la retracción. En cuanto al sistema de llenado se puede decir que es efectivo y se puede ver en las formas que toma el mortero dentro de la guadua. En la mayoría de los casos adopta la forma de las paredes internas sin ninguna irregularidad en su superficie (foto 10.4), excepto por los pedazos de aserrín que quedan dentro de la guadua luego de la perforación para la inyección del mortero. En otros casos, el mortero queda con un poco de aire dentro de la guadua debido a la falta de vibración del mortero con el martillo de caucho (foto 10.5). Foto 10.4. Textura en la mayoría de las probetas. Foto 10.5. Textura debido al mal vibrado del mortero. Hay que anotar, que en solo tres ocasiones no se rellenó correctamente, haciendo que la varilla se saliera fácilmente debido a falta de confinamiento, causando que la probeta no fallara por la fuerza de tensión aplicada. Esto, es debido más a la inexperiencia de las personas que llenamos los cañutos que al propio sistema de llenado. Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. 119 Análisis de Resultados La varilla dentro del mortero no afectó la unión debido a las precauciones tomadas, pudiendo decir que se sobredimensionó. El diámetro utilizado tampoco afectó el tipo de falla. Las fallas obtenidas para cada tipo de varilla se presentan en la tabla 10.1. En la segunda columna de la tabla se refiere al número de cañutos que tenían una varilla del diámetro especificado. En la tercera columna se anota el total de datos de donde ocurrió la falla en cada probeta y en la cuarta fila el porcentaje de datos de falla con respecto al número total de cañutos que tenían ese tipo de varilla. Varilla 5/8” 3/4” Número total de cañutos 190 82 Número de datos de falla 49 17 % de datos de falla 26 21 Esfuerzo (Kg/cm2) Promedio Máximo Mínimo 72.1 66.6 112.5 108.9 27.8 11.0 Desv. Est 22.1 26.0 Tabla 10.2. Datos de las varillas utilizadas en los ensayos. De la anterior tabla se puede observar que hubo un número casi igual de fallas presentadas para cada tipo de varilla, teniendo en cuenta la cantidad de cañutos que tenían cada tipo de éstas. En promedio, la carga fue mayor para las varillas de 5/8”, con una cantidad de datos mayor, por lo cual presentaba mayor probabilidad de resistencia mayor para estas mismas. Aunque fue mayor el promedio para las varillas de 5/8” que para la de ¾” no son causa de las fallas como se explicó anteriormente. El mortero de relleno tampoco influyó dentro de la falla ya que en ningún caso, el mortero se rompió debido al agrietamiento producido por la expulsión de la varilla. En algunas fotos en el anexo H se ve el mortero agrietado, no por el ensayo propiamente dicho, sino por haber abierto las paredes de la guadua con golpes que provocaron que se rompiera. Por otro lado, la humedad que también afecta la resistencia de la unión, no se tomó al final de la falla. Aunque se sabe que en materiales como la madera y la guadua la humedad es un factor que reduce la resistencia cuando esta aumenta. Sin embargo en esta investigación no se pudo tener en cuenta este parámetro y demostrar este hecho. Existen muchos factores que intervienen en los ensayos de las probetas causados por las dimensiones de las probetas. La longitud del cañuto, el espesor de la pared de la guadua, el diámetro externo, el diámetro del tabique y por último el espesor del mismo. Con el fin de hallar una relación entre el esfuerzo obtenido y las diferentes dimensiones mencionadas, se hicieron los gráficos que se ven a continuación. 120 Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. Análisis de Resultados Esfuerzo de Corte vs Longitud del Cañuto (0% Expansor) 40 Longitud del Cañuto (cm) 35 30 25 20 y = 0.0182x + 22.921 15 2 R = 0.0059 10 5 0 0 20 40 60 80 100 120 2 Esfuerzo de corte (kg/cm ) Gráfica 10.17. Esfuerzo de corte vs longitud del cañuto (0% expansor). Esfuerzo de Corte vs Longitud del Cañuto (1.5% Expansor) Longitud del Cañuto (cm) 35 30 25 20 15 y = -0.0094x + 22.403 2 R = 0.0022 10 5 0 0 20 40 60 80 100 120 2 Esfuerzo de corte (kg/cm ) Gráfica 10.18. Esfuerzo de corte vs longitud del cañuto (1.5% expansor). Esfuerzo de Corte vs Longitud del Cañuto (3.0% Expansor) Longitud del Cañuto (cm) 30 25 20 15 y = -0.0322x + 23.9 R 2 = 0.0312 10 5 0 0 20 40 60 80 100 120 Esfuerzo de corte (kg/cm 2) Gráfica 10.19. Esfuerzo de corte vs longitud del cañuto (3.0% expansor). Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. 121 Análisis de Resultados Esfuerzo de Corte vs Espesor de la Pared (0% Expansor) Espesor de la Pared (cm) 3 2 2 y = 0.0021x + 1.4786 R2 = 0.0446 1 1 0 0 20 40 60 80 100 120 2 Esfuerzo de corte (kg/cm ) Gráfica 10.20. Esfuerzo de corte vs espesor de pared (0% expansor). Esfuerzo de Corte vs Espesor de la Pared (1.5% Expansor) Espesor de la Pared (cm) 3 2 2 y = 0.0033x + 1.1771 R2 = 0.0608 1 1 0 0 20 40 60 80 100 120 2 Esfuerzo de corte (kg/cm ) Gráfica 10.21. Esfuerzo de corte vs espesor de pared (1.5% expansor). Esfuerzo de Corte vs Espesor de la Pared (3.0% Expansor) 2 Espesor de la Pared (cm) 2 2 1 1 y = 0.0003x + 1.5412 R2 = 0.0012 1 1 1 0 0 0 0 20 40 60 80 100 120 Esfuerzo de corte (kg/cm2) Gráfica 10.22. Esfuerzo de corte vs espesor de pared (3.0% expansor). 122 Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. Análisis de Resultados Esfuerzo de Corte vs Diámetros (0% Expansor) 10 y = -0.0093x + 7.6098 2 R = 0.0648 9 8 Diámetros (cm) 7 6 5 4 3 Diámetro externo 2 Diámetro tabique y = -0.0106x + 7.2877 2 R = 0.0773 Lineal (Diámetro externo) 1 Lineal (Diámetro tabique) 0 0 20 40 60 80 100 120 2 Esfuerzo de corte (kg/cm ) Gráfica 10.23. Esfuerzo de corte vs diámetros (0% expansor). Esfuerzo de Corte vs Diámetros (1.5% Expansor) 9 8 Diámetros (cm) 7 6 5 4 y = -0.0093x + 7.6098 2 R = 0.0648 3 Diámetro externo 2 Diámetro tabique y = -0.0106x + 7.2877 2 R = 0.0773 Lineal (Diámetro externo) 1 Lineal (Diámetro tabique) 0 0 20 40 60 80 100 120 2 Esfuerzo de corte (kg/cm ) Gráfica 10.24. Esfuerzo de corte vs diámetros (1.5% expansor). Esfuerzo de Corte vs Diámetros (3.0% Expansor) 9 8 Diámetros (cm) 7 6 5 4 y = -0.0093x + 7.6098 2 R = 0.0648 3 Diámetro externo 2 Diámetro tabique Lineal (Diámetro externo) 1 y = -0.0106x + 7.2877 2 R = 0.0773 Lineal (Diámetro tabique) 0 0 20 40 60 80 100 120 2 Esfuerzo de corte (kg/cm ) Gráfica 10.25. Esfuerzo de corte vs diámetros (3.0% expansor). Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. 123 Análisis de Resultados Esfuerzo de Corte vs Espesor del Tabique (0% Expansor) 2 Espesor del Tabique (cm) 2 1 1 1 1 y = -0.0026x + 1.4568 R 2 = 0.0759 1 0 0 0 0 20 40 60 80 100 120 2 Esfuerzo de corte (kg/cm ) Gráfica 10.26. Esfuerzo de corte vs espesor del tabique (0% expansor). Esfuerzo de Corte vs Espesor del Tabique (1.5% Expansor) Espesor del Tabique (cm) 2 1 1 1 1 y = -0.0024x + 1.3682 R 2 = 0.0568 1 0 0 0 0 20 40 60 80 100 120 2 Esfuerzo de corte (kg/cm ) Gráfica 10.27. Esfuerzo de corte vs espesor del tabique (1.5% expansor). Esfuerzo de Corte vs Espesor del Tabique (3.0% Expansor) Espesor del Tabique (cm) 7 6 5 y = -0.0356x + 4.1342 R 2 = 0.4943 4 3 2 1 0 0 20 40 60 80 100 120 2 Esfuerzo de corte (kg/cm ) Gráfica 10.28. Esfuerzo de corte vs espesor del tabique (3.0% expansor). 124 Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. Análisis de Resultados De las primeras tres gráficas (10.17, 10.18 y 10.19) se puede ver que entre más largo sea la longitud del cañuto, menor es el esfuerzo obtenido. Aunque la primera gráfica muestra lo contrario, la correlación entre los datos es bastante baja, por lo que se toma el valor de la otras dos gráficas que son la mayoría. Siguiendo con las otras tres gráficas (10.20, 10.21 y 10.22), se puede ver que a mayor espesor de la pared de la guadua, mayor es el esfuerzo resultante. Aunque no se tiene correlación, esta conclusión es más lógica, ya que si se tiene en cuenta el tipo de falla presentado, en donde se raja la guadua para darle paso al tabique, hace ver que con una pared más gruesa se necesita más fuerza para hacer que estas paredes fallen. Para los diámetros interno y externo (gráficas 10.23 a 10.25), se puede ver que el tamaño influye de tal manera que al aumentar el diámetro se reduce el esfuerzo Aunque al aumentar el diámetro del tabique se tenga un área de corte mayor, la carga que soporta es menor por lo que muestran las gráficas, con un coeficiente de correlación también muy bajo. Por último en las gráficas 10.26 a 10.28 se ve también que al aumentar el área de corte se disminuye la capacidad de carga. El espesor del tabique a medida que es mayor, disminuye el esfuerzo de corte. En los resultados de los tres tipos de ensayos con los tres porcentajes de expansor se obtuvo la misma relación entre los datos, aunque no se presenta una correlación. La variación de estos espesores, como la variación de los diámetros de los tabiques se puede ver en fotos en el anexo H. Para medir estadísticamente los datos de los ensayos presentados en el capítulo anterior, se presenta en la siguiente tabla el resumen de estos datos. Medida estadística 2 Mediana (Kg/cm ) Promedio (Kg/cm2) Máximo (Kg/cm2) Mínimo (Kg/cm2) Desv est (Kg/cm2) 0% expansor 1.5% expansor 3.0% expansor 54.4 58.2 112.5 24.6 24.2 81.3 78.1 110.9 45.0 19.7 75.7 75.7 108.9 11.0 20.7 Tabla 10.3. Estadísticas de los datos de los ensayos. 10.4 Análisis de costos de las uniones a tracción estudiadas Con el fin de hacer una comparación entre las uniones tratadas en el capítulo 4 y la unión propuesta, se hará un análisis de costos contra la resistencia obtenida. Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. 125 Análisis de Resultados Con el fin de utilizar las mismas cantidades planteadas por Sandra Clavijo y David Trujillo, se usa una guadua de 11 cm de diámetro, 1 cm de espesor y una separación entre nudos de 30 cm. Para estas dimensiones se tiene un volumen de 0.00236 m3. A continuación se muestra la lista de precios utilizados, las cantidades y los costos totales para cada unión. Los aditivos utilizados vienen dados en pesos específicos. Los precios para estas presentaciones son: Aditivo Sikament NS Intraplast Z Presentación Tambor x 230 Kg Bolsa x 30 Kg Valor $1´104.000,00 $57.000,00 Valor + IVA $1´280.640,00 $66.120,00 Valor por Kg $5.568,00 $2.204,00 Tabla 10.4. Costo de los aditivos por Kilogramo. Los precios por unidad de medida se ven en la siguiente tala. Precios Unitarios Actuales Item Unidad Precio Untario Cemento bulto 21500 Cemento Kg 430 Arena de río m3 50000 Varilla roscada de 1/2" ml 5900 Varilla lisa 1/4" ml 1920 Varilla roscada de 5/8" ml 7700 Puntilla 1" x 1/8" u 10 Lámina cold-rolled calibre 22 m2 10800 Tornillo 1/4" longitud 1" u 90 Intraplast Z Kg 2204 Sikament NS Kg 5568 Varilla corrugada 5/8" ml 1995 Varilla corrugada 3/4" ml 2978 Ceniza Volante Kg 200 Tabla 10.5. Precios por unidad de medida de los materiales. Teniendo en cuenta que para la arena la densidad es 2400 Kg/m3, para la ceniza se utiliza un reemplazo del 10%, para el superplastificante se adiciona 1.5% del contenido de cemento y para el expansor 3.0%, las cantidades necesarias para la unión propuesta según el diseño de la mezcla son: Cantidad (Kg/m3) Peso (Kg) Material Cemento 690 1.463 Ceniza 0.163 Arena 1050.7 2.476 Superplastificante 10.4 0.025 Expansor 20.7 0.049 Volumen (m 3 ) 0.001032 Tabla 10.6. Cantidad de materiales para la unión propuesta. 126 Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. Análisis de Resultados En el siguiente grupo de tablas se presenta el costo por unión evaluada utilizando los materiales ya descritos. Estas tablas se agruparán en una sola tabla para efectos de numeración y se numerará como tabla 10.7. Unión realizada por Jenny Garzón Unidad Cantidad Precio Untario Kg 1.353 430 m3 0.002 50000 ml 0.15 5900 TOTAL Valor 582 100 885 1567 Unión realizada por César Peña y Hugo Rodriguez Elemento Unidad Cantidad Precio Untario Corte y perforación u 2 400 Conector (arandela) m2 0.0036 10800 Puntilla 1"x1/8" u 16 10 Varilla roscada de 1/2" m 0.15 5900 TOTAL Valor 800 39 160 885 1884 Unión con mortero (Sandra Clavijo y David Trujillo) Elemento Unidad Cantidad Precio Untario Cemento Kg 1.353 430 Arena m3 0.002 50000 Varilla lisa 1/4" ml 0.8 1920 Varilla roscada 5/8" ml 0.15 7700 TOTAL Valor 581.79 100 1536 1155 3373 Unión con lámina (Sandra Clavijo y David Trujillo) Elemento Unidad Cantidad Precio Untario Lámina cold-rolled calibre 22 m2 0.06 10800 Tornillo 1/4" longitud 1" u 12 90 Varilla roscada 5/8" ml 0.15 7700 TOTAL Valor 648 1080 1155 2883 Unión con mortero y varilla. 3.0% de aditivo expansor Elemento Unidad Cantidad Precio Untario Cemento Kg 1.463 430 Ceniza Kg 0.163 200 Arena m3 0.001 50000 Varilla 5/8" ml 0.700 1995 Aditivo superplastificante (1.5%) Kg 0.025 5568 Aditivo expansor (3.0%) Kg 0.049 2204 TOTAL Valor 629 33 52 1397 136 107 2354 Unión con mortero y varilla. 3.0% de aditivo expansor Elemento Unidad Cantidad Precio Untario Cemento Kg 1.463 430 Ceniza Kg 0.163 200 Arena m3 0.001 50000 Varilla 3/4" ml 0.700 2978 Aditivo superplastificante (1.5%) Kg 0.025 5568 Aditivo expansor (3.0%) Kg 0.049 2204 TOTAL Valor 629 33 52 2085 136 107 3042 Elemento Cemento Arena Varilla roscada de 1/2" Tabla 10.7. Costo total de cada unión evaluada. Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. 127 Análisis de Resultados De la tabla anterior se puede sacar la unión propuesta con varilla de ¾”, ya que es más costosa e innecesaria como se demostró. Una relación costo/carga se puede observar en la siguiente tabla. Tipo de Unión Varilla roscada de ½” y mortero en el entrenudo (Unión de Jenny Garzón) Conectores de Lámina Negra calibre 18, 8 puntillas de 1”x1/8” y varilla roscada de ½” (Unión de César Peña y Hugo Rodríguez) Mortero 1:3 en el entrenudo, varilla lisa de ¼” y varilla roscada de 5/8” (Unión de Sandra Clavijo y David Trujillo) Lámina cold-rolled calibre 22, 12 tornillos de ¼”, varilla roscada de 5/8” (Unión de Sandra Clavijo y David Trujillo) Unión con mortero y varilla de 5/8” con aditivo expansor (3%), superplastificante (1.5%) y ceniza volante (10%). Concepto Carga Costo ($ / Kg) Carga Costo ($ / Kg) Carga Costo ($ / Kg) Carga Costo ($ / Kg) Carga Costo ($ / Kg) Valores 2150 1567 0.729 4321 1884 0.436 7121 3373 0.474 9084 2883 0.317 1768 2354 1.33 Tabla 10.8. Relación costo/carga de las uniones evaluadas. En la tabla se pueden ver que la unión con mejor relación costo/carga es la propuesta por Sandra Clavijo y David Trujillo con lámina cold-rolled. Esta unión es también la que mayor carga resiste. La unión propuesta es más barata que la unión con lámina, pero presenta una relación costo/carga muy elevado con respecto a las demás debido a su carga tan baja. Teniendo en cuenta otro aspecto muy importante que es la facilidad de construcción, la unión propuesta se presenta con un grado de complejidad bastante alto en comparación a las demás uniones que no llevan mortero, debido a la perforación y al llenado de los cañutos. Las uniones con mortero presentan otro problema que es el peso debido a que aumenta en casi seis veces con la inyección del mortero y la varilla. 128 Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. Conclusiones y Recomendaciones 11. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES Las mezclas de mortero de relleno para los cañutos de guadua pueden llegar a ser lo suficientemente fluidas y lo suficientemente resistentes para poder ser inyectadas con facilidad y poder tener resistencias altas para evitar el agrietamiento producido por la expulsión de la varilla. Las propiedades plastificantes del aditivo expansor no influyen en gran manera en la fluidez de la mezcla, como si lo hacen el aditivo superplastificante y la ceniza. El uso de ceniza volante como reemplazo de cemento hace que sea menos costosa la mezcla pero reduce la fluidez, teniendo que usar una cantidad de agua mayor haciendo que la resistencia sea menor. El reemplazo de 10% de ceniza (que fue el utilizado), reduce en un 12% la resistencia original de un mortero sin ceniza. El costo tan bajo de la ceniza con respecto al cemento pueden hacer de ésta, una buena opción sacrificando en un baja proporción la resistencia y favoreciendo sobretodo el medio ambiente al utilizar productos que antes eran deshechos de la generación de energía por medio del carbón. La acción del aditivo expansor hace que efectivamente se produzca un aumento del volumen de hasta un 9%, pero para efectos de esta investigación no resultó viable, porque aunque hace que el esfuerzo resistente aumente en aproximadamente hasta un 30%, la adherencia entre el mortero y la guadua no llega a ser la suficiente como para que sea mucho mayor, como se esperaba. Para hacer una mezcla de concreto o mortero con aditivos no se recomienda usarlos al porcentaje máximo, ya que pueden causar problemas como los que se presentaron esta investigación, en especial del aditivo superplastificante. Para estas mezclas de mortero se pueden utilizar porcentajes más bajos de aditivo superplastificante, haciendo que se use más agua para obtener la misma fluidez, ya que se pueden obtener resistencias un poco más bajas sin que afecte la unión. Este porcentaje recomendado de adición es cercano al 1% del contenido de cemento asegurando que no haya muchos cambios en la resistencia, gracias a la experiencia obtenida en las mezclas de prueba realizadas. Se recomienda realizar más investigaciones sobre las mezclas de concreto y mortero con aditivos, usándolos en porcentajes mayores o cercanos al máximo recomendado y con diferentes tipos de Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero 129 Conclusiones y Recomendaciones cementos, ya que para haber podido estabilizar las propiedades de las mezclas de relleno, fue necesario cambiar a una marca recomendada por el fabricante, debido a sus experiencias hechas en los laboratorios, y cambiar también el porcentaje de aditivo superplastificante. Para las uniones a tracción en guadua rellenas con mortero no es necesario dejar fraguar hasta los 28 días, ya que no hay mucha diferencia entre la resistencia obtenida a 21 días o incluso a los 14 días, siendo que estas mezclas no se curan por lo que están dentro de los cañutos de la guadua. Para el relleno de estos cañutos, se probó satisfactoriamente el método de inyección de mortero por medio de jeringa con tubos de PVC. La efectividad con respecto a cualquier otro método a bajo precio es mucho mayor ya que se pueden rellenar fácilmente los cañutos en un tiempo moderadamente pequeño. También se comprueba la efectividad viendo la compacidad del mortero dentro de la guadua, haciendo que el mortero quede completamente repartido por todo el espacio interior del cañuto de guadua. Con este sistema también se comprobó que es posible el uso de huecos menores de 1” de diámetro para la inyección del motero. Si se quiere usar este tipo de unión propuesta, la fluidez requerida se podrá obtener usando aditivo superplastificante en 1% del peso del cemento y un diseño de mezcla tal que garantice un contenido de cemento alto, con relaciones A/C entre 0.4 y 0.5 (posibles con el uso del aditivo superplastificante), una relación cemento:arena de 1:2 o menor (verificada en el diseño) y un porcentaje de ceniza en reemplazo del cemento máximo del 10% para bajar costos en la fabricación de la unión y evitar o bajar problemas de segregación. El porcentaje de aditivo expansor se puede usar entre un 2% y un 3% (debido a que no hubo mucha diferencia entre los resultados de esfuerzos obtenidos para las probetas ensayadas con diferente porcentaje de aditivo expansor). También se puede utilizar varilla Nº4, al menos que se varíe alguna de las características de la unión. El valor de diseño para esta unión con mortero, varilla y aditivo expansor (3%), teniendo en cuenta un factor de seguridad de 3.0 (para maderas) es de 590 Kg. El esfuerzo de corte para el tabique, teniendo en cuenta que también influyen las paredes de la guadua al fallarlas a tracción, de acuerdo con el límite de exclusión del 5%, es de 51.3 Kg/cm2. La resistencia a tracción de la unión propuesta depende de muchos factores, consecuencia de las propiedades físicas de la guadua y a su gran variabilidad. Debido a estas propiedades (humedad, longitud entrenudos, diámetro externo, espesor de la pared y diámetro del tabique) es difícil hallar un resultado satisfactorio de diseño para la unión. De todas maneras, a los análisis hechos de los 130 Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. Conclusiones y Recomendaciones resultados obtenidos, se les puede dar una buena credibilidad debido a que en los tres tipos de ensayos, los datos mostraron las mismas tendencias. La unión presentada en esta investigación es visiblemente más deficiente, respecto a otras estudiadas, en todos los aspectos. En primer lugar se tiene el hecho de que la unión con aditivo expansor no presenta mayores aumentos de resistencia. El aumento en el costo, sitien no es muy alto, no se justifica si se requieren cargas de diseño muy altas. El peso de una estructura en guadua con este tipo de unión puede llegar a ser muy alto con comparación a otro tipo de uniones a tracción. Adicionalmente para su ejecución se requiere más trabajo y mano de obra especializada. Estas razones son de gran importancia a la hora de escoger una unión a tracción en guadua. Por todo lo anterior, la unión con mortero de relleno inyectado dentro de la guadua y varilla para la aplicación de la carga (o unión con otro elemento) no es muy viable al menos que se le hagan algunos cambios. Dentro de estos cambios se puede mencionar el uso de abrazaderas para zunchar la guadua en los nudos, las cuales resistan una carga mayor a las obtenidas en este estudio, con el defecto que provocan el problema de hacer la unión todavía más pesada. También se podría utilizar esta unión con pasadores, los cuales hagan que trabajen las paredes de la guadua que por lo visto en las investigaciones anteriores, poseen más resistencia a fuerzas de tracción cuando no se encuentran ubicadas al extremo de aplicación de la carga. El esfuerzo a corte del tabique combinado con otro esfuerzo proporcionado por las paredes de la guadua podría dar buenos resultados. Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. 131 Bibliografía 12. BIBLIOGRAFÍA AIS. ASOCIACIÓN COLOMBIANA DE INGENIERIA SÍSMICA. NSR-98. Normas Colombianas de Diseño y Construcción Sismo Resistente. Tomo II. Bogotá, 2002. AIS. ASOCIACIÓN COLOMBIANA DE INGENIERIA SÍSMICA. Manual de Construcción Sismo Resistente de viviendas en Bahareque encementado, 2001. Publicación con el auspicio de la Fundación Corona. CLAVIJO ORTIZ, Sandra Cecilia y TRUJILLO CHEATLE, David Jorge. Evaluación de Uniones a Tracción en Guadua. 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Especial de Ingeniería Civil. No. 38 (diciembre 1997). Universidad Nacional de Colombia. Facultad de Ingeniería. Santafé de Bogotá; p. 14-20. 134 Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. Anexos ANEXOS Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero 135 Anexo A: Características Físicas de las Probetas ANEXO A: CARACTERÍSTICAS FÍSICAS DE LAS PROBETAS Nomenclatura: Cada fila corresponde a un cañuto. Cada 2 filas corresponde a un pedazo. Cada 4 filas corresponde a una probeta. Columna 1: Numeración de la probeta. Columna 2: Longitud Cañuto. Columna 3: Esp (cm). Espesor de la pared del cañuto. Columna 4: φext (cm). Diámetro externo del cañuto medido en el nudo. Columna 5: φint (cm). Diámetro interno del cañuto medido en el nudo. Columna 6: Volumen (cm3). Volumen aproximado del cañuto, utilizado en el cálculo de cada mezcla de relleno. Columna 7: Varilla utilizada (3/4” o 5/8”). Columna 8: Long Varilla (cm). Longitud de la varilla utilizada. 136 Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. Anexo A: Características Físicas de las Probetas E o l E E o l E E o l E E o l E E o l E E o l E R E o E o l E E o l E E o l E E o l E E o l E E o l E E o l E 1 1 1 1 2 2 2 2 3 3 3 3 4 4 4 4 5 5 5 5 6 6 6 6 3 3 7 7 8 8 8 8 9 9 9 9 11 11 11 11 12 12 12 12 13 13 13 13 14 14 14 14 18 18 18 18 Longitud Cañuto (cm) 22.9 22.8 21.3 21.7 17.1 17.1 15.9 16 20.4 20.1 22.2 23.0 30.9 30 28.2 27 25.3 26.2 28.5 29.7 22.5 24 25.5 26 30.5 29.4 32.7 31 32.8 33.3 34 34.2 29.2 28.1 27.5 26.4 24.4 23.4 22.3 21 22.7 22.1 22.1 20 24.3 25.5 27.6 29 32.0 30.2 28.7 28.7 24.2 23.6 25.0 25.2 Esp (cm) φ ext (cm) 1.4 1.6 1.3 1.4 1.7 1.8 1.8 1.9 1.6 1.6 1.6 1.8 1.6 1.9 1.5 1.7 1.7 1.7 1.6 1.5 2.0 2.1 1.9 1.9 1.5 1.6 1.8 1.5 1.6 1.4 1.8 1.3 1.0 1.5 1.3 1.5 1.8 1.5 2.0 1.9 1.5 1.5 1.6 1.5 1.8 1.6 1.6 1.6 1.9 2.0 1.4 1.7 1.3 1.5 1.5 1.2 7.1 6.9 7.4 7.3 7.8 8.0 7.7 7.8 8.0 7.9 8.5 8.3 7.5 6.8 7.6 7.0 7.7 8.0 8.2 7.9 6.5 6.5 6.9 7.3 6.9 6.9 6.8 7.5 7.1 7.2 6.5 7.2 8.1 7.5 7.9 7.7 7.6 7.6 7.3 6.9 6.8 6.6 6.4 6.6 5.5 6.5 6.5 6.6 7.0 6.7 6.9 6.5 7.0 6.9 6.5 6.6 φ int(cm) 4.2 3.8 4.7 4.3 4.5 4.6 4.0 4.1 4.7 4.6 5.2 4.8 4.2 3.1 4.5 3.7 4.2 4.4 4.8 4.7 2.5 2.2 2.9 3.3 3.7 3.5 3.0 4.3 3.7 4.3 2.9 4.5 6.2 4.6 5.2 4.7 4.1 4.5 3.4 3.2 3.7 3.4 3.6 3.4 2.2 3.4 3.5 3.2 3.1 2.9 4.0 3.1 4.2 3.7 3.3 4.1 Volumen (m3 ) 9.067E-04 8.526E-04 9.161E-04 9.082E-04 8.171E-04 8.595E-04 7.404E-04 7.645E-04 1.025E-03 9.852E-04 1.260E-03 1.244E-03 1.365E-03 1.090E-03 1.279E-03 1.039E-03 1.178E-03 1.317E-03 1.505E-03 1.456E-03 7.466E-04 7.964E-04 9.535E-04 1.088E-03 1.14E-03 1.10E-03 1.188E-03 1.370E-03 1.299E-03 1.356E-03 1.128E-03 1.392E-03 1.505E-03 1.241E-03 1.348E-03 1.229E-03 1.107E-03 1.062E-03 9.333E-04 7.852E-04 8.244E-04 7.561E-04 7.110E-04 6.842E-04 5.773E-04 8.462E-04 9.159E-04 9.921E-04 1.232E-03 1.065E-03 1.073E-03 9.524E-04 9.313E-04 8.825E-04 8.296E-04 8.621E-04 Long Varilla (cm) 3/4" 5/8" 5/8" 3/4" 5/8" 5/8" 5/8" 5/8" 3/4" 5/8" 5/8" 3/4" 5/8" 3/4" 3/4" 5/8" 5/8" 5/8" 5/8" 5/8" 3/4" 5/8" 5/8" 5/8" 5/8" 3/4" 3/4" 5/8" 5/8" 5/8" 5/8" 5/8" 5/8" 5/8" 5/8" 5/8" 3/4" 5/8" 5/8" 3/4" 3/4" 5/8" 5/8" 3/4" 3/4" 5/8" 5/8" 5/8" 5/8" 3/4" 3/4" 5/8" 3/4" 5/8" 5/8" 5/8" 62.9 46.1 61.7 57.1 35.0 56.0 60.4 44.3 63.0 70.9 60.2 67.0 65.3 56.7 69.7 62.5 51.5 66.0 70.5 64.1 71.0 72.8 69.3 74.2 69.2 57.6 66.4 64.4 47.7 61.0 62.7 46.2 60.0 64.3 55.1 69.0 72.0 60.9 68.7 64.2 50.6 65.2 Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. 137 Anexo A: Características Físicas de las Probetas E 19 o 19 l 19 E 19 E 20 o 20 l 20 E 20 E 21 o 21 l 21 E 21 l 55 E 55 l 22 E 22 E 23 o 23 l 23 E 23 R4 -4 E 24 o 24 E 25 o 25 l 25 E 25 E 26 o 26 l 26 E 26 E 27 o 27 l 27 E 27 l 28 E 28 l 42 E 42 E 29 o 29 l 29 E 29 E 30 o 30 l 30 E 30 E 31 o 31 l 31 E 31 E 32 o 32 l 32 E 32 138 Longitud Cañuto (cm) Esp (cm) φ ext(cm) φ int(cm) Volumen (m3) 27.5 26.5 25.0 23.7 40.0 37.0 33.5 32.0 27.0 26.5 28.0 29.0 23.4 22.7 25.5 23.5 19.1 21.1 23.6 24.1 19.5 20.0 19.5 18.5 22.5 22.5 22.1 18.9 23.5 22.7 21.2 20.8 19.3 21.4 23.7 25 16 14.5 16 16.9 22.8 21.6 21.8 19.8 20.9 21.7 21.0 20.3 22.2 21.8 20 18.9 28.5 30.1 34.8 34.0 1.7 1.8 1.6 1.5 1.5 1.5 1.5 2.0 1.5 1.2 1.1 1.6 1.6 1.0 1.4 1.4 1.7 1.7 1.9 1.7 2.0 1.5 2.0 2.0 1.4 1.7 1.6 1.8 1.3 1.6 1.5 1.4 2.3 2.0 1.8 1.7 1.7 2.0 1.5 1.6 1.3 1.3 1.2 1.7 1.7 1.5 1.6 1.2 1.3 1.9 1.5 1.3 1.4 1.5 1.4 1.2 6.3 6.4 6.0 6.0 7.0 7.0 7.0 6.4 8.2 8.1 8.0 8.0 5.8 6.4 6.4 6.8 5.5 6.4 6.8 6.8 6.5 7.0 7.0 7.0 8.5 8.6 8.3 7.6 6.1 5.6 5.9 5.5 5.6 6.5 7.0 7.2 6.8 6.0 6.3 6.5 7.4 7.2 7.1 6.4 7.2 7.9 7.8 8.0 8.8 8.0 8.8 8.5 7.0 7.2 7.0 7.0 2.5 2.6 2.7 3.2 4.1 4.2 4.3 2.5 5.3 5.8 5.9 4.5 2.9 4.6 3.4 4.2 2.3 3.3 3.4 3.3 2.7 3.8 2.9 3.3 5.8 5.3 5.4 4.4 3.8 2.7 3.3 2.9 1.9 2.2 3.2 3.4 3.9 2.2 3.1 3.0 4.4 4.4 4.5 2.8 3.5 4.6 4.5 5.3 6.0 4.1 5.7 5.6 3.9 3.8 4.0 4.3 8.572E-04 8.525E-04 7.069E-04 6.701E-04 1.539E-03 1.424E-03 1.289E-03 1.029E-03 1.426E-03 1.366E-03 1.407E-03 1.458E-03 6.182E-04 7.303E-04 8.203E-04 8.534E-04 4.538E-04 6.788E-04 8.571E-04 8.752E-04 6.47E-04 7.70E-04 7.504E-04 7.120E-04 1.277E-03 1.307E-03 1.196E-03 8.574E-04 6.868E-04 5.591E-04 5.796E-04 4.942E-04 4.754E-04 7.101E-04 9.121E-04 1.018E-03 5.811E-04 4.100E-04 4.988E-04 5.608E-04 9.806E-04 8.794E-04 8.631E-04 6.370E-04 8.509E-04 1.064E-03 1.003E-03 1.020E-03 1.350E-03 1.096E-03 1.216E-03 1.072E-03 1.097E-03 1.226E-03 1.339E-03 1.308E-03 Long Varilla (cm) 5/8" 5/8" 5/8" 3/4" 5/8" 5/8" 5/8" 5/8" 5/8" 5/8" 5/8" 5/8" 3/4" 5/8" 5/8" 3/4" 3/4" 5/8" 5/8" 3/4" 3/4" 5/8" 5/8" 5/8" 3/4" 5/8" 5/8" 5/8" 3/4" 5/8" 5/8" 3/4" 3/4" 5/8" 5/8" 5/8" 5/8" 5/8" 5/8" 5/8" 3/4" 5/8" 5/8" 3/4" 3/4" 5/8" 5/8" 3/4" 3/4" 5/8" 5/8" 5/8" 5/8" 5/8" 5/8" 5/8" 67.5 53.5 63.7 80.0 72.5 72.0 67.0 56.5 69.0 63.4 50.2 63.5 59.1 46.7 64.1 59.5 41.5 58.5 62.5 46.6 58.9 63.5 45.9 60.8 59.3 47.1 65.0 56.0 32.5 56.9 62.8 45.4 59.8 60.9 44.7 60.3 62.2 43.8 58.9 68.5 66.9 74.0 Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. Anexo A: Características Físicas de las Probetas E 33 o 33 l 33 E 33 E 34 o 34 l 34 E 34 E 35 o 35 l 35 E 35 E 36 o 36 l 36 E 36 E 37 o 37 l 37 E 37 E 39 o 39 l 39 E 39 E 43 o 43 l 43 E 43 E 44 o 44 l 44 E 44 E 45 o 45 l 45 E 45 R2 -2 l 46 E 46 E 49 o 49 l 49 E 49 E 50 o 50 l 50 E 50 E 51 o 51 l 51 E 51 E 52 o 52 l 52 E 52 Longitud Cañuto (cm) Esp (cm) φ ext(cm) φ int(cm) Volumen (m3) 24.3 24.3 26.6 28.0 19.1 19.5 21.5 21.5 27.6 26.5 25.5 25 23.5 24.6 26.2 28.0 34.4 32.9 32.7 34.0 25 25.2 24.1 22.7 19.3 18.1 17.9 15.1 20.8 19.8 18.4 17 16.5 17.0 16.3 16.5 21.5 20.0 19.0 19.2 19.5 19.5 18.7 17.7 16.0 16.5 16.0 15.7 14.8 16.3 18.3 18.5 19.5 20.0 21.0 21.1 1.5 1.3 1.6 1.2 2.2 1.5 2.0 1.5 1.0 1.5 1.3 1.2 1.5 1.1 1.5 1.1 1.5 1.3 1.7 1.3 1.4 1.3 1.4 1.3 1.8 1.6 1.7 2.0 1.6 1.8 1.9 1.6 1.2 0.9 1.3 1.5 2.0 1.6 1.7 1.4 1.5 1.4 1.5 1.6 1.5 1.9 1.3 1.5 1.5 1.6 1.5 1.3 1.5 1.1 1.1 1.3 7.1 7.1 7.0 7.4 7.2 8.0 7.6 8.0 9.3 8.1 8.8 8.9 7.0 7.3 6.9 7.2 7.0 6.9 5.9 6.5 9.1 8.9 9.2 9.0 7.9 8.0 7.5 6.7 6.9 6.8 6.8 7.0 6.0 6.0 5.8 5.8 5.8 5.4 5.0 5.5 7.3 6.9 7.1 6.4 5.8 5.5 5.9 5.3 5.3 5.0 5.2 5.5 5.6 5.9 5.8 6.1 3.8 4.1 3.4 4.8 2.7 4.6 3.2 4.4 7.5 5.2 6.1 6.4 3.8 4.7 3.6 4.7 3.8 4.0 2.2 3.7 6.0 6.1 6.2 6.5 4.3 4.7 4.0 2.7 3.4 3.1 2.8 3.5 3.3 4.0 3.3 2.7 1.9 2.2 1.7 2.8 4.4 4.2 4.3 3.3 2.7 2.1 3.2 2.1 2.4 1.8 2.3 2.4 2.3 3.6 3.4 3.5 9.621E-04 9.621E-04 1.024E-03 1.204E-03 7.777E-04 9.802E-04 9.753E-04 1.081E-03 1.875E-03 1.366E-03 1.551E-03 1.555E-03 9.044E-04 1.030E-03 9.797E-04 1.140E-03 1.324E-03 1.230E-03 8.940E-04 1.128E-03 1.626E-03 1.568E-03 1.602E-03 1.444E-03 9.460E-04 9.098E-04 7.908E-04 5.324E-04 7.778E-04 7.191E-04 6.682E-04 6.542E-04 4.665E-04 4.807E-04 4.307E-04 4.359E-04 5.68E-04 4.58E-04 3.731E-04 4.562E-04 8.162E-04 7.292E-04 7.404E-04 5.694E-04 4.227E-04 3.920E-04 4.374E-04 3.464E-04 3.265E-04 3.200E-04 3.886E-04 4.395E-04 4.803E-04 5.468E-04 5.548E-04 6.166E-04 Long Varilla (cm) 3/4" 5/8" 5/8" 5/8" 3/4" 5/8" 5/8" 3/4" 5/8" 5/8" 5/8" 5/8" 3/4" 5/8" 5/8" 5/8" 5/8" 5/8" 5/8" 5/8" 5/8" 5/8" 5/8" 3/4" 3/4" 5/8" 5/8" 5/8" 3/4" 5/8" 5/8" 5/8" 5/8" 5/8" 5/8" 5/8" 3/4" 5/8" 5/8" 3/4" 3/4" 5/8" 5/8" 5/8" 5/8" 5/8" 5/8" 5/8" 5/8" 5/8" 5/8" 5/8" 3/4" 5/8" 5/8" 3/4" 64.3 52.9 68.0 59.1 43.0 61.5 67.6 54.0 65.0 63.5 52.8 68.0 74.4 67.6 74.0 65.0 51.3 62.7 59.3 38.0 55.1 60.8 40.2 57.0 56.5 35.3 56.5 61.5 41.0 59.2 59.5 40.2 57.7 56.0 34.5 55.7 54.8 36.6 58.5 59.5 43.0 61.1 Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. 139 Anexo A: Características Físicas de las Probetas E 53 o 53 l 53 E 53 E 56 o 56 l 56 E 56 E 57 o 57 l 57 E 57 E 58 o 58 l 58 E 58 E 59 o 59 l 59 E 59 l 60 E 60 l 64 E 64 E 61 o 61 l 61 E 61 E 62 o 62 l 62 E 62 E 63 o 63 l 63 E 63 E 65 o 65 l 65 E 65 E 66 o 66 l 66 E 66 E 67 o 67 l 67 E 67 E 68 o 68 l 68 E 68 E 69 o 69 l 69 E 69 140 Longitud Cañuto (cm) Esp (cm) φ ext(cm) φ int(cm) Volumen (m3) 19.5 21.1 22.5 22.0 22.1 22.3 20.2 18.1 19.7 20.4 20.2 20.6 22.0 22.4 22.1 22.1 16.7 16.9 18.9 19.5 21.6 21.5 23.6 23.7 17.2 18.3 20.1 20.8 27.5 26.5 24.1 22.8 22.1 20.9 20.3 21.3 25.4 24.8 23.1 22.6 19.2 20.5 21.4 21.3 19.0 20.0 24.0 20.0 16.8 17.6 18.1 18.0 17.4 19.0 19.8 20.3 1.0 1.1 1.1 1.2 1.2 1.4 1.4 1.5 1.4 1.7 1.4 1.5 1.6 1.6 1.5 1.5 1.6 1.5 1.5 1.5 1.4 1.3 1.1 1.1 1.6 1.6 1.6 1.3 1.2 1.4 1.1 1.5 1.5 1.3 1.4 1.3 1.5 1.2 1.3 1.4 1.6 1.7 1.4 1.5 1.1 1.2 1.2 1.3 1.7 1.6 1.5 1.6 1.6 1.5 1.1 1.2 5.1 5.5 5.1 5.1 6.0 5.9 5.8 5.7 5.6 5.4 5.5 5.5 5.5 5.8 6.0 5.9 5.7 5.7 5.7 5.9 6.2 5.9 5.6 5.6 5.2 5.6 5.6 6.1 6.7 6.4 6.7 6.3 6.0 6.0 5.6 5.8 6.1 6.2 6.1 5.9 5.2 5.4 5.7 5.9 6.7 6.7 6.6 6.6 5.8 6.1 6.2 6.3 5.0 5.3 5.1 5.3 3.0 3.2 2.8 2.5 3.7 3.3 2.7 2.6 2.8 2.1 2.8 2.3 2.1 2.4 2.9 2.8 2.7 2.6 2.4 2.5 3.1 3.4 3.5 3.4 2.1 2.2 2.7 3.4 4.2 3.5 4.3 3.1 2.9 3.3 2.7 3.1 3.0 3.5 3.4 3.2 2.1 1.8 2.9 2.8 4.6 4.2 4.1 4.0 2.3 2.7 3.1 3.3 1.9 2.5 2.7 2.8 3.984E-04 5.013E-04 4.596E-04 4.494E-04 6.249E-04 6.097E-04 5.337E-04 4.619E-04 4.852E-04 4.672E-04 4.799E-04 4.894E-04 5.227E-04 5.918E-04 6.249E-04 6.042E-04 4.261E-04 4.312E-04 4.823E-04 5.331E-04 6.521E-04 5.878E-04 5.813E-04 5.837E-04 3.653E-04 4.507E-04 4.951E-04 6.079E-04 9.696E-04 8.525E-04 8.497E-04 7.107E-04 6.249E-04 5.909E-04 5.000E-04 5.628E-04 7.423E-04 7.487E-04 6.751E-04 6.179E-04 4.078E-04 4.695E-04 5.461E-04 5.823E-04 6.699E-04 7.051E-04 8.211E-04 6.842E-04 4.439E-04 5.144E-04 5.465E-04 5.611E-04 3.416E-04 4.192E-04 4.045E-04 4.479E-04 Long Varilla (cm) 3/4" 5/8" 5/8" 3/4" 3/4" 5/8" 5/8" 5/8" 3/4" 5/8" 5/8" 3/4" 3/4" 5/8" 5/8" 3/4" 5/8" 5/8" 5/8" 3/4" 3/4" 5/8" 5/8" 3/4" 5/8" 5/8" 5/8" 3/4" 5/8" 5/8" 5/8" 3/4" 3/4" 5/8" 5/8" 3/4" 05/8" 5/8" 5/8" 3/4" 3/4" 5/8" 5/8" 3/4" 3/4" 05/8" 05/8" 3/4" 5/8" 05/8" 05/8" 5/8" 5/8" 05/8" 05/8" 3/4" 59.5 45.6 62.0 62.1 44.5 58.1 59.7 42.6 60.6 62.0 46.5 62.1 56.7 37.8 59.5 61.6 47.1 63.7 57.2 40.4 60.8 67.5 52.6 62.8 62.1 43.2 61.3 65.4 49.9 62.6 59.2 43.9 61.3 59.0 46.0 60.0 56.8 37.7 58.0 57.4 40.8 60.3 Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. Anexo A: Características Físicas de las Probetas E 70 o 70 l 70 E 70 E 71 o 71 l 71 E 71 E 72 o 72 l 72 E 72 E 73 o 73 l 73 E 73 E 74 o 74 l 74 E 74 E 75 o 75 l 75 E 75 E 76 o 76 l 76 E 76 E 77 o 77 l 77 E 77 E 78 o 78 l 78 E 78 E 79 o 79 l 79 E 79 E 80 o 80 l 80 E 80 R1 -1 R5 -5 R7 -7 -8 R8 Longitud Cañuto (cm) Esp (cm) φ ext(cm) φ int(cm) Volumen (m3) 23.5 23.0 22.5 21.3 20.5 19.4 18.2 18.1 23.5 23.0 21.0 22.0 19.7 18.6 17.0 17.4 25.0 23.9 23.8 24.2 21.6 22.0 20.5 19.8 19.9 21.0 23.1 23.7 19.0 20.2 20.5 21.0 21.9 22.5 22.7 23.1 20.0 19.7 20.0 21.9 14.5 16.0 17.7 17.4 20.0 19.0 18.9 18.5 25.9 26.5 24.5 25.0 1.0 1.0 1.0 1.1 1.2 1.3 1.5 1.4 1.4 1.5 1.3 1.4 1.3 1.3 1.2 1.4 1.3 1.5 1.6 1.5 1.8 1.6 1.7 1.6 1.8 1.5 1.6 1.5 2.0 1.9 1.7 1.6 1.6 1.5 1.5 1.5 1.1 1.2 1.2 1.1 1.6 1.4 1.2 1.2 1.5 1.5 2.0 1.4 1.3 1.1 1.4 1.5 7.3 7.5 7.1 6.9 6.9 6.7 6.5 6.4 5.2 5.4 5.5 5.3 5.0 5.3 5.1 5.3 7.1 7.2 6.9 6.7 6.5 6.6 6.4 6.6 4.5 5.3 5.1 5.6 5.4 5.8 5.7 5.8 5.9 5.9 6.2 6.2 7.3 7.4 7.5 7.5 5.5 6.4 6.2 6.9 7.8 7.5 7.5 7.9 8.8 8.5 8.1 8.0 5.1 5.0 4.9 4.6 4.4 3.9 3.8 3.5 2.6 2.3 2.7 2.3 2.4 2.8 2.9 2.6 4.6 4.1 3.6 3.5 2.7 3.3 2.7 3.1 1.3 2.5 1.9 2.5 1.7 2.1 2.2 2.5 2.4 2.6 3.1 3.0 5.2 4.9 4.8 5.1 2.1 3.4 3.6 4.4 4.7 4.3 3.4 5.1 6.1 6.4 5.4 4.8 9.836E-04 1.016E-03 8.908E-04 7.965E-04 7.666E-04 6.840E-04 6.039E-04 5.823E-04 4.991E-04 5.268E-04 4.989E-04 4.854E-04 3.868E-04 4.104E-04 3.473E-04 3.839E-04 9.898E-04 9.731E-04 8.899E-04 8.532E-04 7.168E-04 7.527E-04 6.595E-04 6.774E-04 3.165E-04 4.633E-04 4.719E-04 5.837E-04 4.351E-04 5.337E-04 5.231E-04 5.548E-04 5.987E-04 6.151E-04 6.853E-04 6.974E-04 8.371E-04 8.473E-04 8.836E-04 9.675E-04 3.445E-04 5.147E-04 5.344E-04 6.506E-04 9.56E-04 8.39E-04 8.35E-04 9.07E-04 1.58E-03 1.50E-03 1.26E-03 1.26E-03 Long Varilla (cm) 3/4" 5/8" 5/8" 3/4" 3/4" 05/8" 05/8" 5/8" 3/4" 05/8" 05/8" 3/4" 3/4" 05/8" 05/8" 5/8" 05/8" 05/8" 05/8" 3/4" 3/4" 05/8" 05/8" 3/4" 3/4" 5/8" 5/8" 3/4" 3/4" 5/8" 5/8" 3/4" 3/4" 5/8" 5/8" 3/4" 3/4" 5/8" 5/8" 3/4" 5/8" 5/8" 5/8" 5/8" 3/4" 5/8" 5/8" 5/8" 5/8" 05/8" 05/8" 05/8" 63.5 47.5 61.3 60.5 39.6 58.1 63.5 46.0 62.0 59.7 37.6 57.4 65.0 49.7 64.2 61.6 44.5 59.8 59.9 46.1 63.7 59.0 42.7 61.0 61.9 47.2 63.1 60.0 41.7 61.9 54.5 35.7 57.4 60.0 39.9 58.5 65.9 53.0 65.0 Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. 141 Anexo B: Propiedades de los Materiales ANEXO B: PROPIEDADES DE LOS MATERIALES 142 Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero Anexo B: Propiedades de los Materiales HUMEDAD INICIAL DE LA GUADUA Para tomar la humedad se cortaron pedazos pequeños de 2.5 cm de ancho por 2.5 cm de alto aproximadamente como se ve en la siguiente foto. Pedazos de Guadua para la medición de humedad inicial. Para esto se introdujeron en un horno a 110ºC como se ve en la foto, para obtener los resultados presentados en la tabla de la siguiente página. Horno utilizado para medir la humedad. Pedazos de guadua dentro del horno. Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. 143 Anexo B: Propiedades de los Materiales E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 Peso húmedo (gr) 14.477 15.144 15.304 13.442 18.788 20.946 17.637 12.786 12.321 14.504 17.19 13.079 21.033 19.674 16.517 18.993 14.084 10.121 11.091 11.713 12.146 13.922 23.579 22.758 10.744 13.907 25.783 12.424 15.166 18.949 16.066 15.394 10.912 19.286 10.584 12.752 10.137 14.522 14.187 15.495 13.563 15.371 15.775 9.98 Peso seco (gr) 11.538 12.636 12.28 11.487 14.038 16.149 13.836 10.441 10.078 11.85 14.258 10.193 17.36 16.404 14.068 13.407 9.841 8.029 8.883 9.619 10.327 11.512 18.585 16.589 9.096 8.654 18.894 10.514 13.169 16.258 12.971 12.69 9.54 16.034 8.861 11.004 8.636 11.092 11.817 13.144 11.783 12.96 13.432 8.577 Humedad (%) 25.472 19.848 24.625 17.019 33.837 29.705 27.472 22.460 22.256 22.397 20.564 28.314 21.158 19.934 17.408 41.665 43.116 26.056 24.856 21.769 17.614 20.935 26.871 37.187 18.118 60.700 36.461 18.166 15.164 16.552 23.861 21.308 14.382 20.282 19.445 15.885 17.381 30.923 20.056 17.886 15.107 18.603 17.443 16.358 E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E R R R R R R R R 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 1 2 3 4 5 6 7 8 Peso húmedo (gr) 11.308 13.481 15.005 14.747 18.424 11.594 16.202 16.202 7.669 21.698 6.837 6.837 8.414 8.414 17.798 17.798 7.167 7.167 7.53 7.53 10.435 10.435 9.143 9.143 10.815 12.534 10.256 8.092 8.092 7.532 12.562 11.258 9.324 7.261 10.357 10.937 11.026 13.508 13.395 9.512 14.7 10.54 10.477 14.885 Peso seco (gr) 9.507 11.518 12.801 12.764 15.892 10.058 14.529 14.529 6.923 19.502 6.156 6.156 7.553 7.553 15.985 15.985 6.46 6.46 6.844 6.844 9.463 9.463 8.245 8.245 9.798 11.305 9.287 7.27 7.27 6.768 11.268 10.198 8.42 6.589 9.412 9.875 9.617 11.853 11.817 8.399 12.741 9.275 9.158 13.057 Humedad (%) 18.944 17.043 17.217 15.536 15.933 15.271 11.515 11.515 10.776 11.260 11.062 11.062 11.399 11.399 11.342 11.342 10.944 10.944 10.023 10.023 10.272 10.272 10.891 10.891 10.380 10.871 10.434 11.307 11.307 11.288 11.484 10.394 10.736 10.199 10.040 10.754 14.651 13.963 13.354 13.252 15.376 13.639 14.403 14.000 Resultados de Humedad inicial para el total de probetas. 144 Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. Anexo B: Propiedades de los Materiales FINURA DE LOS CEMENTOS UTILIZADOS En la parte superior de la siguiente gráfica se presentan los datos de calibración del aparato y en la parte inferior, los resultados de tres ensayos hechos y el promedio obtenido. Finura por medio del aparato de Blaine NTC 33 (1A) Ecuación para hallar el peso de la muestra : P = γ*V*(1-e) γ = densidad del cemento en gr/cm3 3 V = volumen de la capa de cemento, en cm e = porosidad de la capa de cemento (0.500+-0.005) Peso (gr) Superficie Específica (S) 1/2 1/2 S=K(T) /D(n) Ensayo 1 Ensayo 2 K = Constante del aparato 17.2 17.2 o Temperatura del ensayo ( C) 20 20 1/2 (n) = (según Tabla) 0.01344 0.01344 D = Densidad del cemento en gr/cm3 2.963 2.963 T = Tiempo en segundos 83.36 83.90 S = Superficie específica (cm2/gr) 3943.5 3956.3 2 Promedio (cm /gr) 3953.8 2.9630 1.7586 0.5000 2.605 Ensayo 3 17.2 20 0.01344 2.963 84.13 3961.7 Para el cemento Samper fue necesario hallar la finura fuera del laboratorio debido a la falta de calibración del aparato de Blaine, ya que se cambiaron los papeles de filtros. Este ensayo se hizo gracias a la colaboración del ingeniero Camilo Ríos de Concrelab Ltda. En este caso se reportó un valor de finura de 4724 cm2 /gr para el cemento Samper. Aparato Blaine utilizado para la medición de la finura de cemento. Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. 145 Anexo B: Propiedades de los Materiales PESO ESPECÍFICO DE LOS CEMENTOS UTILIZADOS Los resultados a continuación se obtuvieron usando el frasco de Le Chatelier. Peso Específico del cemento hidráulico NTC 221 (1A) Peso muestra (gr) Lectura (ml) Humedad Relativa Temperatura (o C) Densidad (gr/cm3) Medida 1 Inicial Final 64 64 0.6 22.2 56 58 19 19 2.963 Medida 2 Inicial Final 64 64 0.4 22 56 58 19 19 2.963 Peso Específico del cemento hidráulico NTC 221 (SAMPER) Peso muestra (gr) Lectura (ml) Humedad Relativa Temperatura (oC) Densidad (gr/cm3) Medida 1 Inicial Final 64 64 0.4 21.4 64 66 19 19 3.048 Medida 2 Inicial Final 64 64 0.5 21.5 64 65 19 19 3.048 Frascos de Le Chatelier usados para hallar la densidad de los cementos. 146 Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. Anexo B: Propiedades de los Materiales GRANULOMETRÍA DE LA ARENA Requisitos para agregados (NTC 2240) Porcentaje que Pasa Tamiz Icontec No 4 4.76 mm No 8 2.36 mm No 16 1.19 mm No 30 0.6 mm No 50 0.3 mm No 100 0.15 mm No 200 0.075 mm Módulo de Finura Arena Natural 100 100 95 100 70 100 40 75 10 35 2 15 0 0 2.83 1.75 Granulometría 1 Pesos (gr) Material P LST200+Platón Platón1 P(LST200) Pasa 200 Platón2 Tamiz No 4 8 16 30 50 100 Fondo Σ 1000 1010 112.5 897.5 102.5 37.7 ret+platón2 (gr) 0 140.6 263.9 241.6 204.7 170.4 103.8 gr gr gr gr gr gr Porcentaje de error: -0.14% Porcentaje de finos: 10.25 % Módulo de Finura: 2.78 Peso ret (gr) 0 102.9 226.2 203.9 167 132.7 66.1 898.8 % ret 0 11 25 23 19 15 7 100 %ret acum 0 11 37 59 78 93 100 % pasa 100 89 63 41 22 7 0 Granulometría 2 Pesos (gr) Material P LST200+Platón Platón1 P(LST200) Pasa 200 Platón2 Tamiz No 4 8 16 30 50 100 Fondo Σ 1000 1208.4 300.7 907.7 92.3 63.5 ret+platón2 (gr) 0 164.7 287.9 269.8 230.2 193 140.7 gr gr gr gr gr gr Porcentaje de error: 0.26% Porcentaje de finos: 9.23 % Módulo de Finura: 2.75 Peso ret (gr) 0 101.2 224.4 206.3 166.7 129.5 77.2 905.3 % ret 0 11 25 23 18 14 9 100 %ret acum 0 11 36 59 77 91 100 % pasa 100 89 64 41 23 9 0 Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. 147 Anexo B: Propiedades de los Materiales Tamizadota mecánica con la serie de tamices normalizados. Balanza con precisión de 0.1 gr con la que se efectuaron los pesos. 148 Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. Anexo B: Propiedades de los Materiales PESO ESPECÍFICO Y ABSORCIÓN DE LA ARENA Peso específico y absorción de la arena NTC 237 Resultados Pesos Volumen probeta Probeta (V) Material Agua+Material+Probeta Agua añadida (Ga) Material seco + platón Platón Material seco (G) Peso Específico (Pe) Peso aparente seco (Pm) Peso aparente sss (Ps) % de Absorción (%abs) 500 cm 358.2 gr 3 500 gr 1154.1 gr 295.9 gr 676.2 gr 185.4 gr 490.8 gr 3 2.52 gr/cm 2.40 gr/cm 3 3 2.45 gr/cm 1.87 % HUMEDAD DE LA ARENA PARA LAS DIFERENTES MEZCLAS Humedad Humedad Humedad Humedad Humedad Porcentaje de Humedad de la arena NTC 1776 Material húmedo + platón Material seco + platón Platón Humedad Material húmedo + platón Material seco + platón Platón Humedad Material húmedo + platón Material seco + platón Platón Humedad Material húmedo + platón Material seco + platón Platón Humedad Material húmedo + platón Material seco + platón Platón Humedad 342.3 335.7 63.5 2.42 292 289.5 74.2 1.16 245.3 244.3 55.3 0.53 738.6 730.5 67.9 1.22 968.1 943.3 121.8 3.02 gr gr gr % gr gr gr % gr gr gr % gr gr gr % gr gr gr % Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. 149 Anexo B: Propiedades de los Materiales DATOS DE CARGA PARA EL ENSAYO A TRACCIÓN DE LA VARILLA DE 5/8” Deformación -2 (mm*10 ) 0 3.5 5.8 8.0 11.0 14.0 16.5 19.5 22.0 24.5 27.0 29.6 32.5 35.0 38.0 41.0 42.5 50.0 100.0 200.0 300.0 400.0 Última Carga (Kg) 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 5500 6000 6500 7000 7500 8000 8000 8000 8000 8000 8300 11600 Def Unit (mm/mm) 0.00E+00 1.75E-04 2.90E-04 4.00E-04 5.50E-04 7.00E-04 8.25E-04 9.75E-04 1.10E-03 1.23E-03 1.35E-03 1.48E-03 1.63E-03 1.75E-03 1.90E-03 2.05E-03 2.13E-03 2.50E-03 5.00E-03 1.00E-02 1.50E-02 2.00E-02 Esfuerzo 2 (Kg/cm ) 0.0 251.3 502.5 753.8 1005.0 1256.3 1507.5 1758.8 2010.1 2261.3 2512.6 2763.8 3015.1 3266.3 3517.6 3768.8 4020.1 4020.1 4020.1 4020.1 4020.1 4170.9 DATOS DE CARGA PARA EL ENSAYO A TRACCIÓN DE LA VARILLA DE ¾” Deformación (mm*10-2) 0 3.5 7.0 11.0 15.0 17.5 22.0 25.0 29.0 32.0 35.0 38.0 41.5 100.0 200.0 300.0 400.0 500.0 600.0 Última 150 Carga (Kg) 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000 11000 12000 12300 12500 12800 13200 13600 14100 15100 Def Unit (mm/mm) 0.00E+00 1.75E-04 3.50E-04 5.50E-04 7.50E-04 8.75E-04 1.10E-03 1.25E-03 1.45E-03 1.60E-03 1.75E-03 1.90E-03 2.08E-03 5.00E-03 1.00E-02 1.50E-02 2.00E-02 2.50E-02 3.00E-02 Esfuerzo (Kg/cm2 ) 0.0 352.1 704.2 1056.3 1408.5 1760.6 2112.7 2464.8 2816.9 3169.0 3521.1 3873.2 4225.4 4331.0 4401.4 4507.0 4647.9 4788.7 4964.8 Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. Anexo C: Ficha Técnica de los Aditivos ANEXO C: FICHA TÉCNICA DE LOS ADITIVOS Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero 151 Anexo C: Ficha Técnica de los Aditivos ADITIVO EXPANSOR INTRAPLAST Z DESCRIPCION Intraplast Z es un aditivo en polvo color gris con expansores y plastificantes finamente molidos. No contiene cloruros. USOS Se utiliza para aumentar la fluidez y controlar la contracción de las lechadas de cemento en inyecciones de contacto y consolidación tales como: ductos de cables postensados, rellenos de suelos descompuestos, rellenos de gravas y rocas fisuradas. VENTAJAS Expande la lechada durante el proceso de fraguado, aumentando la adherencia disminuyendo la permeabilidad, logrando así una perfecta colmatación de las cavidades y fisuras inyectadas. Plastifica aún reduciendo el agua de amasado. Impide la formación de flóculos al dispersar las partículas de cemento en la suspensión acuosa, lográndose una mejor penetración de las lechadas dentro de las fisuras y cavidades. Mejora la durabilidad de la lechada. Estabiliza la mezcla reduciendo la exudación. Retarda ligeramente el fraguado permitiendo inyectar a mayor distancia. Protege contra la corrosión los cables del postensado. Se puede usar con otros aditivos reductores de agua cuando se requiera una relación A/C mucho menor. MODO DE EMPLEO El Intraplast Z se adiciona en la dosis recomendada al cemento seco y se mezcla hasta obtener un material homogéneo. El cemento así adicionado se usa en la elaboración de lechadas. Dosificación: El Intraplast Z se dosifica del 1 al 3 del peso del cemento de la mezcla. PRECAUCIONES No se debe utilizar Intraplast Z para la elaboración de grouts de nivelación y el anclaje de pernos. La mezcla húmeda que contiene Intraplast Z debe mantenerse en permanente agitación durante el proceso de inyección. La mezcla debe colocarse durante los 30 minutos siguientes a su elaboración en condiciones de temperaturas normales. Para ajustar la fluidez a la relación agua cemento especificada por las normas, utilizarlo conjuntamente con un reductor de agua de alto poder tipo Sikament para reducir el tiempo de adquisición de resistencias. MEDIDAS DE SEGURIDAD Usar guantes de caucho, gafas de protección y respiradores para polvos, en su manipulación. Consultar Hojas de Seguridad del producto. 152 ALMACENAMIENTO Y TRANSPORTE Seis (6) meses en sitio fresco y bajo techo, en su empaque original bien cerrado. Apilarlo en grupos verticales de máximo ocho (8) bultos sobre estibas. Transportar en vehículos cerrados, protegidos de la humedad y lluvia. ADVERTENCIAS La información y, en particular, las recomendaciones relacionadas con la aplicación y uso final de los productos Sika son proporcionados de buena fe, y se basan en el conocimiento y experiencia actuales de Sika respecto a sus productos, siempre y cuando éstos sean adecuadamente almacenados y manipulados, así como aplicados en condiciones normales. En la práctica, las diferencias en los materiales, sustratos y condiciones de la obra son tan particulares, que ninguna garantía respecto a la comercialización o a la adaptación para un uso particular, o a alguna obligación que surja de relaciones legales, puede ser inferida de la información consignada en este documento o de otra recomendación escrita o verbal. Se deben respetar los derechos de propiedad de terceros. Todas las órdenes de compra son aceptadas de acuerdo a nuestras actuales condiciones de venta y despacho. Los usuarios deben referirse siempre a la edición más reciente de la Hoja Técnica, cuyas copias serán facilitadas a solicitud del cliente. Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. Anexo C: Ficha Técnica de los Aditivos ADITIVO SUPERPLATIFICANTE SIKAMENT-NS DESCRIPCION Sikament-NS es un aditivo líquido, color café, compuesto por resinas sintéticas de naftaleno sulfonatado. Superplastificante, reductor de agua de alto poder y economizador de cemento. No contiene cloruros. USOS Sikament-NS tiene tres usos básicos: Como superplastificante: Adicionado a una mezcla con consistencia normal se consigue fluidificar el concreto o mortero facilitando su colocación o hac iéndolo apto para el bombeo en: Cimientos, placas, pavimentos, muros, columnas, vigas, elementos esbeltos densamente armados o no, en la construcción de estructuras civiles prefabricadas o no. Como reductor de agua de alto poder: Adicionado disuelto en el agua de amasado permite reducir de acuerdo con la dosis usada hasta un 30% del agua de la mezcla consiguiéndose la misma manejabilidad inicial y obteniéndose, un incremento considerable de las resistencias a todas las edades, cuando se usa en los diferentes concretos o en la prefabricación de elementos. La impermeabilidad y durabilidad del concreto o mortero se ven incrementadas notablemente. Como economizador de cemento: Se puede aprovechar el incremento de resistencia, logrado con la reducción del agua, para disminuir el contenido de cemento y hacer más económico el diseño de la mezcla. El Sikament -NS puede ser usado como superplastificante en concretos elaborados con adiciones de microsílica (SikaFume). VENTAJAS El Sikament -NS proporciona las siguientes propiedades: Como superplastificante: • Mejora considerablemente la trabajabilidad de la mezcla. • Facilita el bombeo y colocación del concreto a mayores alturas y a distancias más largas • Disminuye el riesgo de hormigueros en el concreto de estructuras densamente armadas y esbeltas. • Mejora considerablemente el acabado del concreto y reproduce la textura de la formaleta. • No retarda el fraguado del concreto. • Evita la segregación y disminuye la exudación del concreto fluido. • Disminuye los tiempos de vibrado del concreto y sus costos asociados. • Densifica el concreto y mejora su adherencia al acero de refuerzo. • Puede redosificarse sin alterar la calidad del material. Como reductor de agua de alto poder: • Aumenta la resistencia inicial del concreto hasta un 50 aproximadamente. • Incrementa la resistencia final del concreto en un 40 aproximadamente. • Reduce considerablemente la permeabilidad del concreto, aumentando su durabilidad. • Densifica el concreto y mejora su adherencia al acero de refuerzo. • Reduce en a lto grado la exudación, la contracción de secado y la fluencia. • Mejora el acabado del concreto y reproduce la textura de la formaleta. • Gran economía en los diseños por la reducción del cemento. MODO DE EMPLEO Como superplastificante: Adicionarlo directamente al concreto o mortero ya listos para colocar y mezclar por lo menos durante 4 minutos hasta obtener un mezcla fluida. Cuando el concreto es preparado en planta y luego transportado, el Sikament -NS se puede adicionar en obra inmediatamente antes de la descarga del hormigón, previa mezcla de este durante 3 minutos. Como reductor de agua o de cemento: Adicionarlo disuelto en la última porción del agua de amasado durante la preparación de la mezcla o directamente al agua de amasado, preferiblemente antes de incorporar el cemento y los áridos. Dosificación: Como superplastificante: Del 0,5 al 1 del peso del cemento. Como reductor de agua o cemento: Del 1 al 2 del peso del cemento. DATOS TECNICOS Sikament-NS cumple normas ASTM C -494. ASTM C -1017 y NTC 1299 como aditivo tipo F. Densidad: 1,2 kg/l aproximadamente. PRECAUCIONES La elaboración de concreto o mortero fluido exige una buena distribución granulométrica. Se debe garantizar un suficiente contenido de finos para evitar la segre gación del material fluido. En caso de deficiencia de finos dosificar Sika Aer para incorporar hasta un 4 de aire a la mezcla. Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. 153 Anexo C: Ficha Técnica de los Aditivos El uso de concreto fluido demanda un especial cuidado en el sellado de las formaletas para evitar la pérdida de pasta. La dosis ó ptima se debe determinar mediante ensayos con los materiales y en las concidiones de la obra. Al adicionar Sikament -NS para superfluidificar una mezcla con asentamiento menor de 5 cm, el efecto superplastificante se reduce notablemente. Los resultados óptimos se obtienen, cuando los componentes que intervienen en la preparación del concreto cumplen con las normas vigentes. Dosificar por separado cuando se usen otros aditivos en la misma mezcla. El curado del concreto con agua y/o Antisol antes y después del fraguado es indispensable. MEDIDAS DE SEGURIDAD Usar guantes de caucho y gafas de protección en su manipulación. Consultar Hoja de Seguridad del producto. 154 ALMACENAMIENTO Y TRANSPORTE Un (1) año en sitio fresco y bajo techo, en su envase original, bien cerrado. Para su transporte deben tomarse las precauciones normales para productos químicos. ADVERTENCIAS La información y, en particular, las recomendaciones relacionadas con la aplicación y uso final de los productos Sika son proporcionados de buena fe, y se basan en el conocimiento y experiencia actuales de Sika respecto a sus productos, siempre y cuando éstos sean adecuadamente almacenados y manipulados, así como aplicados en condiciones normales. En la práctica, las diferencias en los materiales, sustratos y condiciones de la obra son tan particulares, que ninguna garantía respecto a la comercialización o a la adaptación para un uso particular, o a alguna obligación que surja de relaciones legales, puede ser inferida de la información consignada en este documento o de otra recomendación escrita o verbal. Se deben respetar los derechos de propiedad de terceros. Todas las órdenes de compra son aceptadas de acuerdo a nuestras actuales condiciones de venta y despacho. Los usuarios deben referirse siempre a la edición más reciente de la Hoja Técnica, cuyas copias serán facilitadas a solicitud del cliente. Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. Anexo D: Diseños de las Mezclas ANEXO D: DISEÑOS DE LAS MEZCLAS Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero 155 Anexo D: Diseños de las Mezclas Los datos iniciales de los cuales se partieron para hacer los diseños se presentan en esta página. De la siguiente en adelante, se podrá ver en tablas resumen los diseños de mezclas. ARENA Módulo de Finura % de Absorción Densidad Aparente seca CEMENTO Densidad del cemento 1A Densidad del cemento SAMPER ADITIVOS Densidad expansor Densidad superplastificante 2.76 1.87 % 3 2.4 gr/cm 3 2.963 gr/cm 3 3.048 gr/cm 3 2.37 gr/cm 3 1.17 gr/cm 1A-02-01 1A-02-02 1.16 1.16 3 3 35 35 Volumen (cm 3) 506.25 506.25 1A-02-03 1A-02-04 1A-02-05 1A-02-06 1A-02-07 1A-02-08 1A-03-01 1A-03-02 1A-03-03 1.16 1.16 1.16 1.16 1.16 1.16 0.53 0.53 0.53 3 3 3 3 3 3 3 3 3 35 35 35 35 35 35 35 35 35 506.25 506.25 506.25 506.25 506.25 506.25 506.25 506.25 506.25 1A-03-04 1A-03-05 1A-03-06 1A-03-07 1A-03-08 1A-03-09 1A-03-10 1A-03-11 1A-03-12 SA-03-01 SA-03-02 SA-03-03 0.53 0.53 0.53 0.53 0.53 0.53 0.53 0.53 0.53 0.53 0.53 0.53 3 3 3 6 6 12 12 12 12 12 12 12 35 35 35 30 30 25 25 20 20 20 20 20 506.25 506.25 506.25 975.00 975.00 1875.00 1875.00 1800.00 1800.00 1800.00 1800.00 1800.00 % # de % Humedad Cubos Desperdicio Mezcla Volumen de % % Humedad Cañutos (cm3 ) Desperdicio SA-03-04 1.22 22450.88 30 SA-03-05 1.22 67352.65 30 Mezcla SA-03-06 SA-03-07 156 1.22 1.22 68360.89 68219.32 30 30 Volumen (cm3) 31086 89458 90769 90585 Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. Anexo D: Diseños de las Mezclas MEZCLA 1A-02-01 Porcentaje de Expansor: Relación A/C 2.00 % 0.50 2 250 Kg/cm 3 550 Kg/m 3 275.0 kg/m Resistencia a los 28 días Contenido de cemento Contenido de agua Cont. de expansor 2% Cont. de superplastif. 1,3% Volumen de cemento Volumen de agua Volumen de expansor 2% Volumen de superplastif. 1,3% Volumen de aire Volumen de arena 11.0 7.2 185.63 275.00 4.64 6.11 50.00 478.62 Peso requerido 278.4 gr 139.2 gr 3 kg/m 3 kg/m 3 5.6 gr 3.6 gr 3 dm /m 3 3 dm /m 3 3 dm /m 3 3 dm /m 3 3 dm /m 3 3 dm /m 3 Contenido de arena 1150.9 kg/m Corr. Agua por humedad Condiciones Ambientales y Hora de fundida Humedad relativa 65 % Temperatura 26 ºC Hora 8:30 a.m. Porcentaje de Expansor: Relación A/C Resistencia a los 28 días Contenido de cemento Contenido de agua Cont. de expansor 2.5% Cont. de superplastif. 1,3% MEZCLA 1A-02-02 2.50 0.50 250.00 550.00 275.0 % Peso requerido Kg/cm 3 Kg/m 3 kg/m 2 278.4 gr 139.2 gr 3 13.8 kg/m 3 7.2 kg/m 3 7.0 gr 3.6 gr 3 Volumen de cemento 185.63 dm /m 3 3 Volumen de agua 275.00 dm /m 3 3 Volumen de expansor 2.5% 5.80 dm /m 3 3 Volumen de superplastif. 1,3% 6.11 dm /m 3 3 Volumen de aire 50.00 dm /m 3 3 Volumen de arena 477.46 dm /m 3 Contenido de arena 1148.2 kg/m Corr. Agua por humedad Condiciones Ambientales y Hora de fundida Humedad relativa 62 % Temperatura 25 ºC Hora 7:47 a.m. Porcentaje de Expansor: Relación A/C Resistencia a los 28 días Contenido de cemento Contenido de agua MEZCLA 1A-02-03 3.00 % 0.45 2 300.00 Kg/cm 3 Kg/m 580.00 3 261.0 kg/m Cont. de expansor 3% Cont. de superplastif. 1,3% Volumen de cemento Volumen de agua Volumen de expansor 3% Volumen de superplastif. 1,3% Volumen de aire Volumen de arena 582.7 gr 143.4 gr 581.3 gr 143.4 gr Peso requerido 293.6 gr 132.1 gr 3 8.8 gr 3.8 gr 3 583.7 gr 136.3 gr 17.4 kg/m 3 7.5 kg/m 3 3 dm /m 195.75 3 3 261.00 dm /m 3 3 dm /m 7.34 3 3 6.44 dm /m 3 3 50.00 dm /m 3 3 dm /m 479.46 Contenido de arena 1153.0 kg/m Corr. Agua por humedad Condiciones Ambientales y Hora de fundida Humedad relativa 61 % Temperatura 26 ºC Hora 8:26 a.m. Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. 157 Anexo D: Diseños de las Mezclas Porcentaje de Expansor: Relación A/C MEZCLA 1A-02-04 2.50 % 0.50 Peso requerido Resistencia a los 28 días Contenido de cemento Contenido de agua Cont. de expansor 2.5% Cont. de superplastif. 1,3% 250.00 Kg/cm 3 550.00 Kg/m 3 275.0 kg/m 3 13.8 kg/m 3 7.2 kg/m Volumen de cemento Volumen de agua Volumen de expansor 2.5% Volumen de superplastif. 1,3% Volumen de aire Volumen de arena 185.63 275.00 5.80 6.11 50.00 477.46 3 2 278.4 gr 139.2 gr 7.0 gr 3.6 gr 3 d m /m 3 3 d m /m 3 3 d m /m 3 3 d m /m 3 3 d m /m 3 3 d m /m 3 Contenido de arena 1148.2 kg/m Corr. Agua por humedad Condiciones Ambientales y Hora de fundida Humedad relativa 60 % Temperatura 26 ºC Hora 7:58 a.m. Porcentaje de Expansor: Relación A/C Resistencia a los 28 días Contenido de cemento Contenido de agua Cont. de expansor 2.75% Cont. de superplastif. 1,3% MEZCLA 1A-02-05 2.75 % 0.52 Peso requerido 222.00 Kg/cm 3 510.00 Kg/m 3 265.2 kg/m 3 14.0 kg/m 3 6.6 kg/m 3 2 258.2 gr 134.3 gr 7.1 gr 3.4 gr 3 Volumen de cemento 172.13 d m /m 3 3 Volumen de agua 265.20 d m /m 3 3 Volumen de expansor 2.75% 5.92 d m /m 3 3 Volumen de superplastif. 1,3% 5.67 d m /m 3 3 Volumen de aire 50.00 d m /m 3 3 Volumen de arena 501.09 d m /m 3 Contenido de arena 1205.0 kg/m Corr. Agua por humedad Condiciones Ambientales y Hora de fundida Humedad relativa 58 % Temperatura 26 ºC Hora 9:23 a.m. Porcentaje de Expansor: Relación A/C Resistencia a los 28 días Contenido de cemento Contenido de agua Cont. de expansor 3% Cont. de superplastif. 1,3% MEZCLA 1A-02-06 3.00 % 0.47 2 275.00 Kg/cm 3 560.00 Kg/m 3 263.2 kg/m 3 16.8 kg/m 3 7.3 kg/m 3 3 189.00 d m /m 3 3 263.20 d m /m 3 3 7.09 d m /m 3 3 6.22 d m /m 3 3 50.00 d m /m 3 3 484.49 d m /m 610.0 gr 138.6 gr Peso requerido Volumen de cemento Volumen de agua Volumen de expansor 3% Volumen de superplastif. 1,3% Volumen de aire Volumen de arena 3 Contenido de arena 1165.1 kg/m Corr. Agua por humedad Condiciones Ambientales y Hora de fundida Humedad relativa 59 % Temperatura 26 ºC Hora 10:22:00 a.m. a.m. 158 581.3 gr 143.4 gr 283.5 gr 133.2 gr 8.5 gr 3.7 gr 589.8 gr 137.5 gr Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. Anexo D: Diseños de las Mezclas Porcentaje de Expansor: Relación A/C Resistencia a los 28 días Contenido de cemento Contenido de agua Cont. de expansor 4% Cont. de superplastif. 1,3% MEZCLA 1A-02-07 4.00 % 0.46 302.00 580.00 266.8 23.2 7.5 Peso requerido Kg/cm 3 Kg/m 3 kg/m 2 293.6 gr 135.1 gr 11.7 gr 3.8 gr 3 kg/m 3 kg/m 3 3 Volumen de cemento 195.75 dm /m 3 3 Volumen de agua 266.80 dm /m 3 3 Volumen de expansor 4% 9.79 dm /m 3 3 Volumen de superplastif. 1,3% 6.44 dm /m 3 3 Volumen de aire 50.00 dm /m 3 3 Volumen de arena 471.22 dm /m 3 Contenido de arena 1133.1 kg/m Corr. Agua por humedad Condiciones Ambientales y Hora de fundida Humedad relativa 62 % Temperatura 25 ºC Hora 8:10 a.m. Porcentaje de Expansor: Relación A/C Resistencia a los 28 días Contenido de cemento Contenido de agua Cont. de expansor 5% Cont. de superplastif. 1,0% MEZCLA 1A-02-08 5.00 % 0.40 2 388.00 Kg/cm 3 640.00 Kg/m 3 256.0 kg/m Peso requerido 3 32.0 kg/m 3 6.4 kg/m 3 3 216.00 dm /m 3 3 256.00 dm /m 3 3 13.50 dm /m 3 3 5.47 dm /m 3 3 50.00 dm /m 3 3 dm /m 459.03 3 1103.8 kg/m 573.7 gr 139.2 gr Volumen de cemento Volumen de agua Volumen de expansor 5% Volumen de superplastif. 1,0% Volumen de aire Volumen de arena Contenido de arena Corr. Agua por humedad Condiciones Ambientales y Hora de fundida Humedad relativa 61 % Temperatura 26 ºC Hora 7:30 a.m. 324.0 gr 129.6 gr 16.2 gr 3.2 gr 558.8 gr 133.6 gr Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. 159 Anexo D: Diseños de las Mezclas MEZCLA 1A-03-01 Porcentaje de Expansor: Relación A/C Resistencia a los 28 días Contenido de cemento Contenido de agua Cont. de expansor 4% Cont. de superplastif. 2% Volumen de cemento Volumen de agua Volumen de expansor 4% Volumen de superplastif. 2% Volumen de aire Volumen de arena Contenido de arena 4.00 0.42 350 620 260.4 24.8 12.4 209.25 260.40 10.47 10.60 50.00 459.29 1104.5 % Peso requerido Kg/cm 2 3 Kg/m 3 kg/m 3 kg/m3 kg/m 3 313.9 131.8 gr 12.6 gr 6.3 gr 3 dm /m 3 3 dm /m 3 3 dm /m 3 3 dm /m 3 3 dm /m 3 3 dm /m 3 kg/m Corr. Agua por humedad Peso de cemento 90% Peso de ceniza 10% Condiciones Ambientales y Hora de fundida Humedad relativa 62 % Temperatura 26 ºC Hora 7:53 a.m. Porcentaje de Expansor: Relación A/C Resistencia a los 28 días Contenido de cemento Contenido de agua Cont. de expansor 4% Cont. de superplastif. 2% MEZCLA 1A-03-02 4.00 % 0.42 2 350.00 Kg/cm 620.00 260.4 24.8 12.4 3 313.9 131.8 gr 12.6 gr 6.3 gr 3 Volumen de cemento 209.25 dm /m 3 3 Volumen de agua 260.40 dm /m 3 3 Volumen de expansor 4% 10.47 dm /m 3 3 Volumen de superplastif. 2% 10.60 dm /m 3 3 Volumen de aire 50.00 dm /m 3 3 Volumen de arena 459.29 dm /m 3 Contenido de arena 1104.5 kg/m Corr. Agua por humedad Peso de cemento 80% Peso de ceniza 20% Condiciones Ambientales y Hora de fundida Humedad relativa 61 % Temperatura 26 ºC Hora 8:26 a.m. Porcentaje de Expansor: Relación A/C Resistencia a los 28 días Contenido de cemento Contenido de agua Cont. de expansor 4% Cont. de superplastif. 2% MEZCLA 1A-03-03 4.00 % 0.42 2 350.00 Kg/cm 620.00 260.4 24.8 12.4 209.25 260.40 10.47 10.60 50.00 459.29 1104.5 3 gr gr gr gr 313.9 131.8 gr 12.6 gr 6.3 gr 3 Volumen de cemento dm /m 3 3 Volumen de agua dm /m 3 3 dm /m Volumen de expansor 4% 3 3 Volumen de superplastif. 2% dm /m 3 3 Volumen de aire dm /m 3 3 dm /m Volumen de arena 3 Contenido de arena kg/m Corr. Agua por humedad Peso de cemento 70% Peso de ceniza 30% Condiciones Ambientales y Hora de fundida Humedad relativa 58 % Temperatura 26 ºC Hora 7:59 a.m. 160 559.1 139.3 251.1 62.8 Peso requerido Kg/m 3 kg/m 3 kg/m 3 kg/m 3 gr gr gr gr Peso requerido Kg/m 3 kg/m 3 kg/m 3 kg/m 3 559.1 139.3 282.5 31.4 559.1 139.3 219.7 94.2 gr gr gr gr Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. Anexo D: Diseños de las Mezclas Porcentaje de Expansor: Relación A/C Resistencia a los 28 días MEZCLA 1A-03-04 4.00 % 0.42 2 350.00 Kg/cm Peso requerido 3 Contenido de cemento Contenido de agua Cont. de expansor 4% Cont. de superplastif. 2% 620.00 260.4 24.8 12.4 Kg/m 3 kg/m 3 kg/m 3 kg/m Volumen de cemento Volumen de agua Volumen de expansor 4% Volumen de superplastif. 2% Volumen de aire Volumen de arena Contenido de arena 209.25 260.40 10.47 10.60 50.00 459.29 1104.5 dm /m 3 3 dm /m 3 3 dm /m 3 3 dm /m 3 3 dm /m 3 3 dm /m 3 kg/m 3 313.9 gr 131.8 gr 12.6 gr 6.3 gr 3 Corr. Agua por humedad Peso de cemento 100% Peso de ceniza 0% Condiciones Ambientales y Hora de fundida Humedad relativa 58 % Temperatura 26 ºC Hora 8:44 a.m. Porcentaje de Expansor: Relación A/C Resistencia a los 28 días Contenido de cemento Contenido de agua Cont. de expansor 4% Cont. de superplastif. 2% MEZCLA 1A-03-05 4.00 % 0.35 2 400.00 Kg/cm 690.00 241.5 27.6 13.8 Peso requerido 3 Kg/m 3 kg/m 3 kg/m3 kg/m 3 349.3 gr 122.3 gr 14.0 gr 7.0 gr 3 Volumen de cemento 232.88 dm /m 3 3 Volumen de agua 241.50 dm /m 3 3 Volumen de expansor 4% 11.65 dm /m 3 3 Volumen de superplastif. 2% 11.79 dm /m 3 3 Volumen de aire 50.00 dm /m 3 3 Volumen de arena 452.19 dm /m 3 Contenido de arena 1087.4 kg/m Corr. Agua por humedad Peso de cemento 100% Peso de ceniza 0% Condiciones Ambientales y Hora de fundida Humedad relativa 59 % Temperatura 26 ºC Hora 8:29 a.m. Porcentaje de Expansor: Relación A/C Resistencia a los 28 días Contenido de cemento Contenido de agua Cont. de expansor 4% Cont. de superplastif. 2% MEZCLA 1A-03-06 3.00 % 0.38 2 400.00 Kg/cm 690.00 262.2 20.7 13.8 232.88 262.20 8.74 11.79 50.00 434.40 1044.6 550.5 gr 129.7 gr Peso requerido 3 Kg/m 3 kg/m 3 kg/m 3 kg/m 3 559.1 gr 139.3 gr 349.3 gr 132.7 gr 10.5 gr 7.0 gr 3 Volumen de cemento dm /m 3 3 Volumen de agua dm /m 3 3 Volumen de expansor 4% dm /m 3 3 Volumen de superplastif. 2% dm /m 3 3 Volumen de aire dm /m 3 3 Volumen de arena dm /m 3 Contenido de arena kg/m Corr. Agua por humedad Peso de cemento 100% Peso de ceniza 0% Condiciones Ambientales y Hora de fundida Humedad relativa 61 % Temperatura 26 ºC Hora 8:26 a.m. 528.8 gr 139.9 gr Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. 161 Anexo D: Diseños de las Mezclas MEZCLA 1A-03-07 Porcentaje de Expansor: Relación A/C Resistencia a los 28 días Contenido de cemento Contenido de agua Cont. de expansor 3% Cont. de superplastif. 2% Volumen de cemento Volumen de agua Volumen de expansor 3% Volumen de superplastif. 2% Volumen de aire Volumen de arena Contenido de arena 3.00 % 0.40 2 400 Kg/cm 3 690 Kg/m 3 276.0 kg/m 3 20.7 kg/m 3 13.8 kg/m 3 3 232.88 dm /m 3 3 276.00 dm /m 3 3 8.74 dm /m 3 3 dm /m 11.79 3 3 50.00 dm /m 3 3 420.60 dm /m 3 kg/m 1011.4 Peso requerido 676.2 gr 270.5 gr 20.3 gr 13.5 gr Corr. Agua por humedad Peso de cemento 90% Peso de ceniza 10% Condiciones Ambientales y Hora de fundida Humedad relativa 58 % Temperatura 26 ºC Hora 13:50 p.m. Porcentaje de Expansor: Relación A/C Resistencia a los 28 días MEZCLA 1A-03-08 3.00 % 0.42 2 350 Kg/cm 991.2 gr 283.8 gr 608.6 gr 67.6 gr Peso requerido 3 Contenido de cemento 620 Kg/m 601.4 3 Contenido de agua 260.4 kg/m 252.6 gr 3 Cont. de expansor 3% 18.6 kg/m 18.0 gr 3 Cont. de superplastif. 2% 12.4 kg/m 12.0 gr 3 3 Volumen de cemento 209.25 dm /m 3 3 Volumen de agua 260.40 dm /m 3 3 Volumen de expansor 3% 7.85 dm 3 /m 3 Volumen de superplastif. 2% 10.60 dm /m 3 3 Volumen de aire 50.00 dm /m 3 3 Volumen de arena 461.91 dm /m 3 Contenido de arena 1110.7 kg/m 1077.4 gr Corr. Agua por humedad 267.1 gr Peso de cemento 80% 481.1 gr Peso de ceniza 20% 120.3 gr Condiciones Ambientales y Hora de fundida Humedad relativa 61 % Temperatura 26 ºC Hora 8:47 a.m. Porcentaje de Expansor: Relación A/C Resistencia a los 28 días Contenido de cemento Contenido de agua Cont. de expansor 3% Cont. de superplastif. 2% Volumen de cemento Volumen de agua Volumen de expansor 3% Volumen de superplastif. 2% Volumen de aire Volumen de arena Contenido de arena MEZCLA 1A-03-09 3.00 % 0.39 2 400 Kg/cm 3 690 Kg/m 3 269.1 kg/m 3 20.7 kg/m 3 13.8 kg/m 3 3 232.88 dm /m 3 3 269.10 dm /m 3 3 8.74 dm /m 3 3 11.79 dm /m 3 3 50.00 dm /m 3 3 427.50 dm /m 3 1028.0 kg/m Peso requerido 1293.8 504.6 gr 38.8 gr 25.9 gr 1927.5 gr Corr. Agua por humedad 530.5 gr Peso de cemento 100% 1293.8 gr Peso de ceniza 0% 0.0 gr Condiciones Ambientales y Hora de fundida Humedad relativa 59 % Temperatura 26 ºC Hora 13:50 p.m. 162 Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. Anexo D: Diseños de las Mezclas Porcentaje de Expansor: Relación A/C Resistencia a los 28 días Contenido de cemento Contenido de agua Cont. de expansor 3% Cont. de superplastif. 2% Volumen de cemento Volumen de agua Volumen de expansor 3% Volumen de superplastif. 2% Volumen de aire Volumen de arena Contenido de arena MEZCLA 1A-03-10 3.00 % 0.40 2 400 Kg/cm Peso requerido 3 690 Kg/m 3 276.0 kg/m 3 20.7 kg/m 3 13.8 kg/m 3 3 232.88 dm /m 3 3 276.00 dm /m 3 3 8.74 dm /m 3 3 11.79 dm /m 3 3 50.00 dm /m 3 3 420.60 dm /m 3 kg/m 1011.4 1293.8 517.5 gr 38.8 gr 25.9 gr 1896.4 gr Corr. Agua por humedad 543.0 gr Peso de cemento 90% 1164.4 gr Peso de ceniza 10% 129.4 gr Condiciones Ambientales y Hora de fundida Humedad relativa 61 % Temperatura 26 ºC Hora 15:22 p.m. Porcentaje de Expansor: Relación A/C Resistencia a los 28 días Contenido de cemento Contenido de agua Cont. de expansor 3% Cont. de superplastif. 2% Volumen de cemento Volumen de agua Volumen de expansor 3% Volumen de superplastif. 2% Volumen de aire Volumen de arena Contenido de arena MEZCLA 1A-03-11 3.00 % 0.42 2 370 Kg/cm Peso requerido 3 670 Kg/m 3 281.4 kg/m 3 20.1 kg/m 3 13.4 kg/m 3 3 226.13 dm /m 3 3 281.40 dm /m 3 3 8.48 dm /m 3 3 11.45 dm /m 3 3 50.00 dm /m 3 3 422.54 dm /m 3 1016.1 kg/m 1206.0 506.5 gr 36.2 gr 24.1 gr 1829.0 gr Corr. Agua por humedad Peso de cemento 80% Peso de ceniza 20% Condiciones Ambientales y Hora de fundida Humedad relativa 62 % Temperatura 26 ºC Hora 10:36 a.m. Porcentaje de Expansor: Relación A/C Resistencia a los 28 días Contenido de cemento Contenido de agua Cont. de expansor 3% Cont. de superplastif. 2% Volumen de cemento Volumen de agua Volumen de expansor 3% Volumen de superplastif. 2% Volumen de aire Volumen de arena Contenido de arena MEZCLA 1A-03-12 3.00 % 0.40 2 400 Kg/cm 3 Kg/m 690 531.1 gr 964.8 gr 241.2 gr Peso requerido 3 276.0 kg/m 3 20.7 kg/m 3 13.8 kg/m 3 3 232.88 dm /m 3 3 276.00 dm /m 3 3 8.74 dm /m 3 3 11.79 dm /m 3 3 dm /m 50.00 3 3 420.60 dm /m 3 1011.4 kg/m Corr. Agua por humedad Peso de cemento 70% Peso de ceniza 30% Condiciones Ambientales y Hora de fundida Humedad relativa 58 % Temperatura 26 ºC Hora 11:56 a.m. 1242.0 496.8 gr 37.3 gr 24.8 gr 1820.5 gr 521.3 gr 869.4 gr 372.6 gr Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. 163 Anexo D: Diseños de las Mezclas MEZCLA SA-03-01 Porcentaje de Expansor: 0.00 % Peso requerido Relación A/C 0.40 2 Resistencia a los 28 días 380 Kg/cm 3 Contenido de cemento 670 Kg/m 1206.0 3 Contenido de agua 268.0 kg/m 482.4 gr 3 Cont. de expansor 0% 0.0 kg/m 0.0 gr 3 Cont. de superplastif. 1,5% 10.1 kg/m 18.1 gr 3 3 Volumen de cemento 219.84 dm /m 3 3 Volumen de agua 268.00 dm /m 3 3 dm /m Volumen de expansor 0% 0.00 3 3 Volumen de superplastif. 1,5% 8.59 dm /m 3 3 Volumen de aire 50.00 dm /m 3 3 Volumen de arena 453.57 dm /m 3 Contenido de arena 1090.7 kg/m 1963.3 gr Corr. Agua por humedad 508.8 gr Peso de cemento 90% 1085.4 gr Peso de ceniza 10% 120.6 gr Condiciones Ambientales y Hora de fundida Humedad relativa 59 % Temperatura 26 ºC Hora 8:25 a.m. MEZCLA SA-03-02 Porcentaje de Expansor: 1.50 % Peso requerido Relación A/C 0.38 2 Resistencia a los 28 días 400 Kg/cm 3 Contenido de cemento 690 Kg/m 1242.0 3 Contenido de agua 262.2 kg/m 472.0 gr 3 Cont. de expansor 1,5% 10.4 kg/m 18.6 gr 3 Cont. de superplastif. 1,5% 10.4 kg/m 18.6 gr 3 3 Volumen de cemento 226.41 dm /m 3 3 Volumen de agua 262.20 dm /m 3 3 Volumen de expansor 1,5% 4.37 dm /m 3 3 Volumen de superplastif. 1,5% 8.84 dm /m 3 3 Volumen de aire 50.00 dm /m 3 3 Volumen de arena 448.18 dm /m 3 Contenido de arena 1077.7 kg/m 1939.9 gr Corr. Agua por humedad 498.1 gr Peso de cemento 90% 1117.8 gr Peso de ceniza 10% 124.2 gr Condiciones Ambientales y Hora de fundida Humedad relativa 61 % Temperatura Hora 26 ºC 10:23 p.m. MEZCLA SA-03-03 3.00 % 0.36 2 400 Kg/cm 3 Kg/m 690 3 Contenido de agua 248.4 kg/m 3 Cont. de expansor 3% 20.7 kg/m 3 Cont. de superplastif. 1,5% 10.4 kg/m 3 3 Volumen de cemento 226.41 dm /m 3 3 Volumen de agua 248.40 dm /m 3 3 Volumen de expansor 3% 8.74 dm /m 3 3 Volumen de superplastif. 1,5% 8.84 dm /m 3 3 Volumen de aire 50.00 dm /m 3 3 Volumen de arena 457.61 dm /m 3 Contenido de arena 1100.4 kg/m Porcentaje de Expansor: Relación A/C Resistencia a los 28 días Contenido de cemento Peso requerido 1242.0 447.1 gr 37.3 gr 18.6 gr 1980.8 gr Corr. Agua por humedad 473.8 gr Peso de cemento 90% 1117.8 gr Peso de ceniza 10% 124.2 gr Condiciones Ambientales y Hora de fundida Humedad relativa 59 % Temperatura 26 ºC Hora 11:05 a.m. 164 Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. Anexo D: Diseños de las Mezclas MEZCLA SA-03-04 Porcentaje de Expansor: 0.00 % Peso requerido Relación A/C 0.40 2 Resistencia a los 28 días 380 Kg/cm Contenido de cemento 670 Kg/m3 19873.0 3 Contenido de agua 268.0 kg/m 7949.2 gr 3 Cont. de expansor 0% 0.0 kg/m 0.0 gr 3 Cont. de superplastif. 1,5% 10.1 kg/m 298.1 gr 3 3 Volumen de cemento 219.84 dm /m 3 3 Volumen de agua 268.00 dm /m 3 Volumen de expansor 0% 0.00 dm /m 3 3 3 Volumen de superplastif. 1,5% 8.59 dm /m 3 3 Volumen de aire 50.00 dm /m 3 3 Volumen de arena 453.57 dm /m 3 Contenido de arena 1090.7 kg/m 32351.4 gr Corr. Agua por humedad 8160.1 gr Peso de cemento 90% 17885.7 gr Peso de ceniza 10% 1987.3 gr Condiciones Ambientales y Hora de fundida Humedad relativa % Temperatura ºC Hora a.m. MEZCLA SA-03-05 Porcentaje de Expansor: 0.00 % Relación A/C 0.40 2 Resistencia a los 28 días 380 Kg/cm 3 Contenido de cemento 670 Kg/m 3 Contenido de agua 268.0 kg/m 3 Cont. de expansor 0% 0.0 kg/m Cont. de superplastif. 1,5% 10.1 kg/m 3 3 3 Volumen de cemento 219.84 dm /m 3 3 Volumen de agua 268.00 dm /m 3 3 Volumen de expansor 0% 0.00 dm /m 3 Volumen de superplastif. 1,5% 8.59 dm /m 3 Volumen de aire 50.00 dm 3/m 3 3 3 Volumen de arena 453.57 dm /m 3 Contenido de arena 1090.7 kg/m Corr. Agua por humedad Peso requerido Peso de cemento 90% Peso de ceniza 10% Condiciones Ambientales y Hora de fundida Humedad relativa % Temperatura ºC Hora p.m. 59618.9 23847.6 gr 0.0 gr 223.6 gr 97054.1 24480.4 53657.0 5961.9 gr gr gr gr Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. 165 Anexo D: Diseños de las Mezclas MEZCLA SA-03-06 Porcentaje de Expansor: 1.50 % Relación A/C 0.40 2 Resistencia a los 28 días 380 Kg/cm Contenido de cemento 670 Kg/m3 3 Contenido de agua 268.0 kg/m 3 Cont. de expansor 1,5% 10.1 kg/m 3 Cont. de superplastif. 1,5% 10.1 kg/m 3 Volumen de cemento 219.84 dm /m 3 3 3 Volumen de agua 268.00 dm /m 3 Volumen de expansor 1,5% 4.24 dm /m 3 Volumen de superplastif. 1,5% 8.59 dm 3/m 3 3 3 Volumen de aire 50.00 dm /m 3 3 Volumen de arena 449.33 dm /m 3 Contenido de arena 1080.5 kg/m Agua Corr. por humedad Peso requerido 60815.3 24326.1 gr 912.2 gr 912.2 gr 98076.1 gr 23203.8 gr Peso de cemento 90% 54733.8 gr Peso de ceniza 10% 6081.5 gr Condiciones Ambientales y Hora de fundida Humedad relativa % Temperatura ºC Hora p.m. Porcentaje de Expansor: Relación A/C Resistencia a los 28 días MEZCLA SA-03-07 3.00 % 0.39 2 400 Kg/cm Contenido de cemento Contenido de agua Cont. de expansor 3% Cont. de superplastif. 1,5% Volumen de cemento Volumen de agua Volumen de expansor 3% Volumen de superplastif. 1,5% Volumen de aire Volumen de arena Contenido de arena 690 269.1 20.7 10.4 226.41 269.10 8.74 8.84 50.00 436.91 1050.7 Peso requerido 3 Kg/m 3 kg/m kg/m 3 kg/m 3 3 3 dm /m 3 3 dm /m 3 dm /m 3 dm 3/m 3 dm 3/m 3 3 3 dm /m 3 kg/m Corr. Agua por humedad Peso de cemento 90% Peso de ceniza 10% Condiciones Ambientales y Hora de fundida Humedad relativa % Temperatura ºC Hora a.m. 166 62503.7 24376.5 gr 1875.1 gr 937.6 gr 95173.3 23287.3 56253.4 6250.4 gr gr gr gr Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. Anexo E: Tiempos de Fraguado ANEXO E: TIEMPOS DE FRAGUADO Todos los tiempos de fraguado en este anexo se encuentran en orden cronológico y se presenta por página cada ensayo. Observaciones generales: En la pasta con expansor se crean unas grietas en la parte superior en el momento de fraguar haciendo que se debilite esta parte. Luego de fraguado, la pasta con expansor se puede deshacer con las manos fácilmente, toma un aspecto arcilloso. La pasta con superplastificante para el cemento 1A crea unas burbujas que sobresalen desde el fondo a la superficie (a parte de la exudación). Para los dos cementos, la pasta con superplastificante toma un aspecto brillante en la superficie, más notorio cuando no hay exudación (con cemento Samper). Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero 167 Anexo E: Tiempos de Fraguado Tiempos de Fraguado para cemento 1A: MEZCLA MECÁNICA EN EL LABORATORIO Consistencia Normal Pasta sin aditivos A/C 0.257 Penetración 9 mm o Temperatura 26 C Humedad Relativa 67 % Lugar Laboratorio Tiempos de Fraguado Tiempo Penetración (horas:minutos) (mm) 2:38 37.0 2:49 30.0 2:59 30.0 3:09 27.0 3:22 23.0 3:32 18.5 3:40 2.5 3:49 2.0 3:59 1.0 4:06 0.7 4:13 0.5 4:23 0.3 4:34 0.2 4:43 0.0 TIEMPOS DE FRAGUADO -Cemento 1A (Sin aditivos) 40 Penetración (mm) 35 30 25 20 15 10 5 0 2:00 2:30 3:00 3:30 4:00 4:30 5:00 Tiempo (Horas) 168 Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. Anexo E: Tiempos de Fraguado MEZCLA MECÁNICA EN EL LABORATORIO Consistencia Normal Pasta con expansor 3% A/C 0.256 Penetración 8.2 mm o Temperatura 25 C Humedad Relativa 67 % Lugar Laboratorio Tiempos de Fraguados Tiempo Penetración (horas:minutos) (mm) 2:07 38.0 2:17 39.5 2:26 34.0 2:40 38.0 2:49 40.0 2:58 40.0 3:17 38.0 3:18 36.0 3:31 40.0 3:40 36.5 3:53 40.0 4:39 38.0 5:11 38.0 5:42 38.5 6:31 34.5 TIEMPOS DE FRAGUADO - Cemento 1A (Aditivo expansor en 3% de adición del cemento) 40 Penetración (mm) 35 30 25 20 15 10 5 0 2:00 3:00 4:00 5:00 Tiempo (Horas) 6:00 7:00 Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. 169 Anexo E: Tiempos de Fraguado MEZCLA MECÁNICA EN EL LABORATORIO Consistencia Normal REDUCCIONES DE AGUA A/C sin aditivos 0.257 Cemento 500 gr Agua normal 128.5 gr Si reduce un 20 % Necesito agua 102.8 gr Penetración muy seco Si reduce un 15 % Necesito agua 109.2 gr Penetración 30.0 mm Si reduce un 18 % Necesito agua 105.4 gr Penetración 3.0 mm Si reduce un 17.5 % Necesito agua 106.0 gr Penetración 3.2 mm Si reduce un 16.5 % Necesito agua 107.3 gr Penetración 3.0 mm Si reduce un 15.8 % Necesito agua 108.2 gr Penetración 7.0 mm Si reduce un 15.6 % Necesito agua 108.5 gr Penetración 15.0 mm Si reduce un 17 % Necesito agua 106.7 gr Penetración 3.0 mm Si reduce un 16.6 % Necesito agua 107.2 gr Penetración 3.5 mm Pasta con superplastificante 2% A/C 0.257 Reduce agua 16.6 % mm Penetración 3.5 Temperatura oC Humedad Relativa % Lugar Laboratorio Tiempos de Fraguado Tiempo Penetración (horas:minutos) (mm) 2:08 39.0 2:30 38.5 2:53 38.5 3:17 38.0 3:46 37.5 4:16 37.5 4:47 37.5 5:19 36.5 5:40 37.0 6:03 35.0 6:30 30.0 6:49 30.0 7:01 25.5 7:13 28.0 TIEMPOS DE FRAGUADO - Cemento 1A (Aditivo superplastificante en 2% de adición) 40 Penetración (mm) 35 30 25 20 15 10 5 0 2:00 3:00 4:00 5:00 6:00 7:00 8:00 Tiempo (Horas) 170 Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. Anexo E: Tiempos de Fraguado MEZCLA MECÁNICA EN EL LABORATORIO Consistencia Normal Pasta con expansor 3% A/C 0.256 Penetración 9 mm o Temperatura 25 C Humedad Relativa 66 % Lugar Laboratorio Tiempos de Fraguado Tiempo Penetración (horas:minutos) (mm) 2:12 39.0 2:33 39.0 3:03 32.0 3:34 30.0 4:04 29.0 4:20 28.0 4:36 29.0 4:53 32.0 5:16 27.0 5:46 25.5 6:02 23.5 6:17 22.0 6:30 20.0 TIEMPOS DE FRAGUADO - Cemento 1A (Aditivo expansor en 3% de adición del cemento) 40 Penetración (mm) 35 30 25 20 15 10 5 0 2:00 2:30 3:00 3:30 4:00 4:30 5:00 5:30 6:00 6:30 7:00 Tiempo (Horas) Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. 171 Anexo E: Tiempos de Fraguado MEZCLA A MANO FUERA DEL LABORATORIO SIN CONTROL DE CONDICIONES AMBIENTALES Consistencia Normal Pasta sin aditivos A/C 0.257 Penetración 9 mm o Temperatura C Humedad Relat. % Lugar Casa de Andria Tiempos de Fraguado 172 TIEMPOS DE FRAGUADO - Cemento 1A (Sin Aditivos) 40 35 Penetración (mm) Tiempo Penetración (horas:minutos) (mm) 2:38 32 2:48 27 2:58 24 3:08 19 3:18 15 3:28 11 3:38 3 3:48 2 3:58 1.5 4:08 1 4:13 0.5 4:15 0.5 4:20 0.5 4:25 0.5 4:35 0.5 4:50 0 5:00 0 5:10 0 5:20 0 5:30 0 5:50 0 6:00 0 6:10 0 30 25 20 15 10 5 0 2:00 2:30 3:00 3:30 4:00 4:30 5:00 5:30 6:00 6:30 Tiempo (Horas) Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. Anexo E: Tiempos de Fraguado MEZCLA A MANO FUERA DEL LABORATORIO SIN CONTROL DE CONDICIONES AMBIENTALES Consistencia Normal Pasta con expansor 3% A/C 0.255 Penetración 11 mm o Temperatura C Humedad Relat. % Lugar Casa de Andria Tiempos de Fraguado TIEMPOS DE FRAGUADO - Cemento 1A (Aditivo expansor en 3% de adición del cemento) 40 35 Penetración (mm) Tiempo Penetración (horas:minutos) (mm) 2:19 24 2:55 19 3:15 17 3:35 17.5 4:05 12 4:20 9 4:50 3 5:05 1 5:20 1 5:35 0.5 5:50 0.5 6:00 1 6:20 1 6:27 1 6:47 1 7:07 1 7:17 0 7:27 0 7:37 0 7:47 0 7:57 0.5 8:07 0 8:17 0.5 8:27 0.5 8:37 0.5 8:47 0 8:57 1 9:07 0 9:17 0 9:36 0 9:50 0 10:00 0 10:10 0 10:20 0 30 25 20 15 10 5 0 2:00 3:00 4:00 5:00 6:00 7:00 8:00 9:00 10:00 11:00 Tiempo (Horas) Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. 173 Anexo E: Tiempos de Fraguado MEZCLA A MANO FUERA DEL LABORATORIO SIN CONTROL DE CONDICIONES AMBIENTALES Consistencia Normal Pasta con superplastificante 2% A/C 0.257 Reduce agua 15.3 % Penetración 3 mm o C Temperatura Humedad Relativa % Lugar Casa de Andria REDUCCIONES DE AGUA A/C sin aditivos 0.257 Cemento 500 gr Agua normal 128.5 gr Si reduce un 16 % Necesito agua 107.9 gr Penetración 5 mm Si reduce un 15.7 % Necesito agua 108.3 gr Penetración 4 mm Si reduce un 15.3 % Necesito agua 108.8 gr Penetración 3 mm Tiempos de Fraguado 174 TIEMPOS DE FRAGUADO - Cemento 1A (Aditivo superplastificante en 2% de adición) 40 35 Penetración (mm) Tiempo Penetración (horas:minutos) (mm) 1:20 39 3:32 9 4:00 13 4:10 7 4:20 2 4:30 5 4:40 3 4:50 1.5 5:00 1.5 5:20 1.5 5:40 0.5 6:00 0 6:10 0 6:20 0 6:30 0 6:40 0 6:50 0 7:00 0 7:01 0 7:20 0 7:30 0 7:40 0 7:55 0 30 25 20 15 10 5 0 1:00 2:00 3:00 4:00 5:00 6:00 7:00 8:00 Tiempo (Horas) Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. 9:00 Anexo E: Tiempos de Fraguado MEZCLA A MANO EN EL LABORATORIO Consistencia Normal Pasta con expansor 3% A/C 0.256 Penetración 8 mm o Temperatura 25 C Humedad Relativa 64 % Lugar Laboratorio Tiempos de Fraguado Tiempo Penetración (horas:minutos) (mm) 2:04 39.5 2:31 40.0 3:02 39.5 3:32 39.0 3:57 38.0 4:30 34.5 5:19 33.0 5:58 30.5 6:55 27.0 7:33 27.5 TIEMPOS DE FRAGUADO - Cemento 1A (Aditivo expansor en 3% de adición del cemento) 40 Penetración (mm) 35 30 25 20 15 10 5 0 2:00 3:00 4:00 5:00 6:00 7:00 8:00 Tiempo (Horas) Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. 175 Anexo E: Tiempos de Fraguado MEZCLA A MANO EN EL LABORATORIO Consistencia Normal Pasta con superplastificante 2% A/C 0.257 Reduce agua 15.0 % Penetración 3.5 mm o Temperatura 25 C Humedad Relativa 65 % Lugar Laboratorio Tiempos de Fraguado Tiempo Penetración (horas:minutos) (mm) 2:00 39.0 2:41 39.0 3:10 37.5 3:39 40.0 4:12 38.0 5:02 34.0 5:41 34.5 6:38 27.0 7:16 24.0 TIEMPOS DE FRAGUADO - Cemento 1A (Aditivo superplastificante en 2% de adición) 40 Penetración (mm) 35 30 25 20 15 10 5 0 2:00 3:00 4:00 5:00 6:00 7:00 8:00 Tiempo (Horas) 176 Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. Anexo E: Tiempos de Fraguado MEZCLA A MANO EN EL LABORATORIO Consistencia Normal Pasta con expansor 3% y spp 2% A/C 0.255 Reduce agua 15.0 % Penetración 3 mm o Temperatura 25 C Humedad Relativa 66 % Lugar Laboratorio Tiempos de Fraguado Tiempo Penetración (horas:minutos) (mm) 1:59 37.0 2:28 38.5 2:51 39.0 3:24 35.5 3:56 37.0 4:46 33.0 5:26 36.0 6:23 33.0 7:01 32.0 TIEMPOS DE FRAGUADO - Cemento 1A (Aditivo expansor en 3% y superplastificante en 2%) 40 Penetración (mm) 35 30 25 20 15 10 5 0 1:30 2:30 3:30 4:30 5:30 6:30 7:30 Tiempo (Horas) Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. 177 Anexo E: Tiempos de Fraguado MEZCLA A MANO EN EL LABORATORIO Consistencia Normal REDUCCIONES DE AGUA A/C sin aditivos 0.257 Cemento 500 gr Agua normal 128.5 gr Si reduce un 12 % Necesito agua 113.1 gr Penetración 3.0 mm Si reduce un 11 % Necesito agua 114.4 gr Penetración 3.5 mm Si reduce un 10 % Necesito agua 115.7 gr Penetración 3.5 mm Si reduce un 9 % Necesito agua 116.9 gr Penetración 3.0 mm Si reduce un 7.5 % Necesito agua 118.9 gr Penetración 4.8 mm Pasta con superplastificante 1% A/C 0.257 Reduce agua 0.1 Penetración 4.8 mm o Temperatura 26 C Humedad Relativa 65 % Lugar Laboratorio Tiempos de Fraguado TIEMPOS DE FRAGUADO - Cemento 1A (Aditivo superplastificante en 1%) 40 35 Penetración (mm) Tiempo Penetración (horas:minutos) (mm) 3:00 38.0 3:20 38.5 3:54 37.5 4:25 35.5 4:56 24.5 4:57 26.0 5:09 27.5 5:22 27.3 30 25 20 15 10 5 0 2:30 3:00 3:30 4:00 4:30 5:00 5:30 6:00 Tiempo (Horas) 178 Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. Anexo E: Tiempos de Fraguado Tiempos de Fraguado para cemento Samper: MEZCLA MECÁNICA EN EL LABORATORIO Consistencia normal Pasta sin aditivos A/C 0.255 Penetración 6.5 mm o Temperatura 25 C Humedad Relat. 65 % Lugar Laboratorio Tiempos de Fraguado Tiempo Penetración (horas:minutos) (mm) 2:34 40.0 2:51 35.0 2:57 30.7 3:08 25.9 3:21 19.7 3:28 13.6 3:54 8.0 4:02 4 4:10 1.6 4:20 1.3 4:29 0.3 4:39 0 TIEMPOS DE FRAGUADO - Cemento samper (Sin aditivos) 40 Penetración (mm) 35 30 25 20 15 10 5 0 2:00 3:00 4:00 5:00 6:00 Tiempo (Horas) 7:00 8:00 Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. 179 Anexo E: Tiempos de Fraguado MEZCLA MECÁNICA EN EL LABORATORIO Consistencia normal Pasta con expansor 3.0% A/C 0.255 Penetración 4.7 mm o Temperatura 25 C Humedad Relat. 67 % Lugar Laboratorio Tiempos de Fraguado Tiempo Penetración (horas:minutos) (mm) 4:51 36.8 5:15 32 5:25 28 5:34 21.0 5:40 14.8 5:50 10 6:07 8.0 6:20 6.0 6:35 1.8 TIEMPOS DE FRAGUADO - Cemento samper (Aditivo expansor en 3% de adición de cemento) 40 Penetración (mm) 35 30 25 20 15 10 5 0 4:00 4:30 5:00 5:30 6:00 6:30 7:00 7:30 8:00 Tiempo (Horas) 180 Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. Anexo E: Tiempos de Fraguado MEZCLA MECÁNICA EN EL LABORATORIO Consistencia normal Pasta con superplastificante 1.5% A/C 0.257 Reduce agua 13.5 % Penetración 40 mm o Temperatura 25 C Humedad Relat. 65 % Lugar Laboratorio REDUCCIONES DE AGUA A/C sin aditivos 0.255 Cemento 500 gr Agua normal 127.5 gr Si reduce un 10.5 % Necesito agua 114.1 gr Penetración Muy fluido Si reduce un 11.8 % Necesito agua 112.5 gr Penetración 40.0 mm Si reduce un 13.5 % Necesito agua 110.3 gr Penetración 9.2 mm Tiempos de Fraguado TIEMPOS DE FRAGUADO - Cemento samper (Aditivo superplastificante en 1.5%) 40 35 Penetración (mm) Tiempo Penetración (horas:minutos) (mm) 2:31 39.2 3:13 36.0 3:27 35.0 3:45 20.0 4:03 1.9 4:37 0.1 4:47 0.1 4:57 0.0 30 25 20 15 10 5 0 2:00 2:30 3:00 3:30 4:00 Tiempo (Horas) Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. 4:30 5:00 181 Anexo F: Resultados de las Mezclas de Prueba ANEXO F: RESULTADOS DE LAS MEZCLAS DE PRUEBA 182 Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero Anexo F: Resultados de las Mezclas de Prueba RESULTADOS DE LAS MEDICIONES PARA HALLAR LA EXPANSIÓN MEZCLA 1A-02-01 2,5% de exp Altura del molde (cm) Promedio Altura del cubo (cm) Promedio Promedio Máximo 2,5% de exp 1 51.30 51.40 51.25 51.25 2 51.30 51.25 51.50 51.30 3 51.40 51.50 51.20 51.20 2,75% de exp 51.30 51.95 51.34 51.90 51.33 51.95 Promedio 52.05 52.10 51.90 52.00 51.97 52.00 % de expansión 1.30 1.29 1.46 1.49 52.20 52.30 52.15 Promedio 1.61 1.90 Promedio Máximo MEZCLA 1A-02-02 1 2 51.50 51.85 Altura del molde (cm) Altura del cubo (cm) 3 51.25 3,00% de exp MEZCLA 1A-02-05 1 2 51.10 51.20 51.60 51.20 51.25 3 51.35 51.45 51.45 51.15 51.30 51.15 51.25 51.29 51.31 51.85 52.05 52.60 52.50 52.75 52.90 52.40 52.48 % de expansión 2.17 2.28 2.85 3.09 51.26 52.70 52.70 52.85 52.75 MEZCLA 1A-02-06 1 2 50.85 51.00 2.90 3.10 3 50.95 Altura del molde (cm) 51.30 51.25 51.15 51.80 51.35 51.20 51.35 51.20 51.10 Altura del molde (cm) 50.90 51.20 50.85 51.20 50.90 51.00 50.90 51.00 50.90 Promedio 51.30 52.05 51.55 52.20 51.23 51.95 Promedio 50.95 52.75 51.03 52.45 50.94 52.70 52.45 52.15 51.95 52.10 52.15 52.15 % de expansión 1.66 1.16 2.24 1.26 52.20 52.30 52.15 Promedio 52.80 52.70 52.73 1.81 2.10 Promedio Máximo 52.80 52.80 52.40 52.70 52.65 52.65 % de expansión 3.34 3.18 3.63 3.48 Altura del cubo (cm) Promedio Promedio Máximo 3,0% de exp Altura del molde (cm) Promedio Altura del cubo (cm) Promedio Promedio Máximo 2,5% de exp Altura del molde (cm) Promedio Altura del cubo (cm) Promedio Promedio Máximo MEZCLA 1A-02-03 1 2 51.50 50.95 51.75 51.00 51.20 51.30 51.05 51.25 Altura del cubo (cm) 3 51.15 50.95 51.35 51.15 4,00% de exp 51.13 52.65 51.15 53.55 Promedio 53.85 53.70 53.15 53.20 53.20 53.18 % de expansión 3.55 4.03 4.82 5.04 54.15 52.70 53.47 Promedio 4.53 5.87 Promedio Máximo 51.38 52.60 MEZCLA 1A-02-04 1 2 51.30 50.95 51.00 51.05 50.90 51.10 51.00 51.00 Altura del molde (cm) Altura del cubo (cm) 3 51.30 51.20 51.00 51.10 5,00% de exp 51.03 52.30 51.15 52.00 Promedio 52.30 52.60 52.40 52.50 52.23 52.47 % de expansión 2.32 2.83 2.64 3.09 52.40 52.20 52.20 Promedio 2.05 2.44 Promedio Máximo 51.05 52.00 Altura del molde (cm) Altura del cubo (cm) MEZCLA 1A-02-07 1 2 50.00 50.00 50.05 50.00 49.95 50.00 52.10 3.53 3.66 3 50.00 50.00 49.90 49.70 49.90 52.25 49.90 50.00 49.70 49.90 51.70 52.80 52.70 52.95 52.70 52.62 52.55 % de expansión 5.23 5.31 5.90 5.61 52.20 52.35 52.08 MEZCLA 1A-02-08 1 2 51.10 51.20 51.20 51.10 51.20 51.15 52.65 4.38 3.61 3 51.30 51.25 51.15 51.25 51.21 53.00 51.15 51.10 51.25 51.20 53.00 52.65 53.45 53.25 53.00 52.85 53.15 % de expansión 3.32 3.78 4.11 4.37 53.75 53.85 53.53 Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. 4.56 5.18 183 Anexo F: Resultados de las Mezclas de Prueba MEZCLA 1A-03-01 4,0% de exp Altura del molde (cm) Promedio Altura del cubo (cm) Promedio Promedio Máximo 4,00% de exp Altura del molde (cm) Promedio Altura del cubo (cm) Promedio Promedio Máximo 4,00% de exp Altura del molde (cm) Promedio Altura del cubo (cm) Promedio Promedio Máximo 184 1 50.95 51.00 51.00 51.00 50.99 52.80 2 50.90 50.90 50.95 50.90 50.91 52.60 3 50.95 50.90 51.00 51.10 50.99 51.20 52.60 52.70 52.30 52.60 51.70 52.20 52.35 52.53 % de expansión 2.67 3.17 3.55 3.51 51.60 52.30 52.40 51.88 MEZCLA 1A-03-02 1 2 50.80 51.00 50.80 51.00 50.80 50.80 51.00 50.80 50.85 50.90 52.70 52.50 52.90 52.60 53.30 52.90 52.40 52.90 52.83 52.73 % de expansión 3.88 3.59 4.82 3.93 MEZCLA 1A-03-03 1 2 51.00 51.10 51.10 51.00 51.00 51.10 51.00 51.00 51.03 51.05 51.30 52.30 51.70 52.30 51.90 52.10 52.00 52.10 51.73 52.20 % de expansión 1.37 2.25 1.91 2.45 1.74 2.77 3 50.90 51.10 50.80 51.10 50.98 52.60 52.90 53.20 53.10 52.95 3.87 4.36 3 51.10 50.90 51.00 51.50 51.13 53.00 51.80 51.90 51.40 52.03 1.76 3.67 4,00% de exp Altura del molde (cm) Promedio Altura del cubo (cm) Promedio Promedio Máximo 4,00% de exp Altura del molde (cm) Promedio Altura del cubo (cm) Promedio Promedio Máximo 3,00% de exp Altura del molde (cm) Promedio Altura del cubo (cm) Promedio Promedio Máximo MEZCLA 1A-03-04 1 2 50.80 50.70 50.80 50.60 50.80 50.70 50.80 50.70 50.80 50.68 51.00 51.40 51.80 52.10 51.90 52.20 51.60 51.30 51.58 51.75 % de expansión 1.53 2.12 2.17 3.01 MEZCLA 1A-03-05 1 2 51.00 51.00 50.90 50.90 51.10 51.00 51.00 51.10 51.00 51.00 53.00 52.70 53.00 52.50 52.80 52.20 52.30 52.00 52.78 52.35 % de expansión 3.48 2.65 3.92 3.33 MEZCLA 1A-03-06 1 2 51.10 51.00 51.20 51.10 51.00 51.00 51.00 51.00 51.08 51.03 51.00 51.50 51.20 51.60 51.40 52.00 51.00 51.60 51.15 51.68 % de expansión 0.15 1.27 0.64 1.91 3 50.70 50.80 50.80 50.90 50.80 51.20 51.70 51.50 51.00 51.35 1.08 1.77 3 51.00 51.00 50.90 51.00 50.98 52.40 52.60 52.40 52.40 52.45 2.89 3.19 3 51.00 51.10 51.00 51.00 51.03 51.30 51.40 51.60 51.50 51.45 0.83 1.13 Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. Anexo F: Resultados de las Mezclas de Prueba MEZCLA 1A-03-07 3,0% de exp Promedio 1 51.00 51.00 50.90 51.00 50.98 51.00 51.10 51.20 51.30 51.15 2 51.00 51.00 51.00 51.00 51.00 50.30 50.90 51.30 50.30 50.70 Promedio Máximo 0.34 0.64 -0.59 0.59 Altura del molde (cm) Promedio Altura del cubo (cm) 3,0% de exp Promedio 1 51.00 51.10 50.90 51.00 51.00 52.10 52.70 52.70 52.80 52.58 Promedio Máximo 3.09 3.53 Altura del molde (cm) Promedio Altura del cubo (cm) 3 51.00 50.90 51.00 51.00 50.98 50.30 50.50 50.60 51.10 50.63 % de expansión -0.69 0.25 MEZCLA 1A-03-08 2 3 51.00 51.00 51.00 51.00 51.00 51.00 51.00 51.00 51.00 51.00 52.00 51.90 52.50 52.30 52.70 52.60 52.70 52.50 52.48 52.33 % de expansión 2.89 2.60 3.33 3.14 4 51.00 50.90 50.90 51.00 50.95 50.40 51.00 51.90 51.30 51.15 5 51.00 50.90 50.90 51.10 50.98 50.20 50.70 50.90 51.10 50.73 6 50.90 51.00 51.00 50.90 50.95 50.80 51.40 51.30 51.00 51.13 0.39 1.86 -0.49 0.25 0.34 0.88 4 51.00 51.00 50.90 50.90 50.95 51.70 52.40 52.70 53.00 52.45 5 51.00 50.90 50.90 51.10 50.98 52.80 52.80 52.40 52.00 52.50 6 51.00 50.90 50.90 50.90 50.93 52.80 52.70 52.30 51.80 52.40 2.94 4.02 2.99 3.58 2.90 3.68 MEZCLA 1A-03-09 3,0% de exp 1 50.90 50.90 2 50.90 50.90 3 50.90 50.90 4 48.90 48.90 5 48.90 48.90 Promedio 51.00 50.90 50.93 50.80 50.80 50.60 50.20 50.60 51.00 51.00 50.95 49.10 50.10 50.50 50.50 50.05 51.00 50.90 50.93 49.10 49.40 49.50 49.70 49.43 48.90 48.90 48.90 48.50 49.10 48.70 49.50 48.95 Promedio Máximo -0.64 -0.25 -1.77 -0.88 -2.95 -2.41 0.10 1.23 48.90 48.90 48.90 48.90 48.90 48.90 48.60 48.40 48.80 49.70 48.70 48.60 48.80 48.80 48.73 48.88 % de expansión -0.36 -0.05 -0.20 1.64 Altura del molde (cm) Promedio Altura del cubo (cm) 6 48.90 48.90 7 48.90 49.00 8 48.90 48.90 9 48.90 48.90 10 48.80 48.90 11 48.80 48.90 12 48.80 49.00 48.90 49.00 48.95 49.10 49.30 49.00 48.70 49.03 49.00 49.00 48.95 48.80 49.10 49.30 49.80 49.25 49.00 48.90 48.93 49.00 49.40 49.50 49.10 49.25 48.90 48.80 48.85 49.20 48.80 48.70 48.20 48.73 48.80 48.90 48.85 48.70 48.90 48.50 47.60 48.43 48.90 48.80 48.88 48.80 49.10 48.50 48.20 48.65 0.15 0.72 0.61 1.74 0.66 1.18 -0.26 0.72 -0.87 0.10 -0.46 0.46 Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. 185 Anexo F: Resultados de las Mezclas de Prueba 3,0% de exp 1 51.00 51.10 2 51.00 51.00 3 51.00 51.00 4 48.90 48.90 Promedio 50.90 51.00 51.00 50.50 50.90 51.10 50.80 50.83 51.00 51.00 51.00 49.80 50.30 50.30 50.10 50.13 51.00 51.00 51.00 50.70 51.00 50.90 50.90 50.88 48.90 48.90 48.90 48.90 49.10 48.90 48.80 48.93 Promedio Máximo -0.34 0.20 -1.72 -1.37 -0.25 0.00 0.05 0.41 Promedio 1 49.10 49.10 48.90 48.90 49.00 49.50 49.90 49.80 49.70 49.73 2 48.90 48.80 49.00 48.80 48.88 49.90 49.20 49.00 49.80 49.48 3 48.90 49.10 48.80 48.80 48.90 48.90 48.90 48.80 48.40 48.75 4 48.90 48.90 48.80 48.90 48.88 49.00 49.20 49.40 49.70 49.33 Promedio Máximo 1.48 1.84 1.23 2.10 -0.31 0.00 0.92 1.69 Promedio 1 48.00 48.00 47.90 47.90 47.95 48.90 48.70 48.20 47.90 48.43 2 47.80 47.80 47.90 48.10 47.90 48.70 48.50 48.00 47.60 48.20 3 48.10 48.00 48.10 47.90 48.03 48.30 48.00 47.50 47.10 47.73 4 48.00 47.90 48.00 47.80 47.93 48.50 48.20 47.60 47.50 47.95 Promedio Máximo 0.99 1.98 0.63 1.67 -0.62 0.57 0.05 1.20 Altura del molde (cm) Promedio Altura del cubo (cm) 3,0% de exp Altura del molde (cm) Promedio Altura del cubo (cm) 3,0% de exp Altura del molde (cm) Promedio Altura del cubo (cm) 186 MEZCLA 1A-03-10 5 6 7 48.90 48.90 48.80 48.90 49.00 48.80 48.90 48.90 48.90 48.90 48.90 48.93 49.00 49.00 49.20 49.10 49.30 48.80 49.10 48.70 49.15 48.90 % de expansión 0.51 -0.05 0.82 0.36 MEZCLA 1A-03-11 5 6 48.80 48.90 48.90 48.90 48.90 48.90 48.90 48.90 48.88 48.90 49.30 48.90 49.10 49.00 49.40 49.10 48.80 49.00 49.15 49.00 % de expansión 0.56 0.20 1.07 0.41 MEZCLA 1A-03-12 5 6 47.80 47.90 47.80 48.00 47.80 47.80 47.80 47.80 47.80 47.88 47.70 48.00 47.80 48.10 47.90 47.90 47.80 48.00 47.80 48.00 % de expansión 0.00 0.26 0.21 0.47 8 48.80 48.80 9 48.80 48.80 10 48.90 48.90 11 49.00 48.80 12 48.90 48.90 49.00 48.90 48.88 48.60 48.90 49.10 48.50 48.78 48.90 48.90 48.85 49.10 49.10 49.00 48.90 49.03 48.90 48.90 48.85 48.40 49.00 49.40 48.10 48.73 48.90 48.90 48.90 49.40 49.40 48.30 48.00 48.78 48.90 48.90 48.90 49.50 49.70 49.70 49.50 49.60 48.90 48.80 48.88 48.90 48.80 48.80 49.10 48.90 -0.20 0.46 0.36 0.51 -0.26 1.13 -0.26 1.02 1.43 1.64 0.05 0.46 7 48.90 48.90 49.00 48.90 48.93 48.90 49.00 48.90 48.80 48.90 8 48.90 48.80 48.90 48.90 48.88 48.70 48.90 49.00 49.00 48.90 9 48.90 48.80 48.90 48.90 48.88 48.30 48.40 48.50 48.30 48.38 10 50.80 50.70 50.80 50.70 50.75 50.30 50.40 50.10 49.80 50.15 11 50.60 50.70 50.60 50.70 50.65 49.80 50.00 50.20 50.50 50.13 12 50.70 50.90 50.70 50.80 50.78 50.40 50.40 50.50 50.40 50.43 -0.05 0.15 0.05 0.26 -1.02 -0.77 -1.18 -0.69 -1.04 -0.30 -0.69 -0.54 7 47.80 48.00 47.90 47.90 47.90 47.40 47.60 48.00 47.80 47.70 8 47.50 47.90 47.90 48.10 47.85 47.90 48.00 48.00 47.90 47.95 9 47.60 48.00 48.10 47.80 47.88 47.30 47.30 47.60 47.90 47.53 10 47.90 48.00 47.80 48.00 47.93 47.10 47.60 47.70 48.10 47.63 11 47.70 47.90 48.00 47.90 47.88 48.50 47.60 48.30 48.50 48.23 12 47.90 48.00 47.90 48.10 47.98 47.50 47.90 48.00 48.30 47.93 -0.42 0.21 0.21 0.31 -0.73 0.05 -0.63 0.37 0.73 1.31 -0.10 0.68 Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. Anexo F: Resultados de las Mezclas de Prueba MEZCLA SA-03-02 1,5% de exp 1 51.00 51.00 2 49.90 51.00 3 51.00 49.90 4 48.90 48.90 5 48.90 48.90 7 50.80 50.70 8 50.60 50.70 9 50.80 50.90 10 48.80 48.80 11 48.90 48.90 12 48.80 48.90 Promedio 49.90 51.00 50.73 53.10 53.20 53.30 52.60 53.05 49.90 51.00 50.45 52.40 52.80 52.90 53.00 52.78 49.90 51.10 50.48 52.80 53.00 53.20 53.40 53.10 48.80 48.90 48.88 50.80 51.30 51.40 51.00 51.13 50.70 50.60 50.65 52.90 53.00 52.80 52.50 52.80 50.80 50.80 50.83 51.80 52.20 52.50 52.50 52.25 48.80 48.80 48.80 50.60 50.90 51.60 51.30 51.10 48.80 48.80 48.85 50.40 50.90 51.30 51.20 50.95 48.80 49.00 48.88 50.60 50.90 50.70 50.50 50.68 Promedio Máximo 4.58 3.70 4.61 5.05 5.20 5.79 4.60 5.17 48.90 48.80 50.80 48.80 48.80 50.70 48.88 48.85 50.75 51.50 52.10 52.30 51.50 51.50 52.50 51.30 51.10 52.90 51.30 51.30 53.00 51.40 51.50 52.68 % de expansión 5.17 5.42 3.79 5.37 5.42 4.43 4.24 4.64 2.80 3.30 4.71 5.74 4.30 5.02 3.68 4.14 1 48.80 48.80 48.90 2 49.00 48.70 48.90 3 48.80 48.80 49.00 4 48.80 48.80 48.90 MEZCLA SA-03-03 5 6 7 48.90 48.80 48.80 48.90 48.90 48.90 48.90 48.70 49.10 8 48.90 49.00 48.80 9 48.80 49.00 49.10 10 51.00 51.20 51.00 11 51.10 51.00 51.00 12 51.20 51.10 51.00 Promedio 48.90 48.85 52.30 53.30 53.10 52.20 52.73 49.00 48.90 51.00 53.00 53.80 52.10 52.48 49.10 48.93 51.80 53.30 54.00 52.60 52.93 48.90 48.85 51.70 52.80 53.50 52.00 52.50 49.10 48.95 51.60 52.80 53.30 52.40 52.53 49.00 48.98 51.50 52.90 53.20 53.00 52.65 51.00 51.05 54.30 55.30 55.70 54.20 54.88 51.00 51.03 54.00 55.00 55.10 54.60 54.68 51.10 51.10 54.20 55.30 55.40 54.00 54.73 Promedio Máximo 7.93 9.11 7.31 10.02 8.18 10.37 7.47 9.52 7.30 8.89 7.50 8.63 7.49 9.11 7.15 7.99 7.09 8.41 Altura del molde (cm) Promedio Altura del cubo (cm) 3,0% de exp Altura del molde (cm) Promedio Altura del cubo (cm) 6 48.90 48.90 48.70 48.80 48.80 48.85 48.80 48.90 51.50 51.70 51.80 52.80 52.60 53.20 53.00 53.00 53.30 52.80 52.30 52.40 52.53 52.40 52.68 % de expansión 7.52 7.38 7.72 8.50 8.61 9.00 Promedio 1 51.10 51.00 49.90 49.90 50.48 53.60 53.30 53.20 53.10 53.30 2 50.60 50.60 50.80 50.70 50.68 52.80 52.80 53.00 53.10 52.93 Promedio Máximo 5.60 6.19 4.44 4.79 MEZCLA SA-03-06 3 4 5 50.80 51.10 51.00 50.90 50.80 51.00 51.00 50.70 50.90 50.90 50.90 51.10 50.90 50.88 51.00 53.00 52.80 53.40 53.10 53.10 53.20 52.80 53.20 52.80 52.80 52.90 52.30 52.93 53.00 52.93 % de expansión 3.98 4.18 3.77 4.32 4.57 4.71 1 50.90 51.00 2 51.10 51.00 MEZCLA SA-03-07 3 4 5 50.80 51.00 51.00 50.90 51.00 51.00 Promedio 50.90 50.90 50.93 53.70 54.60 54.70 54.40 54.35 50.90 51.00 51.00 53.70 54.60 54.60 54.40 54.33 Promedio Máximo 6.73 7.41 6.52 7.06 1,5% de exp Altura del molde (cm) Promedio Altura del cubo (cm) 3,0% de exp Altura del molde (cm) Promedio Altura del cubo (cm) 50.90 50.90 51.00 51.00 50.90 51.10 50.90 50.95 51.03 52.50 53.50 53.20 53.30 54.30 53.80 53.70 54.50 54.30 53.70 54.40 54.00 53.30 54.18 53.83 % de expansión 4.72 6.33 5.49 5.50 6.97 6.42 6 50.90 50.90 50.80 51.10 50.93 52.10 52.50 52.80 52.90 52.58 7 50.80 50.90 50.80 50.80 50.83 52.50 52.70 53.10 53.10 52.85 8 50.80 50.90 50.80 50.90 50.85 53.10 53.20 53.00 52.70 53.00 9 50.80 50.70 50.80 50.70 50.75 53.10 52.50 52.70 52.70 52.75 3.24 3.88 3.98 4.48 4.23 4.62 3.94 3.84 6 51.10 51.00 7 50.60 50.70 8 50.80 50.90 9 50.80 50.70 51.00 50.90 51.00 53.30 54.00 54.10 53.80 53.80 50.60 50.70 50.65 53.60 54.10 54.00 53.70 53.85 50.80 50.90 50.85 53.20 54.00 54.60 53.70 53.88 50.80 50.70 50.75 52.80 53.50 53.90 53.50 53.43 5.49 6.08 6.32 6.81 5.95 7.37 5.27 6.21 Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. 187 Anexo F: Resultados de las Mezclas de Prueba RESULTADOS DE RESISTENCIA Y EXPANSIÓN MEZCLA 1A-02-01 Fecha de fundido Ensayos de resistencia 2 Edad (días) Cubo # Carga (Kg) Esfuerzo (Kg/cm ) 7 1 3335 133.4 7 2 3320 132.8 7 3 3392 135.7 2 Promedio (Kg/cm ) 3349.0 134.0 MEZCLA 1A-02-02 Fecha de fundido Ensayos de resistencia 2 Edad (días) Cubo # Carga (Kg) Esfuerzo (Kg/cm ) 11 1 3398 135.9 11 2 3428 137.1 11 3 3546 141.8 2 Promedio (Kg/cm ) 3457.3 138.3 MEZCLA 1A-02-03 Fecha de fundido Ensayos de resistencia 2 Edad (días) Cubo # Carga (Kg) Esfuerzo (Kg/cm ) 11 1 4900 196.0 11 2 5320 212.8 11 3 4860 194.4 2 Promedio (Kg/cm ) 5026.7 201.1 27-Ago-02 Martes MEZCLA 1A-02-01 Fecha de Falla 03-Sep-02 Martes 03-Sep-02 Martes 1.62 % 1.40 % 139 % 03-Sep-02 Martes 29-Ago-02 Jueves MEZCLA 1A-02-02 Fecha de Falla 09-Sep-02 Lunes 09-Sep-02 Viernes % expansión máxima % expansión promedio Flujo 1.87 % 1.54 % 22 golpes 09-Sep-02 29-Ago-02 Jueves MEZCLA 1A-02-03 Fecha de Falla 09-Sep-02 Lunes 09-Sep-02 Lunes % expansión máxima % expansión promedio Flujo 5.24 % 4.04 % 24 golpes 09-Sep-02 Lunes MEZCLA 1A-02-04 Fecha de fundido 06-Sep-02 Viernes Ensayos de resistencia 2 Edad (días) Cubo # Carga (Kg) Esfuerzo (Kg/cm ) Fecha de Falla 3 1 3168 126.7 09-Sep-02 Lunes 3 2 2950 118.0 09-Sep-02 Lunes 3 3 2824 113.0 09-Sep-02 Lunes 2 Promedio (Kg/cm ) 2980.7 119.2 MEZCLA 1A-02-05 Fecha de fundido 10-Sep-02 Martes Ensayos de resistencia 2 Edad (días) Cubo # Carga (Kg) Esfuerzo (Kg/cm ) Fecha de Falla 3 1 2039 81.6 13-Sep-02 Viernes 3 2 2356 94.2 13-Sep-02 Viernes 3 3 2150 86.0 13-Sep-02 Viernes 2 Promedio (Kg/cm ) 2181.7 87.3 MEZCLA 1A-02-06 Fecha de fundido 27-Sep-02 Viernes Ensayos de resistencia 2 Edad (días) Cubo # Carga (Kg) Esfuerzo (Kg/cm ) Fecha de Falla 3 1 4815 192.6 30-Sep-02 Viernes 3 2 5021 200.8 30-Sep-02 Viernes 3 3 4723 188.9 30-Sep-02 Viernes 2 Promedio (Kg/cm ) 4853.0 194.1 188 % expansión máxima % expansión promedio Flujo MEZCLA 1A-02-04 % expansión máxima % expansión promedio Flujo 2.72 % 2.40 % 129 % MEZCLA 1A-02-05 % expansión máxima % expansión promedio Flujo 3.01 % 2.45 % 140 % MEZCLA 1A-02-06 % expansión máxima % expansión promedio Flujo 3.59 % 3.35 % 129 Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. Anexo F: Resultados de las Mezclas de Prueba MEZCLA 1A-02-07 Fecha de fundido Ensayos de resistencia 2 Edad (días) Cubo # Carga (Kg) Esfuerzo (Kg/cm ) 3 1 3940 157.6 3 2 3953 158.1 3 3 3828 153.1 2 Promedio (Kg/cm ) 3907.0 156.3 27-Sep-02 Viernes MEZCLA 1A-02-07 Fecha de Falla 30-Sep-02 Viernes 30-Sep-02 Viernes Edad (días) Cubo # 7 1 7 2 7 3 2 Promedio (Kg/cm ) Edad (días) Cubo # 7 1 7 2 7 3 2 Promedio (Kg/cm ) Edad (días) Cubo # 7 1 7 2 7 3 2 Promedio (Kg/cm ) MEZCLA 1A-03-01 Fecha de fundido 18-Feb-03 Ensayos de resistencia 2 Carga (Kg) Esfuerzo (Kg/cm ) Fecha de Falla 5200 208.0 25-Feb-03 4690 187.6 25-Feb-03 4540 181.6 25-Feb-03 4810.0 192.4 Martes 182.0 166 157.6 168.5 169.2 166.4 170.4 168.7 4.55 % 3.89 % 124 MEZCLA 1A-03-01 % expansión máxima 3.28 % expansión promedio 2.53 Flujo 10 golpes % % MEZCLA 1A-03-02 % expansión máxima 4.37 % expansión promedio 3.78 Flujo 15 golpes % % MEZCLA 1A-03-03 % expansión máxima 2.68 % expansión promedio 1.79 Flujo 148 % % 24-Feb-03 Lunes 24-Feb-03 Lunes 24-Feb-03 Lunes MEZCLA 1A-03-03 Fecha de fundido 19-Feb-03 Miércoles Ensayos de resistencia 2 Carga (Kg) Esfuerzo (Kg/cm ) Fecha de Falla 4230 4160 4260 4216.7 MEZCLA 1A-02-08 % expansión máxima % expansión promedio Flujo Martes Martes Martes MEZCLA 1A-03-02 Fecha de fundido 17-Feb-03 Lunes Ensayos de resistencia 2 Carga (Kg) Esfuerzo (Kg/cm ) Fecha de Falla 4550 4150 3940 4213.3 5.04 % 4.97 % 15 golpes 30-Sep-02 Viernes MEZCLA 1A-02-08 Fecha de fundido 30-Sep-02 Viernes Ensayos de resistencia 2 Edad (días) Cubo # Carga (Kg) Esfuerzo (Kg/cm ) Fecha de Falla 4 1 3759 150.4 04-Oct-02 Viernes 4 2 3978 159.1 04-Oct-02 Viernes 4 3 4131 165.2 04-Oct-02 Viernes 2 Promedio (Kg/cm ) 3956.0 158.2 Edad (días) Cubo # 7 1 7 2 7 3 2 Promedio (Kg/cm ) % expansión máxima % expansión promedio Flujo 26-Feb-03 Miércoles 26-Feb-03 Miércoles 26-Feb-03 Miércoles MEZCLA 1A-03-04 Fecha de fundido 19-Feb-03 Ensayos de resistencia 2 Carga (Kg) Esfuerzo (Kg/cm ) Fecha de Falla 5800 232.0 26-Feb-03 5280 211.2 26-Feb-03 5350 214 26-Feb-03 5476.7 219.1 Miércoles MEZCLA 1A-03-04 % expansión máxima 2.32 % % expansión promedio 1.58 % Flujo Superfluido Miércoles Miércoles Miércoles Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. 189 Anexo F: Resultados de las Mezclas de Prueba Edad (días) Cubo # 7 1 7 2 7 3 2 Promedio (Kg/cm ) Edad (días) Cubo # 7 1 7 2 7 3 2 Promedio (Kg/cm ) MEZCLA 1A-03-05 Fecha de fundido 20-Feb-03 Jueves Ensayos de resistencia 2 Carga (Kg) Esfuerzo (Kg/cm ) Fecha de Falla 7460 7860 7800 7706.7 298.4 314.4 312 308.3 MEZCLA 1A-03-05 % expansión máxima 3.48 % expansión promedio 3.01 Flujo 152 % % 27-Feb-03 Jueves 27-Feb-03 Jueves 27-Feb-03 Jueves MEZCLA 1A-03-06 Fecha de fundido 21-Feb-03 Ensayos de resistencia 2 Carga (Kg) Esfuerzo (Kg/cm ) Fecha de Falla 7590 303.6 28-Feb-03 7450 298 28-Feb-03 7780 311.2 28-Feb-03 7606.7 304.3 Viernes MEZCLA 1A-03-06 % expansión máxima 1.22 % % expansión promedio 0.75 % Flujo Superfluido Viernes Viernes Viernes MEZCLA 1A-03-07 MEZCLA 1A-03-07 Fecha de fundido 4-Mar-03 Ensayos de resistencia 2 Edad (días) Cubo # Carga (Kg) Esfuerzo (Kg/cm ) Fecha de Falla 3 2 625 25.0 07-Mar-03 3 3 643 25.72 07-Mar-03 4 644 25.76 07-Mar-03 3 2 Promedio (Kg/cm ) 637.3 25.5 6 1 5500 220.0 10-Mar-03 6 5 5600 224.0 10-Mar-03 6 6 5340 213.6 10-Mar-03 2 Promedio (Kg/cm ) 5480.0 219.2 Martes % expansión máxima % expansión promedio Flujo 0.74 % -0.11 % Superfluido Viernes Viernes Viernes Lunes Lunes Lunes MEZCLA 1A-03-08 Fecha de fundido 7-Mar-03 Viernes Ensayos de resistencia 2 Edad (días) Cubo # Carga (Kg) Esfuerzo (Kg/cm ) Fecha de Falla 3 1 3930 157.2 10-Mar-03 Lunes 3 2 4090 163.6 10-Mar-03 Lunes 3 5 3730 149.2 10-Mar-03 Lunes 2 Promedio (Kg/cm ) 3916.7 156.7 7 3 7220 288.8 14-Mar-03 Viernes 7 4 7150 286.0 14-Mar-03 Viernes 7 62 7500 300.0 14-Mar-03 Viernes Promedio (Kg/cm ) 7290.0 291.6 MEZCLA 1A-03-08 % expansión máxima 3.55 % expansión promedio 2.90 Flujo 132 MEZCLA 1A-03-09 Fecha de fundido 17-Mar-03 Lunes Ensayos de resistencia 2 Edad (días) Cubo # Carga (Kg) Esfuerzo (Kg/cm ) Fecha de Falla 8 4 6450 258.0 25-Mar-03 Martes 8 8 7400 296 25-Mar-03 Martes 8 12 7160 286.4 25-Mar-03 Martes 2 Promedio (Kg/cm ) 7003.3 280.1 14 1 8660 346.4 31-Mar-03 Lunes 14 5 8880 355.2 31-Mar-03 Lunes 14 10 8500 340.0 31-Mar-03 Lunes 2 Promedio (Kg/cm ) 8680.0 347.2 21 2 11280 451.2 07-Abr-03 Lunes 21 7 10830 433.2 07-Abr-03 Lunes 21 11 10000 400.0 07-Abr-03 Lunes MEZCLA 1A-03-09 % expansión máxima 0.34 % % expansión promedio -0.48 % Flujo Superfluido 2 Promedio (Kg/cm ) 38 3 6 38 38 9 2 Promedio (Kg/cm ) 190 10703.3 10290 9800 10680 10256.7 428.1 411.6 392.0 427.2 410.3 % % (requete) 24-Abr-03 Jueves 24-Abr-03 Jueves 24-Abr-03 Jueves Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. Anexo F: Resultados de las Mezclas de Prueba MEZCLA 1A-03-10 Fecha de fundido 17-Mar-03 Lunes Ensayos de resistencia 2 Edad (días) Cubo # Carga (Kg) Esfuerzo (Kg/cm ) Fecha de Falla 8 6 6040 241.6 25-Mar-03 Martes 8 8 6320 252.8 25-Mar-03 Martes 8 10 6250 250 25-Mar-03 Martes 2 Promedio (Kg/cm ) 6203.3 248.1 14 2 8500 340.0 31-Mar-03 Lunes 14 7 8200 328.0 31-Mar-03 Lunes 14 12 8520 340.8 31-Mar-03 Lunes 2 Promedio (Kg/cm ) 8406.7 336.3 21 3 10000 400.0 07-Abr-03 Lunes 21 5 9760 390.4 07-Abr-03 Lunes 21 11 9050 362.0 07-Abr-03 Lunes 2 Promedio (Kg/cm ) 38 1 38 4 9 38 2 Promedio (Kg/cm ) 9603.3 10060 9600 9630 9763.3 384.1 402.4 384.0 385.2 390.5 24-Abr-03 Jueves 24-Abr-03 Jueves 24-Abr-03 Jueves MEZCLA 1A-03-11 Fecha de fundido 18-Mar-03 Martes Ensayos de resistencia 2 Edad (días) Cubo # Carga (Kg) Esfuerzo (Kg/cm ) Fecha de Falla 7 2 4800 192.0 25-Mar-03 Martes 7 6 4360 174.4 25-Mar-03 Martes 7 11 4250 170 25-Mar-03 Martes 2 Promedio (Kg/cm ) 4470.0 178.8 13 4 5090 203.6 31-Mar-03 Lunes 13 8 6060 242.4 31-Mar-03 Lunes 13 10 5590 223.6 31-Mar-03 Lunes 2 Promedio (Kg/cm ) 5580.0 223.2 22 1 8150 326.0 09-Abr-03 Miércoles 22 5 7950 318.0 09-Abr-03 Miércoles 12 7070 282.8 09-Abr-03 Miércoles 22 2 Promedio (Kg/cm ) 37 3 7 37 37 9 2 Promedio (Kg/cm ) 7723.3 8180 7800 8230 8070.0 308.9 327.2 312.0 329.2 322.8 MEZCLA 1A-03-10 % expansión máxima 0.47 % % expansión promedio -0.06 % Flujo Superfluido MEZCLA 1A-03-11 % expansión máxima 0.43 % % expansión promedio 0.01 % Flujo Superfluido 24-Abr-03 Jueves 24-Abr-03 Jueves 24-Abr-03 Jueves MEZCLA 1A-03-12 Fecha de fundido 18-Mar-03 Martes Ensayos de resistencia 2 Edad (días) Cubo # Carga (Kg) Esfuerzo (Kg/cm ) Fecha de Falla 7 1 4090 163.6 25-Mar-03 Martes 7 5 3750 150 25-Mar-03 Martes 7 9 3830 153.2 25-Mar-03 Martes 2 Promedio (Kg/cm ) 3890.0 155.6 13 3 5150 206.0 31-Mar-03 Lunes 13 7 5790 231.6 31-Mar-03 Lunes 13 11 5740 229.6 31-Mar-03 Lunes 2 Promedio (Kg/cm ) 5560.0 222.4 22 4 6300 252.0 09-Abr-03 Miércoles 22 8 5860 234.4 09-Abr-03 Miércoles 22 12 5960 238.4 09-Abr-03 Miércoles 2 Promedio (Kg/cm ) 6040.0 241.6 2 7390 295.6 24-Abr-03 Jueves 37 37 6 7160 286.4 24-Abr-03 Jueves 37 10 6800 272.0 24-Abr-03 Jueves 2 Promedio (Kg/cm ) 7116.7 284.7 MEZCLA 1A-03-12 Resultados % expansión máxima 0.75 % % expansión promedio 0.03 % Flujo Superfluido Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. 191 Anexo F: Resultados de las Mezclas de Prueba Edad (días) Cubo # 1 1 1 5 1 9 2 Promedio (Kg/cm ) 5 2 5 6 5 11 2 Promedio (Kg/cm ) 7 3 7 8 7 12 2 Promedio (Kg/cm ) 4 30 30 7 30 10 2 Promedio (Kg/cm ) MEZCLA SA-03-01 Fecha de fundido 31-Mar-03 Ensayos de resistencia 2 Carga (Kg) Esfuerzo (Kg/cm ) Fecha de Falla 3760 150.4 01-Abr-03 3790 151.6 01-Abr-03 3780 151.2 01-Abr-03 3776.7 151.1 7250 290.0 05-Abr-03 7500 300.0 05-Abr-03 6490 259.6 05-Abr-03 7080.0 283.2 7700 308.0 07-Abr-03 8600 344.0 07-Abr-03 7200 288.0 07-Abr-03 7833.3 313.3 8860 354.4 30-Abr-03 8800 352.0 30-Abr-03 7940 317.6 30-Abr-03 8533.3 341.3 Edad (días) Cubo # 1 6 1 8 1 12 2 Promedio (Kg/cm ) 4 2 4 7 4 11 2 Promedio (Kg/cm ) 8 1 8 4 8 5 2 Promedio (Kg/cm ) 29 3 29 9 29 10 2 Promedio (Kg/cm ) MEZCLA SA-03-02 Fecha de fundido 1-Abr-03 Ensayos de resistencia 2 Carga (Kg) Esfuerzo (Kg/cm ) Fecha de Falla 2650 106.0 02-Abr-03 2320 92.8 02-Abr-03 2550 102 02-Abr-03 2506.7 100.3 6360 254.4 05-Abr-03 5800 232.0 05-Abr-03 6390 255.6 05-Abr-03 6183.3 247.3 6460 258.4 09-Abr-03 8000 320.0 09-Abr-03 6740 269.6 09-Abr-03 7066.7 282.7 8010 320.4 30-Abr-03 7960 318.4 30-Abr-03 8050 322.0 30-Abr-03 8006.7 320.3 Edad (días) Cubo # 1 1 1 8 1 11 2 Promedio (Kg/cm ) 4 3 4 5 4 9 2 Promedio (Kg/cm ) 8 4 8 7 8 12 2 Promedio (Kg/cm ) 29 2 29 6 10 29 2 Promedio (Kg/cm ) 192 Lunes Martes Martes Martes Sábado Sábado Sábado Lunes Lunes Lunes Miércoles Miércoles Miércoles Martes 66.4 83.2 74.5 222.0 241.6 230.4 231.3 215.6 206.4 256.0 226.0 276.0 278.0 272.0 275.3 MEZCLA SA-03-02 % expansión máxima 4.81 % expansión promedio 4.43 Flujo 10 golpes % % Miércoles Miércoles Miércoles Sábado Sábado Sábado Miércoles Miércoles Miércoles Miércoles Miércoles Miércoles MEZCLA SA-03-03 Fecha de fundido 1-Abr-03 Martes Ensayos de resistencia 2 Carga (Kg) Esfuerzo (Kg/cm ) Fecha de Falla 1850 74.0 02-Abr-03 Miércoles 1660 2080 1863.3 5550 6040 5760 5783.3 5390 5160 6400 5650.0 6900 6950 6800 6883.3 MEZCLA SA-03-01 % expansión máxima % % expansión promedio % Flujo Superfluido MEZCLA SA-03-03 Resultados % expansión máxima 9.01 % expansión promedio 7.50 Flujo 98 % % 02-Abr-03 Miércoles 02-Abr-03 Miércoles 05-Abr-03 Sábado 05-Abr-03 Sábado 05-Abr-03 Sábado 09-Abr-03 Miércoles 09-Abr-03 Miércoles 09-Abr-03 Miércoles 30-Abr-03 Miércoles 30-Abr-03 Miércoles 30-Abr-03 Miércoles Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. Anexo F: Resultados de las Mezclas de Prueba Edad (días) Cubo # 7 2 7 4 7 8 2 Promedio (Kg/cm ) 21 1 21 6 21 9 2 Promedio (Kg/cm ) 29 3 29 5 29 7 2 Promedio (Kg/cm ) MEZCLA SA-03-04 Fecha de fundido 03-Abr-03 Ensayos de resistencia 2 Carga (Kg) Esfuerzo (Kg/cm ) Fecha de Falla 8250 330.0 10-Abr-03 8500 340.0 10-Abr-03 8830 353.2 10-Abr-03 8526.7 341.1 9900 396.0 24-Abr-03 9520 380.8 24-Abr-03 9820 392.8 24-Abr-03 9746.7 389.9 10820 432.8 02-May-03 10960 438.4 02-May-03 12000 480.0 02-May-03 11260.0 450.4 Jueves MEZCLA SA-03-04 % expansión máxima % % expansión promedio % Flujo Superfluido Jueves Jueves Jueves Jueves Jueves Jueves Viernes Viernes Viernes MEZCLA SA-03-05 Fecha de fundido 04-Abr-03 Viernes Ensayos de resistencia 2 Edad (días) Cubo # Carga (Kg) Esfuerzo (Kg/cm ) Fecha de Falla 6 1 8810 352.4 10-Abr-03 Jueves 6 6 9330 373.2 10-Abr-03 Jueves 6 9 9330 373.2 10-Abr-03 Jueves 2 Promedio (Kg/cm ) 9156.7 366.3 21 3 11120 444.8 25-Abr-03 Viernes 21 5 9600 384.0 25-Abr-03 Viernes 21 8 10230 409.2 25-Abr-03 Viernes 2 Promedio (Kg/cm ) 10316.7 412.7 28 2 11480 459.2 02-May-03 Viernes 28 4 11200 448.0 02-May-03 Viernes 28 7 12030 481.2 02-May-03 Viernes 2 Promedio (Kg/cm ) 11570.0 462.8 MEZCLA SA-03-04 % expansión máxima % % expansión promedio % Flujo Superfluido MEZCLA SA-03-06 Fecha de fundido 22-Abr-03 Martes Ensayos de resistencia 2 Edad (días) Cubo # Carga (Kg) Esfuerzo (Kg/cm ) Fecha de Falla 3 1 5060 202.4 25-Abr-03 Viernes 3 5 4430 177.2 25-Abr-03 Viernes 3 9 4280 171.2 25-Abr-03 Viernes 2 Promedio (Kg/cm ) 4590.0 183.6 8 2 6660 266.4 30-Abr-03 Miércoles 8 4 6820 272.8 30-Abr-03 Miércoles 8 6 7160 286.4 30-Abr-03 Miércoles 2 Promedio (Kg/cm ) 6880.0 275.2 21 3 7960 318.4 13-May-03 Martes 21 5 7770 310.8 13-May-03 Martes 21 8 7290 291.6 13-May-03 Martes 2 Promedio (Kg/cm ) 7673.3 306.9 MEZCLA SA-03-04 % expansión máxima % expansión promedio Flujo MEZCLA SA-03-07 Fecha de fundido 23-Abr-03 Miércoles Ensayos de resistencia 2 Edad (días) Cubo # Carga (Kg) Esfuerzo (Kg/cm ) Fecha de Falla 2 1 2040 81.6 25-Abr-03 Viernes 2 4 2030 81.2 25-Abr-03 Viernes 2 7 2080 83.2 25-Abr-03 Viernes 2 Promedio (Kg/cm ) 2050.0 82.0 7 2 4960 198.4 30-Abr-03 Miércoles 7 5 5230 209.2 30-Abr-03 Miércoles 7 9 4760 190.4 30-Abr-03 Miércoles 2 Promedio (Kg/cm ) 4983.3 199.3 21 3 6980 279.2 14-May-03 Miércoles 21 6 7320 292.8 14-May-03 Miércoles 21 8 7210 288.4 14-May-03 Miércoles 2 Promedio (Kg/cm ) 7170.0 286.8 4.60 % 4.15 % MEZCLA SA-03-04 % expansión máxima % expansión promedio Flujo 6.65 % 5.87 % Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. 193 Anexo G: Resultados de los Ensayos de las Probetas ANEXO G: RESULTADOS DE LOS ENSAYOS DE LAS PROBETAS 194 Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero Anexo G: Resultados de los Ensayos de las Probetas Longitud Espesor Diámetro Hume % de Fecha probeta probeta externo dad Expan Varilla Fundida (cm) (cm) (cm) (%) sor E o l E E o l E E o l E E o l E E o l E E o R E o E o l E E o l E E o l E E o l E E o l E E o l E E o l E E o l E E o l E E o l E l E l E 1 1 1 1 2 2 2 2 3 3 3 3 4 4 4 4 5 5 5 5 6 6 3 3 7 7 8 8 8 8 9 9 9 9 11 11 11 11 12 12 12 12 13 13 13 13 14 14 14 14 18 18 18 18 19 19 19 19 20 20 20 20 21 21 21 21 55 55 22 22 22.9 22.8 21.3 21.7 17.1 17.1 15.9 16 20.4 20.1 22.2 23 30.9 30 28.2 27 25.3 26.2 28.5 29.7 22.5 24 30.5 29.4 32.7 31 32.8 33.3 34 34.2 29.2 28.1 27.5 26.4 24.4 23.4 22.3 21 22.7 22.1 22.1 20 24.3 25.5 27.6 29 32 30.2 28.7 28.7 24.2 23.6 25 25.2 27.5 26.5 25 23.7 40 37 33.5 32 27 26.5 28 29 23.4 22.7 25.5 23.5 1.4 1.6 1.3 1.4 1.7 1.8 1.8 1.9 1.6 1.6 1.6 1.8 1.6 1.9 1.5 1.7 1.7 1.7 1.6 1.5 2 2.1 1.5 1.6 1.8 1.5 1.6 1.4 1.8 1.3 1 1.5 1.3 1.5 1.8 1.5 2 1.9 1.5 1.5 1.6 1.5 1.8 1.6 1.6 1.6 1.9 2 1.4 1.7 1.3 1.5 1.5 1.2 1.7 1.8 1.6 1.5 1.5 1.5 1.5 2 1.5 1.2 1.1 1.6 1.6 1 1.4 1.4 7.1 6.9 7.4 7.3 7.8 8.0 7.7 7.8 8.0 7.9 8.5 8.3 7.5 6.8 7.6 7.0 7.7 8.0 8.2 7.9 6.5 6.5 6.9 6.9 6.8 7.5 7.1 7.2 6.5 7.2 8.1 7.5 7.9 7.7 7.6 7.6 7.3 6.9 6.8 6.6 6.4 6.6 5.5 6.5 6.5 6.6 7.0 6.7 6.9 6.5 7.0 6.9 6.5 6.6 6.3 6.4 6.0 6.0 7.0 7.0 7.0 6.4 8.2 8.1 8.0 8.0 5.8 6.4 6.4 6.8 25.5 19.8 24.6 17.0 33.8 29.7 13.4 22.5 22.3 20.6 28.3 21.2 19.9 26.1 24.9 21.8 17.6 11.1 20.9 0 0 0 0 2 2 2 2 0 0 0 0 0 0 0 0 3 3 3 3 1.5 1.5 0 0 0 0 0 0 0 0 3 3 3 3 2 2 2 2 0 0 0 0 3 3 3 3 0 0 0 0 2 2 2 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 3 3 3 3 3/4" 5/8" 5/8" 3/4" 5/8" 5/8" 5/8" 5/8" 3/4" 5/8" 5/8" 3/4" 5/8" 3/4" 3/4" 5/8" 5/8" 5/8" 5/8" 5/8" 3/4" 5/8" 5/8" 3/4" 3/4" 5/8" 5/8" 5/8" 5/8" 5/8" 5/8" 5/8" 5/8" 5/8" 3/4" 5/8" 5/8" 3/4" 3/4" 5/8" 5/8" 3/4" 3/4" 5/8" 5/8" 5/8" 5/8" 3/4" 3/4" 5/8" 3/4" 5/8" 5/8" 5/8" 5/8" 5/8" 5/8" 3/4" 5/8" 5/8" 5/8" 5/8" 5/8" 5/8" 5/8" 5/8" 3/4" 5/8" 5/8" 3/4" 03-Abr-03 03-Abr-03 03-Abr-03 03-Abr-03 22-Abr-03 22-Abr-03 22-Abr-03 22-Abr-03 03-Abr-03 03-Abr-03 03-Abr-03 03-Abr-03 04-Abr-03 04-Abr-03 04-Abr-03 04-Abr-03 23-Abr-03 23-Abr-03 23-Abr-03 23-Abr-03 22-Abr-03 22-Abr-03 04-Abr-03 04-Abr-03 04-Abr-03 04-Abr-03 03-Abr-03 03-Abr-03 03-Abr-03 03-Abr-03 23-Abr-03 23-Abr-03 23-Abr-03 23-Abr-03 07-Abr-03 07-Abr-03 07-Abr-03 07-Abr-03 04-Abr-03 04-Abr-03 04-Abr-03 04-Abr-03 23-Abr-03 23-Abr-03 23-Abr-03 23-Abr-03 04-Abr-03 04-Abr-03 04-Abr-03 04-Abr-03 07-Abr-03 07-Abr-03 07-Abr-03 07-Abr-03 04-Abr-03 04-Abr-03 04-Abr-03 04-Abr-03 03-Abr-03 03-Abr-03 03-Abr-03 03-Abr-03 03-Abr-03 03-Abr-03 03-Abr-03 03-Abr-03 23-Abr-03 23-Abr-03 23-Abr-03 23-Abr-03 Fecha Fallada 24-Abr-03 24-Abr-03 24-Abr-03 24-Abr-03 13-May-03 13-May-03 13-May-03 13-May-03 24-Abr-03 24-Abr-03 24-Abr-03 24-Abr-03 25-Abr-03 25-Abr-03 25-Abr-03 25-Abr-03 19-May-03 19-May-03 19-May-03 19-May-03 15-May-03 15-May-03 25-Abr-03 25-Abr-03 25-Abr-03 25-Abr-03 24-Abr-03 24-Abr-03 24-Abr-03 24-Abr-03 19-May-03 19-May-03 19-May-03 19-May-03 28-Abr-03 28-Abr-03 28-Abr-03 28-Abr-03 25-Abr-03 25-Abr-03 25-Abr-03 25-Abr-03 19-May-03 19-May-03 19-May-03 19-May-03 25-Abr-03 25-Abr-03 25-Abr-03 25-Abr-03 28-Abr-03 28-Abr-03 28-Abr-03 28-Abr-03 25-Abr-03 25-Abr-03 25-Abr-03 25-Abr-03 24-Abr-03 24-Abr-03 24-Abr-03 24-Abr-03 24-Abr-03 24-Abr-03 24-Abr-03 24-Abr-03 19-May-03 19-May-03 19-May-03 19-May-03 Carga de Diámetro Espesor Area de Esfuerzo Falla tabique tabique corte de corte 2 2 (Kg) (cm) (cm) (cm ) (Kg/cm ) 21 varilla 21 21 21 21 21 21 21 1700 7.5 0.8 18.8 90.2 21 1300 5.3 1.5 25.0 52.1 21 21 21 21 21 2300 6.8 1.5 32.0 71.8 21 21 26 26 26 2000 7.5 1.2 28.3 70.7 26 23 23 2750 6.2 1.5 29.2 94.1 21 1700 6.4 1.3 26.1 65.0 21 21 21 21 21 21 1500 6.5 1.4 28.6 52.5 21 26 26 2100 8.1 1.1 28.0 75.0 26 26 21 21 2070 6.8 21.4 96.9 1.0 21 21 21 21 2100 6.6 0.9 18.7 112.5 21 21 26 2900 5.3 1.6 26.6 108.9 26 26 26 21 21 1700 6.3 1.2 23.8 71.6 21 21 21 21 1100 6.8 1.0 21.4 51.5 21 21 21 21 1500 5.7 1.1 19.7 76.2 21 21 21 21 2000 6.9 1.6 34.7 57.7 21 21 21 21 21 1400 7.9 1.0 24.8 56.4 21 26 1200 5.8 6.0 109.3 11.0 26 26 26 # de días Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. 195 Anexo G: Resultados de los Ensayos de las Probetas E o l E R E o E o l E E o l E E o l E l E l E E o l E E o l E E o l E E o l E E o l E E o l E E o l E E o l E E o l E E o l E E o l E E o l E 196 23 23 23 23 4 4 24 24 25 25 25 25 26 26 26 26 27 27 27 27 28 28 42 42 29 29 29 29 30 30 30 30 31 31 31 31 32 32 32 32 33 33 33 33 34 34 34 34 35 35 35 35 36 36 36 36 37 37 37 37 39 39 39 39 43 43 43 43 44 44 44 44 Longitud Espesor Diámetro Hume % de Carga de Diámetro Espesor Area de Esfuerzo Fecha Fecha # de probeta probeta externo dad Expan Varilla Falla tabique tabique corte de corte Fundida Fallada días 2 2 (cm) (cm) (cm) (%) sor (Kg) (cm) (cm) (cm ) (Kg/cm ) 19.1 1.7 5.5 0 3/4" 04-Abr-03 25-Abr-03 21 21.1 1.7 6.4 0 5/8" 04-Abr-03 25-Abr-03 21 23.6 1.9 6.8 26.9 0 5/8" 04-Abr-03 25-Abr-03 21 2500 5.5 1.5 25.9 96.5 24.1 1.7 6.8 0 3/4" 04-Abr-03 25-Abr-03 21 19.5 2 6.5 3 3/4" 23-Abr-03 21-May-03 28 20 1.5 7.0 13.3 3 5/8" 23-Abr-03 21-May-03 28 1600 6.8 1.4 29.9 53.5 19.5 2 7.0 37.2 3 5/8" 23-Abr-03 21-May-03 28 18.5 2 7.0 3 5/8" 23-Abr-03 21-May-03 28 22.5 1.4 8.5 0 3/4" 04-Abr-03 25-Abr-03 21 22.5 1.7 8.6 0 5/8" 04-Abr-03 25-Abr-03 21 22.1 1.6 8.3 18.1 0 5/8" 04-Abr-03 25-Abr-03 21 1200 8.1 35.6 33.7 1.4 18.9 1.8 7.6 0 5/8" 04-Abr-03 25-Abr-03 21 23.5 1.3 6.1 0 3/4" 04-Abr-03 25-Abr-03 21 22.7 1.6 5.6 0 5/8" 04-Abr-03 25-Abr-03 21 21.2 1.5 5.9 0 5/8" 04-Abr-03 25-Abr-03 21 20.8 1.4 5.5 60.7 0 3/4" 04-Abr-03 25-Abr-03 21 500 5.4 20.4 24.6 1.2 19.3 2.3 5.6 3 3/4" 23-Abr-03 19-May-03 26 21.4 2 6.5 3 5/8" 23-Abr-03 19-May-03 26 23.7 1.8 7.0 36.5 3 5/8" 23-Abr-03 19-May-03 26 2500 5.7 1.8 32.2 77.6 25 1.7 7.2 3 5/8" 23-Abr-03 19-May-03 26 16 1.7 6.8 18.2 2 5/8" 22-Abr-03 15-May-03 23 14.5 2 6.0 2 5/8" 22-Abr-03 15-May-03 23 16 1.5 6.3 2 5/8" 22-Abr-03 15-May-03 23 16.9 1.6 6.5 18.6 2 5/8" 22-Abr-03 15-May-03 23 2100 5.8 1.3 23.7 88.7 22.8 1.3 7.4 0 3/4" 04-Abr-03 25-Abr-03 21 21.6 1.3 7.2 15.2 0 5/8" 04-Abr-03 25-Abr-03 21 800 6.9 1.2 26.0 30.8 21.8 1.2 7.1 0 5/8" 04-Abr-03 25-Abr-03 21 19.8 1.7 6.4 0 3/4" 04-Abr-03 25-Abr-03 21 20.9 1.7 7.2 16.6 0 3/4" 03-Abr-03 24-Abr-03 21 1000 7.0 1.3 28.6 35.0 21.7 1.5 7.9 0 5/8" 03-Abr-03 24-Abr-03 21 21 1.6 7.8 0 5/8" 03-Abr-03 24-Abr-03 21 20.3 1.2 8.0 0 3/4" 03-Abr-03 24-Abr-03 21 22.2 1.3 8.8 0 3/4" 04-Abr-03 25-Abr-03 21 21.8 1.9 8.0 0 5/8" 04-Abr-03 25-Abr-03 21 20 1.5 8.8 0 5/8" 04-Abr-03 25-Abr-03 21 18.9 1.3 8.5 23.9 0 5/8" 04-Abr-03 25-Abr-03 21 2600 7.9 1.7 42.2 61.6 28.5 1.4 7.0 21.3 2 5/8" 22-Abr-03 13-May-03 21 2500 6.6 1.1 22.8 109.6 30.1 1.5 7.2 2 5/8" 22-Abr-03 13-May-03 21 34.8 1.4 7.0 2 5/8" 22-Abr-03 13-May-03 21 34 1.2 7.0 2 5/8" 22-Abr-03 13-May-03 21 24.3 1.5 7.1 3 3/4" 23-Abr-03 19-May-03 26 24.3 1.3 7.1 3 5/8" 23-Abr-03 19-May-03 26 26.6 1.6 7.0 14.4 3 5/8" 23-Abr-03 19-May-03 26 1900 6.9 1.3 28.2 67.4 28 1.2 7.4 3 5/8" 23-Abr-03 19-May-03 26 19.1 2.2 7.2 0 3/4" 04-Abr-03 25-Abr-03 21 19.5 1.5 8.0 0 5/8" 04-Abr-03 25-Abr-03 21 21.5 2 7.6 20.3 0 5/8" 04-Abr-03 25-Abr-03 21 1400 7.6 1.3 31.0 45.1 21.5 1.5 8.0 0 3/4" 04-Abr-03 25-Abr-03 21 27.6 1 9.3 19.4 2 5/8" 22-Abr-03 15-May-03 23 26.5 1.5 8.1 2 5/8" 22-Abr-03 15-May-03 23 25.5 1.3 8.8 2 5/8" 22-Abr-03 15-May-03 23 25 1.2 8.9 2 5/8" 22-Abr-03 15-May-03 23 varilla 23.5 1.5 7.0 0 3/4" 03-Abr-03 24-Abr-03 21 24.6 1.1 7.3 0 5/8" 03-Abr-03 24-Abr-03 21 26.2 1.5 6.9 15.9 0 5/8" 03-Abr-03 24-Abr-03 21 800 6.6 20.7 38.6 1.0 28 1.1 7.2 0 5/8" 03-Abr-03 24-Abr-03 21 34.4 1.5 7.0 2 5/8" 22-Abr-03 13-May-03 21 32.9 1.3 6.9 17.4 2 5/8" 22-Abr-03 13-May-03 21 1700 6.5 1.5 30.6 55.5 32.7 1.7 5.9 2 5/8" 22-Abr-03 13-May-03 21 34 1.3 6.5 2 5/8" 22-Abr-03 13-May-03 21 25 1.4 9.1 0 5/8" 03-Abr-03 24-Abr-03 21 25.2 1.3 8.9 20.1 0 5/8" 03-Abr-03 24-Abr-03 21 2200 8.6 1.6 43.2 50.9 24.1 1.4 9.2 0 5/8" 03-Abr-03 24-Abr-03 21 22.7 1.3 9.0 0 3/4" 03-Abr-03 24-Abr-03 21 19.3 1.8 7.9 0 3/4" 03-Abr-03 24-Abr-03 21 18.1 1.6 8.0 0 5/8" 03-Abr-03 24-Abr-03 21 17.9 1.7 7.5 17.4 0 5/8" 03-Abr-03 24-Abr-03 21 850 6.5 1.5 30.6 27.8 15.1 2 6.7 0 5/8" 03-Abr-03 24-Abr-03 21 20.8 1.6 6.9 3 3/4" 23-Abr-03 21-May-03 28 19.8 1.8 6.8 3 5/8" 23-Abr-03 21-May-03 28 18.4 1.9 6.8 3 5/8" 23-Abr-03 21-May-03 28 17 1.6 7.0 16.4 3 5/8" 23-Abr-03 21-May-03 28 2100 6.4 26.1 80.3 1.3 Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. Anexo G: Resultados de los Ensayos de las Probetas E o l E R l E E o l E E o l E E o l E E o l E E o l E E o l E E o l E E o l E E o l E l E l E E o l E E o l E E o l E E o l E E o l E E o l E 45 45 45 45 2 2 46 46 49 49 49 49 50 50 50 50 51 51 51 51 52 52 52 52 53 53 53 53 56 56 56 56 57 57 57 57 58 58 58 58 59 59 59 59 60 60 64 64 61 61 61 61 62 62 62 62 63 63 63 63 65 65 65 65 66 66 66 66 67 67 67 67 Longitud Espesor Diámetro Hume % de Carga de Diámetro Espesor Area de Esfuerzo Fecha Fecha # de probeta probeta externo dad Expan Varilla Falla tabique tabique corte de corte Fundida Fallada días 2 2 (cm) (cm) (cm) (%) sor (Kg) (cm) (cm) (cm ) (Kg/cm ) 16.5 1.2 6.0 2 5/8" 07-Abr-03 28-Abr-03 21 17 0.9 6.0 2 5/8" 07-Abr-03 28-Abr-03 21 16.3 1.3 5.8 2 5/8" 07-Abr-03 28-Abr-03 21 16.5 1.5 5.8 18.9 2 5/8" 07-Abr-03 28-Abr-03 21 900 5.3 20.0 45.0 1.2 21.5 2 5.8 14.0 3 3/4" 23-Abr-03 21-May-03 28 20 1.6 5.4 3 5/8" 23-Abr-03 21-May-03 28 19 1.7 5.0 17.0 3 5/8" 23-Abr-03 21-May-03 28 1000 5.5 1.1 19.0 52.6 19.2 1.4 5.5 3 3/4" 23-Abr-03 21-May-03 28 19.5 1.5 7.3 0 3/4" 04-Abr-03 25-Abr-03 21 19.5 1.4 6.9 0 5/8" 04-Abr-03 25-Abr-03 21 18.7 1.5 7.1 0 5/8" 04-Abr-03 25-Abr-03 21 17.7 1.6 6.4 15.9 0 5/8" 04-Abr-03 25-Abr-03 21 1200 6.8 1.2 25.6 46.8 16 1.5 5.8 3 5/8" 23-Abr-03 21-May-03 28 16.5 1.9 5.5 15.3 3 5/8" 23-Abr-03 21-May-03 28 1500 5.5 1.2 20.7 72.3 16 1.3 5.9 3 5/8" 23-Abr-03 21-May-03 28 15.7 1.5 5.3 3 5/8" 23-Abr-03 21-May-03 28 14.8 1.5 5.3 3 5/8" 23-Abr-03 21-May-03 28 16.3 1.6 5.0 11.5 3 5/8" 23-Abr-03 21-May-03 28 1400 5.0 0.9 14.1 99.0 18.3 1.5 5.2 3 5/8" 23-Abr-03 21-May-03 28 18.5 1.3 5.5 3 5/8" 23-Abr-03 21-May-03 28 0.9 19.5 1.5 5.6 11.5 3 3/4" 23-Abr-03 21-May-03 28 1300 5.5 15.6 83.6 20 1.1 5.9 3 5/8" 23-Abr-03 21-May-03 28 21 1.1 5.8 3 5/8" 23-Abr-03 21-May-03 28 21.1 1.3 6.1 3 3/4" 23-Abr-03 21-May-03 28 19.5 1 5.1 3 3/4" 23-Abr-03 19-May-03 26 21.1 1.1 5.5 3 5/8" 23-Abr-03 19-May-03 26 22.5 1.1 5.1 10.8 3 5/8" 23-Abr-03 19-May-03 26 1200 5.0 15.7 76.4 1.0 22 1.2 5.1 3 3/4" 23-Abr-03 19-May-03 26 22.1 1.2 6.0 2 3/4" 22-Abr-03 15-May-03 23 22.3 1.4 5.9 2 5/8" 22-Abr-03 15-May-03 23 20.2 1.4 5.8 2 5/8" 22-Abr-03 15-May-03 23 18.1 1.5 5.7 11.1 2 5/8" 22-Abr-03 15-May-03 23 2300 5.5 20.7 110.9 1.2 19.7 1.4 5.6 2 3/4" 22-Abr-03 15-May-03 23 20.4 1.7 5.4 2 5/8" 22-Abr-03 15-May-03 23 20.2 1.4 5.5 11.4 2 5/8" 22-Abr-03 15-May-03 23 1800 5.2 1.2 19.6 91.8 20.6 1.5 5.5 2 3/4" 22-Abr-03 15-May-03 23 22 1.6 5.5 3 3/4" 23-Abr-03 19-May-03 26 22.4 1.6 5.8 3 5/8" 23-Abr-03 19-May-03 26 22.1 1.5 6.0 11.4 3 5/8" 23-Abr-03 19-May-03 26 1400 5.5 1.1 19.0 73.7 22.1 1.5 5.9 3 3/4" 23-Abr-03 19-May-03 26 16.7 1.6 5.7 3 5/8" 23-Abr-03 21-May-03 28 16.9 1.5 5.7 3 5/8" 23-Abr-03 21-May-03 28 18.9 1.5 5.7 11.3 3 5/8" 23-Abr-03 21-May-03 28 1700 5.1 1.5 24.0 70.7 19.5 1.5 5.9 3 3/4" 23-Abr-03 21-May-03 28 21.6 1.4 6.2 2 3/4" 22-Abr-03 15-May-03 23 21.5 1.3 5.9 2 5/8" 22-Abr-03 15-May-03 23 23.6 1.1 5.6 2 5/8" 22-Abr-03 15-May-03 23 23.7 1.1 5.6 10.0 2 3/4" 22-Abr-03 15-May-03 23 1300 5.3 16.7 78.1 1.0 1.0 17.2 1.6 5.2 10.9 3 5/8" 23-Abr-03 21-May-03 28 1700 5.1 16.0 106.1 18.3 1.6 5.6 3 5/8" 23-Abr-03 21-May-03 28 20.1 1.6 5.6 3 5/8" 23-Abr-03 21-May-03 28 20.8 1.3 6.1 3 3/4" 23-Abr-03 21-May-03 28 27.5 1.2 6.7 3 5/8" 23-Abr-03 19-May-03 26 26.5 1.4 6.4 10.9 3 5/8" 23-Abr-03 19-May-03 26 1400 6.1 0.9 17.2 81.2 24.1 1.1 6.7 3 5/8" 23-Abr-03 19-May-03 26 22.8 1.5 6.3 3 3/4" 23-Abr-03 19-May-03 26 22.1 1.5 6.0 2 3/4" 22-Abr-03 15-May-03 23 20.9 1.3 6.0 2 5/8" 22-Abr-03 15-May-03 23 20.3 1.4 5.6 10.0 2 5/8" 22-Abr-03 15-May-03 23 1200 5.4 1.0 17.0 70.7 21.3 1.3 5.8 2 3/4" 22-Abr-03 15-May-03 23 25.4 1.5 6.1 2 5/8" 07-Abr-03 28-Abr-03 21 24.8 1.2 6.2 10.3 2 5/8" 07-Abr-03 28-Abr-03 21 1800 5.5 1.2 20.7 86.8 23.1 1.3 6.1 2 5/8" 07-Abr-03 28-Abr-03 21 22.6 1.4 5.9 2 3/4" 07-Abr-03 28-Abr-03 21 19.2 1.6 5.2 10.3 3 3/4" 23-Abr-03 19-May-03 26 2000 4.8 1.5 22.6 88.4 20.5 1.7 5.4 3 5/8" 23-Abr-03 19-May-03 26 21.4 1.4 5.7 3 5/8" 23-Abr-03 19-May-03 26 21.3 1.5 5.9 3 3/4" 23-Abr-03 19-May-03 26 19 1.1 6.7 2 3/4" 22-Abr-03 15-May-03 23 20 1.2 6.7 2 5/8" 22-Abr-03 15-May-03 23 24 1.2 6.6 2 5/8" 22-Abr-03 15-May-03 23 20 1.3 6.6 10.9 2 3/4" 22-Abr-03 15-May-03 23 1780 6.7 18.9 94.0 0.9 Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. 197 Anexo G: Resultados de los Ensayos de las Probetas l E E o l E E o l E E o l E E o l E E o l E E o l E E o l E E o l E E o l E E o l E E o l E E o l E R R R R 68 68 69 69 69 69 70 70 70 70 71 71 71 71 72 72 72 72 73 73 73 73 74 74 74 74 75 75 75 75 76 76 76 76 77 77 77 77 78 78 78 78 79 79 79 79 80 80 80 80 1 1 5 5 7 7 8 8 Longitud Espesor Diámetro Hume % de Carga de Diámetro Espesor Area de Esfuerzo Fecha Fecha # de probeta probeta externo dad Expan Varilla Falla tabique tabique corte de corte Fundida Fallada días 2 2 (cm) (cm) (cm) (%) sor (Kg) (cm) (cm) (cm ) (Kg/cm ) 18.1 1.5 6.2 0.0 5/8" 04-Abr-03 21-May-03 47 18 1.6 6.3 10.9 0.0 5/8" 04-Abr-03 21-May-03 47 1800 6.0 0.9 17.0 106.1 17.4 1.6 5.0 2 5/8" 22-Abr-03 15-May-03 23 19 1.5 5.3 2 5/8" 22-Abr-03 15-May-03 23 19.8 1.1 5.1 10.4 2 5/8" 22-Abr-03 15-May-03 23 2000 5.8 1.3 23.7 84.4 20.3 1.2 5.3 2 3/4" 22-Abr-03 15-May-03 23 23.5 1 7.3 2 3/4" 07-Abr-03 28-Abr-03 21 23 1 7.5 2 5/8" 07-Abr-03 28-Abr-03 21 22.5 1 7.1 10.9 2 5/8" 07-Abr-03 28-Abr-03 21 1500 6.9 1.3 28.2 53.2 21.3 1.1 6.9 2 3/4" 07-Abr-03 28-Abr-03 21 20.5 1.2 6.9 3 3/4" 23-Abr-03 21-May-03 28 19.4 1.3 6.7 10.4 3 5/8" 23-Abr-03 21-May-03 28 1900 6.6 29.0 65.5 1.4 18.2 1.5 6.5 3 5/8" 23-Abr-03 21-May-03 28 18.1 1.4 6.4 3 5/8" 23-Abr-03 21-May-03 28 23.5 1.4 5.2 11.3 2 3/4" 07-Abr-03 28-Abr-03 21 23 1.5 5.4 2 5/8" 07-Abr-03 28-Abr-03 21 21 1.3 5.5 2 5/8" 07-Abr-03 28-Abr-03 21 22 1.4 5.3 2 3/4" 07-Abr-03 28-Abr-03 21 varilla 19.7 1.3 5.0 2 3/4" 22-Abr-03 15-May-03 23 18.6 1.3 5.3 11.3 2 5/8" 22-Abr-03 15-May-03 23 1100 5.3 0.9 15.0 73.4 17 1.2 5.1 2 5/8" 22-Abr-03 15-May-03 23 17.4 1.4 5.3 2 5/8" 22-Abr-03 15-May-03 23 25 1.3 7.1 2 5/8" 22-Abr-03 13-May-03 21 23.9 1.5 7.2 2 5/8" 22-Abr-03 13-May-03 21 23.8 1.6 6.9 2 5/8" 22-Abr-03 13-May-03 21 24.2 1.5 6.7 11.3 2 3/4" 22-Abr-03 13-May-03 21 1600 6.6 1.3 27.0 59.4 21.6 1.8 6.5 2 3/4" 22-Abr-03 15-May-03 23 22 1.6 6.6 2 5/8" 22-Abr-03 15-May-03 23 20.5 1.7 6.4 2 5/8" 22-Abr-03 15-May-03 23 19.8 1.6 6.6 11.5 2 3/4" 22-Abr-03 15-May-03 23 1500 6.2 29.2 51.3 1.5 19.9 1.8 4.5 10.4 3 3/4" 23-Abr-03 19-May-03 26 1400 4.9 1.3 20.0 70.0 21 1.5 5.3 3 5/8" 23-Abr-03 19-May-03 26 23.1 1.6 5.1 3 5/8" 23-Abr-03 19-May-03 26 23.7 1.5 5.6 3 3/4" 23-Abr-03 19-May-03 26 19 2 5.4 2 3/4" 22-Abr-03 15-May-03 23 20.2 1.9 5.8 2 5/8" 22-Abr-03 15-May-03 23 20.5 1.7 5.7 2 5/8" 22-Abr-03 15-May-03 23 21 1.6 5.8 10.7 2 3/4" 22-Abr-03 15-May-03 23 1780 5.4 1.4 23.8 74.9 21.9 1.6 5.9 10.2 2 3/4" 22-Abr-03 15-May-03 23 2000 5.5 1.2 20.7 96.5 22.5 1.5 5.9 2 5/8" 22-Abr-03 15-May-03 23 22.7 1.5 6.2 2 5/8" 22-Abr-03 15-May-03 23 23.1 1.5 6.2 2 3/4" 22-Abr-03 15-May-03 23 20 1.1 7.3 10.0 2 3/4" 22-Abr-03 15-May-03 23 1500 7.0 1.1 24.2 62.0 19.7 1.2 7.4 2 5/8" 22-Abr-03 15-May-03 23 20 1.2 7.5 2 5/8" 22-Abr-03 15-May-03 23 21.9 1.1 7.5 2 3/4" 22-Abr-03 15-May-03 23 14.5 1.6 5.5 10.8 0 5/8" 04-Abr-03 25-Abr-03 21 1600 5.4 1.4 23.8 67.4 16 1.4 6.4 0 5/8" 04-Abr-03 25-Abr-03 21 17.7 1.2 6.2 0 5/8" 04-Abr-03 25-Abr-03 21 17.4 1.2 6.9 0 5/8" 04-Abr-03 25-Abr-03 21 20 1.5 7.8 3 3/4" 23-Abr-03 21-May-03 28 19 1.5 7.5 14.7 3 5/8" 23-Abr-03 21-May-03 28 2600 7.5 25.9 100.3 1.1 18.9 2 7.5 3 5/8" 23-Abr-03 21-May-03 28 18.5 1.4 7.9 3 5/8" 23-Abr-03 21-May-03 28 25.9 1.3 8.8 3 5/8" 23-Abr-03 19-May-03 26 26.5 1.1 8.5 3 5/8" 23-Abr-03 19-May-03 26 24.5 1.4 8.1 14.0 3 5/8" 23-Abr-03 19-May-03 26 2100 7.4 25.6 82.1 1.1 25 1.5 8.0 3 5/8" 23-Abr-03 19-May-03 26 Cada probeta, en las tablas anteriores, se encuentra diferenciada por una línea doble. A continuación se presentan los formatos, en los que se anotaron los datos de las fisuras que se dieron luego de haber rellenado los cañutos de guadua. 198 Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. Anexo G: Resultados de los Ensayos de las Probetas Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. 199 Anexo G: Resultados de los Ensayos de las Probetas 200 Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. Anexo G: Resultados de los Ensayos de las Probetas Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. 201 Anexo G: Resultados de los Ensayos de las Probetas 202 Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. Anexo G: Resultados de los Ensayos de las Probetas Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. 203 Anexo G: Resultados de los Ensayos de las Probetas 204 Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. Anexo H: Anexo Fotográfico ANEXO H: ANEXO FOTOGRÁFICO Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla . Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero 205 Anexo H: Anexo Fotográfico Fallas presentadas en los cubos de 5 cm de arista Fallas de desprendimiento de las caras de los cubos Cañutos acabados de rellenar Se puede observar el desperdicio. En las fotos de arriba se tienen las probetas ya limpias luego de fraguar, listas para la medición de fisuras. 206 Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. Anexo H: Anexo Fotográfico Fisuras presentadas por secamiento al aire de la guadua. (Probetas que se desecharon) Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. 207 Anexo H: Anexo Fotográfico 208 Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. Anexo H: Anexo Fotográfico Fisuras presentadas luego de rellenar los cañutos Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. 209 Anexo H: Anexo Fotográfico Mordazas de la máquina de ensayos Tinus Olsen Mordaza inferior vista desde arriba Mordaza inferior vista desde abajo Las mordazas superiores son similares a las inferiores. 210 Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. Anexo H: Anexo Fotográfico Fotos de las fallas presentadas en la maquina de ensayos Tinus Olsen En estas cuatro gráficas se puede observar cómo se agrietan las paredes de la guadua para dar paso al bloque de mortero que empuja el tabique. Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. 211 Anexo H: Anexo Fotográfico En este grupo de fotos se presenta la forma como fallan las probetas al salirse el tabique. Abajo se ve la probeta luego de la falla. 212 Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. Anexo H: Anexo Fotográfico Estado en el interior de las probetas. Estado del bloque de mortero. En este grupo de fotos se puede observar que los cañutos quedan bien rellenos en la mayoría de los casos, excepto en algunos casos como lo muestra la foto superior derecha. El mortero toma la textura de su formaleta, la guadua. Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. 213 Anexo H: Anexo Fotográfico En este grupo de gráficas se puede observar la forma que el mortero toma en la punta debido a las paredes de la guadua y que es causa de la falla en las paredes de la guadua al rajarlas y empujarlas radialmente. También se puede observar algunas astillas de guadua introducidas al perforar los agujeros para la inyección del mortero. 214 Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. Anexo H: Anexo Fotográfico Variación de los diámetros y espesores de los tabiques En este grupo de fotos se observa, en la parte superior, la variación de los espesores de los tabiques y en la parte inferior, la variación de sus espesores. La guadua presenta muchas variaciones en sus propiedades físicas que hace que no sea fácil determinar su comportamiento estructural, sin embargo, debido a su economía, facilidad de adquisición y propiedades resistentes, la hace un material muy bueno para la construcción y nos incentiva para seguirla investigando. Uniones a Tensión en Guadua con Mortero y Varilla. Comportamiento de Uniones con Uso de Expansivo en el Mortero. 215
