2018 ESTUDIO COMPARATIVO DE LA RESISTENCIA A LA COMPRESION DE LOS CONCRETOS ELABORADOS CON ADITIVOS ACELERANTE Y RETARDANTE DE FRAGUA EN ALTITUDES CALIDAS, TEMPLADAS Y FRIAS

UNIVERSIDAD NACIONAL HERMILIO
VALDIZÁN.
FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL Y ARQUITECTURA.
ESCUELA ACADÉMICA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL.
“ESTUDIO COMPARATIVO DE LA RESISTENCIA A LA COMPRESION DE LOS
CONCRETOS ELABORADOS CON ADITIVOS ACELERANTE Y RETARDANTE DE
FRAGUA EN ALTITUDES CALIDAS, TEMPLADAS Y FRIAS”
TESIS PARA OPTAR EL TÍTULO PROFESIONAL DE
INGENIERO CIVIL PRESENTADO POR:
ALEX JHONATAN. ALVA CRUZ
WALTER FABIAN BERAUN
ASESOR:
ING. JORGE ZEVALLOS HUARANGA
Huánuco-Perú
2018
UNIVERSIDAD NACIONAL HERMILIO VALDIZAN
FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL Y ARQUITECTURA
E. A. P. INGENIERIA CIVIL
DEDICATORIA.
Dedico este proyecto de tesis a Dios y a mis
padres. A Dios porque ha estado conmigo a
cada paso que doy, cuidándome y dándome
fortaleza para continuar, a mis padres, quienes
a lo largo de mi vida han velado por mi bienestar
y educación siendo mi apoyo en todo momento.
Depositando su entera confianza en cada reto
que se me presentaba sin dudar ni un solo
momento en mi inteligencia y capacidad. Es por
ello que soy lo que soy ahora.
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EN ALTITUDES CALIDAS, TEMPLADAS Y FRIAS”.
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II
Bach. Walter Fabian Beraun
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E. A. P. INGENIERIA CIVIL
AGRADECIMIENTO.
Este proyecto es el resultado del esfuerzo
conjunto. Por esto agradezco a nuestro Asesor,
Ing. Jorge Zevallos Huaranga, mi compañero
Walter Fabian Beraun y mi persona, quienes a
lo largo de este tiempo hemos puesto a prueba
nuestras capacidades y conocimientos en el
desarrollo de este proyecto de tesis el cual ha
finalizado llenando todas nuestras expectativas.
A mis padres quienes a lo largo de toda mi vida
han
apoyado
y
motivado
mi
formación
académica, creyeron en mí en todo momento y
no dudaron de mis habilidades. A mis
profesores a quienes les debo gran parte de mis
conocimientos, gracias a su paciencia y
enseñanza
y
finalmente
un
eterno
agradecimiento a esta prestigiosa universidad
la cual abrió abre sus puertas a jóvenes como
nosotros,
preparándonos
para
un
futuro
competitivo y formándonos como personas de
bien.
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RESUMEN.
Este proyecto de investigación se realizó con el fin de comparar la
resistencia a la compresión de los concretos elaborados con aditivos
acelerante y retardante de fragua en altitudes cálidas, templadas y frías en
las ciudades de Cerro de Pasco, Huánuco y Pucallpa, para lograr una mezcla
de concreto de 210 kg/cm2.
Para lograr nuestro objetivo, primero se reunieron los materiales a
utilizar, entre ellos los agregados, cementos, y aditivos, se realizó el
diseño de mezcla, se les hicieron los ensayos a los agregados siguiendo las
normas NTP 400.037 para agregados Gruesos y finos, se siguió con la
elaboración de las mezclas, haciendo las pruebas de asentamiento al
concreto tal como lo explica la norma NTP Nº 339.045, luego se le realizó
el ensayo de resistencia a la compresión a los diferentes concretos
elaborados tal como está establecido en el RNE E.060 y NTP N° 339.034,
para finalmente obtener los datos las cuales se presentaron en tablas, figuras
y gráficos realizando comparaciones, comentarios e interpretaciones de los
datos obtenidos con los esperados.
Los resultados mostraron que los aditivos tuvieron un comportamiento en
la elaboración de la mezcla y en la resistencia a las edades ensayadas.
Cuando la temperatura ambiente desciende bajo los 5°C, el concreto puede
sufrir daño considerable, esto ocurre cuando la temperatura decrece al
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punto que el agua contenida en mezclas frescas o en concretos jóvenes se
congela, es por esta razón que se recomienda el uso de aditivos acelerantes
de fragua.
En la actualidad el uso de aditivos acelerantes de fragua, es una técnica
que se está empleando en el mundo para la elaboración de concreto y así
garantizar el tiempo de fragua inicial del concreto expuesto a climas fríos.
La dosificación de los aditivos debe hacerse siguiendo las instrucciones de
los fabricantes, pues utilizados en cantidades menores o mayores a las
recomendadas no producen los efectos deseados sobre la resistencia
del concreto.
En el último capítulo se presentan las conclusiones del trabajo de
investigación, algunas recomendaciones sobre el tema y la línea de
investigación a proseguir.
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INDICE
DEDICATORIA. ............................................................................................... II
AGRADECIMIENTO. ….................................................................................... III
RESUMEN....................................................................................................... IV
INDICE .......................................................................................................... VI
INDICE DE FIGURAS ............................................................................... XIV
ÍNDICE DE TABLAS ............................................................................... XVIII
INTRODUCCIÓN............................................................................................. 1
CAPÍTULO I .................................................................................................... 5
1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA......................................................... 6
1.1 ANTECEDENTES Y FUNDAMENTACIÓN DEL PROBLEMA ................ 6
1.1.1 Antecedentes .................................................................................. 6
1.1.1.1. Antecedentes internacionales ....................................... 6
1.1.1.2. Antecedentes Nacionales ............................................. 8
1.1.1.3. Antecedentes Regionales ............................................. 9
1.1.2 Fundamentación del problema. ..................................................... 10
1.2 FORMULACIÓN DEL PROBLEMA ...................................................... 11
1.2.1 Problema general .......................................................................... 11
1.2.2 Problemas Específicos. ................................................................. 11
1.3 OBJETIVOS. ....................................................................................... 11
1.3.1 Objetivo general ............................................................................ 11
1.3.2 Objetivos específicos. ................................................................... 12
1.4 JUSTIFICACIÓN E IMPORTANCIA ..................................................... 12
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1.4.1 Justificación .................................................................................. 12
1.4.2 Importancia. .................................................................................. 13
1.4.3 Limitaciones .................................................................................. 13
CAPÍTULO II ............................................................................................... 15
2. MARCO TEORICO .................................................................................. 16
2.1 CONCRETO. ..................................................................................... 16
2.1.1 Propiedades del Concreto. .......................................................... 16
2.1.2 Materiales Componentes ............................................................ 24
2.2 CONCRETO EN CLIMAS FRIOS Y CALIDOS. .................................. 25
2.2.1 Concreto En Clima Fríos ............................................................. 25
2.2.1.1 Recomendaciones Para Concretos En Climas Fríos 27
2.2.2 Concreto En Clima Cálidos. ........................................................ 27
2.3 CEMENTO. ........................................................................................ 30
2.3.1 Cemento Portland. ...................................................................... 31
2.3.2 Tipos de Cemento ....................................................................... 31
2.3.3 Compuestos Químicos en el Cemento Portland. ......................... 33
2.3.4 Propiedades Físicas y Mecánicas del Cemento .......................... 37
2.3.5 Condiciones de Control y Almacenaje en Obra. .......................... 40
2.4 AGUA ................................................................................................ 41
2.4.1 Impurezas Orgánicas .................................................................. 42
2.4.2 Impurezas Inorgánicas ................................................................ 43
2.4.3 Requisitos ................................................................................... 43
2.4.4 Agua Para Curado. ..................................................................... 45
2.5 AGREGADOS. ................................................................................... 46
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2.5.1 Propiedades de los Agregados ................................................... 47
2.5.1.1 Dureza. ................................................................................ 47
2.5.1.2 Densidad. ............................................................................. 48
2.5.1.3 Porosidad. ............................................................................ 49
2.5.1.4 Resistencia. .......................................................................... 49
2.5.1.5 Módulo de Elasticidad. ......................................................... 51
2.5.2 Clasificación de los Agregados .................................................... 52
2.5.2.1 Agregado Fino ...................................................................... 52
2.5.2.1.1 Granulometría ............................................................... 52
2.5.2.1.2 Requisitos ..................................................................... 55
2.5.2.2 Agregado Grueso. ................................................................ 56
2.5.2.2.1 Granulometría. .............................................................. 57
2.5.2.2.2 Tamaño Máximo. ........................................................... 57
2.5.2.2.3 Requisitos ..................................................................... 59
2.5.3 Módulo de Fineza ........................................................................ 59
2.5.4 Tamaño Máximo de Agregados ................................................... 60
2.6 ADITIVOS. ......................................................................................... 60
2.6.1 Antecedentes .............................................................................. 62
2.6.2 Razones para el Empleo de Aditivos ............................................ 63
2.6.2.1 En el Concreto Fresco .......................................................... 63
2.6.2.2 En el Concreto Endurecido ................................................... 63
2.6.3 Tipos de Aditivos ......................................................................... 64
2.6.3.1 Acelerantes .......................................................................... 65
2.6.3.1.1 Requisitos de un Aditivo Acelerante. .............................. 66
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2.6.3.1.2 Ventajas ........................................................................ 67
2.6.3.1.3 Consideraciones de Empleo. ......................................... 68
2.6.3.1.4 Efectos Sobre el Concreto Fresco. ................................ 68
2.6.3.1.5 Efectos Sobre el Concreto Endurecido. ......................... 70
2.6.3.2 Retardantes ......................................................................... 72
2.6.3.2.1 Empleo. ......................................................................... 72
2.6.3.2.2 Efectos Secundarios. ..................................................... 73
2.6.3.2.3 Sobredosificaciones. ...................................................... 73
2.6.3.2.4 Recomendaciones de Uso. ............................................ 74
2.6.4 Requisitos de Comercialización ................................................... 74
2.6.5 Uso. ............................................................................................. 76
2.6.6 Equipo Dosificador. ..................................................................... 77
2.6.7 Normalización .............................................................................. 78
2.7 DISEÑO DE MEZCLA ........................................................................ 81
2.7.1 Cálculo de la Resistencia Promedio. ........................................... 83
2.7.2 Pasos Generales en los Métodos de Diseño de Mezclas ............ 84
2.8 MEZCLADO, TRANSPORTE, COLOCACIÓN Y CURADO DEL
CONCRETO91
2.8.1 Preparación de la Mezcla. ........................................................... 91
2.8.2 Transporte de la Mezcla. ............................................................. 93
2.8.3 Colocación del Concreto. ............................................................ 93
2.8.4 Curado y Protección del Concreto. .............................................. 94
2.9 RESISTENCIA DEL CONCRETO. ..................................................... 95
2.9.1 Resistencia a la Compresión ....................................................... 95
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2.10 ENSAYO DE RESISTENCIA A LA COMRESION. ........................... 96
2.11 ENSAYO DE ASENTAMIENTO O CONO DE ABRAMS. ............... 104
2.12 PROPIEDADES MECANICAS DEL CONCRETO .......................... 104
2.12.1 Relación esfuerzo-deformación del concreto a compresión ..... 104
2.13 EQUIPOS Y HERRAMIENTAS. ..................................................... 109
2.13.1 Prensa Para Ensayo de Resistencia a la Compresión ASTM .. 109
2.13.2 Mezcladora de Concreto. ........................................................ 110
2.13.3 Moldes Cilíndricos de Plástico. ................................................ 111
2.13.4 Equipo Para Medir el Asentamiento ........................................ 112
2.14 MARCO SITUACIONAL ................................................................. 113
2 . 1 5 HIPÓTESIS, VARIABLES, INDICADORES E DEFINICIONES
OPERACIONALES…….............................................................................
....115
2.15.1 Hipótesis: general y específico.
............................................................. 115
2.15.1.1 Hipótesis general .............................................................. 115
2.15.1.2 Hipótesis específicas ........................................................ 115
2.15.2 Sistema de variables- dimensiones e indicadores ................... 116
2.15.2.1 variable independiente. ..................................................... 116
2.15.2.2 variable dependiente. ........................................................ 116
CAPÍTULO III ............................................................................................ 117
3. MARCO METODOLOGICO .................................................................. 118
3.1 NIVEL Y TIPO DE INVESTIGACIÓN. ............................................ 118
3.1.1 Nivel de investigación .............................................................. 118
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3.1.2 Tipo de investigación ............................................................... 118
3.2 DISEÑO DE INVESTIGACIÓN. ....................................................... 119
3.3 UNIVERSO, POBLACION Y MUESTRA .......................................... 120
3.3.1 Determinación del universo/población ...................................... 120
3.3.2 Selección de la Muestra ............................................................ 120
3.4 TÉCNICAS E INSTRUMENTOS DE RECOLECCIÓN DE DATOS. .. 121
3.4.1 Ensayos de Laboratorio. ........................................................... 121
3.4.2 Características Físicas de los Agregados. ................................. 121
3.4.2.1 Agregado Fino .................................................................... 121
3.4.2.1.1 Análisis Granulométrico del Agregado Fino y Grueso ... 121
2.4.2.1.2 Módulo de Fineza. ....................................................... 123
3.4.2.1.3 Peso Unitario del Agregado Fino y Grueso .................. 124
2.4.2.1.4 Peso Específico del Agregado Fino y Grueso ............... 125
3.4.2.1.5 Porcentaje de Absorción del Agregado Fino y Grueso . 125
3.4.2.1.6 Contenido de Humedad del Agregado Fino y Grueso .. 126
3.4.2.1.7 Tamaño Máximo del Agregado Grueso ........................ 128
3.4.2.1.8 Tamaño Máximo Nominal del Agregado Grueso .......... 128
3.4.3 Resultado de Ensayo de Agregados ......................................... 128
3.4.3.1 Tamaño Máximo Nominal ................................................... 129
3.4.3.2 Peso Seco Compactado Agregado Grueso. ....................... 131
3.4.3.3 Peso Específico de la Piedra Chancada. ............................ 132
3.4.3.4 Absorción de la Piedra Chancada. ...................................... 133
3.4.3.5 Contenido de Humedad de la Piedra Chancada. ................ 133
3.4.3.6 Módulo de Fineza de la Arena Gruesa ............................... 134
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3.4.3.7 Peso Seco Compactado Agregado Fino ............................. 136
3.4.3.8 Peso Específico de la Arena Gruesa. ................................. 137
3.4.3.9 Absorción de la Arena Gruesa ............................................ 137
3.4.3.10 Contenido de Humedad de la Arena Gruesa. ................... 138
3.4.4 Calcular la Dosificación de la Mezcla. ........................................ 138
3.4.4.1 Especificaciones de los Materiales ..................................... 138
3.4.4.2 Características Físicas de los Materiales ............................ 139
3.4.4.3 Pasos para Determinar la Dosificación del Concreto. ......... 140
3.4.4.4 Cantidad de Material para el Diseño. .................................. 147
3.4.5 Etapas Para la Elaboración y Toma de Muestra del Concreto. .. 148
3.4.5.1 Extracción y Preparación de la Muestra. ............................. 149
3.4.5.2 Toma de Nuestras del Concreto Fresco. ............................ 150
3.4.5.3 Ensayo de Consistencia o Slump Mediante el Cono de Abrams.
....................................................................................................................
... 152
3.4.5.4 Elaboración de Probetas Cilíndricas de Concreto: .............. 155
3.4.5.5 Curado de Probetas Cilíndricas .......................................... 157
3.4.5.6 Ensayos de la Resistencia a la Compresión. ...................... 158
CAPÍTULO IV ............................................................................................ 162
4. PRESENTACION Y ANALISIS DE RESULTADO ................................. 163
4.1 Resultados de Ensayo a Compresión. .............................................. 163
4.1.1 Resistencia a la compresión del concreto en diferentes
edades......163
4.1.1.1 Resistencia a los 3 días ...................................................... 164
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4.1.1.2 Resistencia a los 7 días ...................................................... 165
4.1.1.3 Resistencia a los 14 días .................................................... 167
4.1.1.4 Resistencia a los 28 días .................................................... 168
4.1.2 Resistencia a la compresión del concreto en diferentes edades con
aditivo acelerante de fragua. ........................................................... ... 170
4.1.2.1 Resistencia a los 3 días ...................................................... 170
4.1.2.2 Resistencia a los 7 días ...................................................... 171
4.1.2.3 Resistencia a los 14 días .................................................... 172
4.1.2.4 Resistencia a los 28 días .................................................... 173
4.1.3 Evolución de la resistencia a la compresión .............................. 174
4.1.4 Evolución de la resistencia a la compresión con aditivo. ............ 177
4.1.5 Evolución de la resistencia en los diferentes lugares donde se han
elaborado el concreto ......................................................................... 179
4.1.6 Evolución de la resistencia en los diferentes lugares donde se han
elaborado el concreto con aditivo acelerante de fragua ...................... 181
4.1.7 Gráfico comparativo de la resistencia del concreto elaborado en
los diferentes lugares ......................................................................... 182
4.1.8 Gráfico comparativo de la resistencia del concreto elaborado en
los diferentes lugares con aditivo acelerante. ..................................... 183
4.1.9 Gráfico comparativo de la resistencia del concreto con y sin aditivo
acelerante elaborado en los diferentes lugares .................................. 184
4.1.10 Gráfico comparativo de la resistencia del concreto con y sin
aditivo acelerante elaborado en los diferentes lugares ....................... 189
5. CONCLUSIONES .................................................................................. 191
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6. RECOMENDACIONES .......................................................................... 195
7. LINEAS DE INVESTIGACION ............................................................... 197
8. BIBLIOGRAFÍA .................................................................................... 198
9. ANEXOS ............................................................................................... 200
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INDICE DE FIGURAS
Fig. N° 1: Huso Granulométrico del Agregado Fino....................................... 54
Fig. N° 2: Moldes Metálicos utilizados ........................................................... 97
Fig. N° 3: Moldes de Plástico utilizados......................................................... 98
Fig. N° 4: Llenado y Varillado del concreto.................................................... 99
Fig. N° 5: Curado de las probetas ............................................................... 101
Fig. N° 6: Ensayo de Resistencia a la Compresión. .................................... 102
Fig. N° 7: Visualización de los Tipos de Fractura en las Probetas............... 103
Fig. N° 8: Curva Esfuerzo-Deformación del Concreto en Compresión………105
Fig. N° 9: Idealización de la curva esfuerzo-deformación del concreto,,,,,,....106
Fig. N° 10: Efecto de la Velocidad de Carga en la Resistencia a la
Compresión del Concreto .......................................................................... 107
Fig. N° 11: Módulo Tangente y Secante del Concreto Compresión ............. 108
Fig. N°12: Prensa Para Ensayo de Resistencia a la Compresión ASTM.110
Fig. N° 13: Mezcladora de Concreto .......................................................... 111
Fig. N° 14: Moldes cilíndricos metálicos y de plástico ................................. 112
Fig. N° 15: Equipo para el ensayo del Cono de Abrams. ............................ 113
Fig. N° 16: Curva Granulométrica de Piedra Chancada a escala logarítmica
en el eje X ................................................................................................. 131
Fig. N° 17: Curva Granulométrica de Arena Gruesa a escala logarítmica en el
eje X. ......................................................................................................... 135
Fig. N° 18: Muestra de los agregados en los diferentes lugares para la
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preparación del concreto. ........................................................................... 150
Fig. N° 19: Toma de Nuestras del Concreto Fresco en los tres lugares
mencionados. ............................................................................................. 152
Fig. N° 20: Ensayo de Consistencia o Slump Mediante el Cono de Abrams
en Cerro de Pasco ...................................................................................... 155
Fig. N° 21: Ensayo de Consistencia o Slump Mediante el Cono de Abrams
en Huánuco ................................................................................................. 155
Fig. N° 22: Ensayo de Consistencia o Slump Mediante el Cono de Abrams en
Pucallpa ...................................................................................................... 155
Fig. N° 23: Elaboración de Probetas Cilíndricas de Concreto .................... 157
Fig. N° 24: Curado de Probetas Cilíndricas. .............................................. 158
Fig. N° 25: Ensayos de la Resistencia a la Compresión. ........................... 161
Fig. N° 26: Curva de la Evolución de la Resistencia a Compresión sin aditivo
(3 días)........................................................................................................175
Fig. N° 27: Curva de la Evolución de la Resistencia a Compresión sin aditivo
(7 días).................................................................................................................175
Fig. N° 28: Curva de la Evolución de la Resistencia a Compresión sin aditivo
(14 días) .................................................................................................... 176
Fig. N° 29: Curva de la Evolución de la Resistencia a Compresión sin aditivo
(28 días) .................................................................................................... 176
Fig. N° 30: Curva de la Evolución de la Resistencia a Compresión con aditivo
(3 días) ...................................................................................................... 177
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Fig. N° 31: Curva de la Evolución de la Resistencia a Compresión con aditivo
(7 días) ...................................................................................................... 178
Fig. N° 32: Curva de la Evolución de la Resistencia a Compresión con aditivo
(14 días) ..................................................................................................... 178
Fig. N° 33: Curva de la Evolución de la Resistencia a Compresión con aditivo
(28 días) ..................................................................................................... 179
Fig. N° 34: Resistencia del concreto elaborado en Cerro de Pasco sin
aditivo……………………………………………………………………………..180
Fig. N° 35: Resistencia del concreto elaborado en Huánuco sin aditivo .... 180
Fig. N° 36: Resistencia del concreto elaborado en Pucallpa sin aditivo .... 181
Fig. N° 37: Resistencia del concreto elaborado en Cerro de Pasco con aditivo
................................................................................................................... 181
Fig. N° 38: Resistencia del concreto elaborado en Pucallpa con aditivo ... 182
Fig. N° 39: Resistencia del concreto en los diferentes lugares .................. 180
Fig. N° 40: Resistencia del concreto en los diferentes lugares .................. 180
Fig. N° 41: Resistencia del concreto con y sin aditivo “Cerro de Pasco”. .. 185
Fig. N° 42: Gráfico de la Resistencia del concreto con y sin aditivo “Cerro de
Pasco”. ....................................................................................................... 186
Fig. N° 43: Resistencia del concreto con y sin aditivo “Huánuco”. ............. 187
Fig. N° 44: Gráfico de la Resistencia del concreto sin aditivo “Huánuco”. . 187
Fig. N° 45: Resistencia del concreto con y sin aditivo “Pucallpa”. ............. 188
Fig. N° 46: Gráfico de la Resistencia del concreto con y sin aditivo “Cerro de
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Pasco”. ....................................................................................................... 189
Fig. N° 47: Resistencia del concreto con y sin aditivo en los diferentes lugares.
................................................................................................................... 190
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ÍNDICE DE TABLAS
Tabla N° 1: Compuestos químicos en el cemento portland..................... 35
Tabla N° 2: Requisitos Químicos Standard ASTM C-150 Para
Cementos.........................................................................................................36
Tabla N° 3: Cantidad en porcentaje de Materiales para un concreto de
210kg/cm2 con Cemento Andino .......................................................... 37
Tabla
N°
4:
Requisitos
Físicos
Standard
ASTM
C-150
Para
Cementos……………………………………………………………………... 39
Tabla N° 5: Límites permisibles para agua de mezcla y de curado según la
norma ITINTEC 339.088 ...................................................................... . 44
Tabla N° 6: Efectos negativos sobre el concreto si se superan los valores
límites Permisibles de sustancias en el agua ........................................ 45
Tabla N° 7: Resistencia a la trituración de las principales rocas
empleadas en la construcción. .............................................................. 50
Tabla N° 8: Módulo de elasticidad de agregados empleados en
concreto ................................................................................................ 51
Tabla N° 9: Requisitos Granulométricos del Agregado Fino ................... 53
Tabla N° 10: Requerimientos de Granulometría de los Agregados
Gruesos ................................ ……………………………………….……. 58
Tabla N° 11: Factor de Corrección para la Desviación Estándar ............ 84
Tabla N° 12: Resistencia a la Compresión Promedio ............................. 84
Tabla N° 13: Cantidades aproximadas de agua de amasado para
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diferentes slump, tamaño máximo de agregado y contenido de
aire....................................................................................................................85
Tabla N° 14: Relación Agua/Cemento vs f’c. ……………………………...86
Tabla N° 15: Asentamientos recomendados para diversos tipos de
obras……………………………………………………………………………87
Tabla N° 16: Volumen de agregado grueso compactado en seco por metro
cúbico de concreto……………………………………………………………91
Tabla N° 17: Análisis Granulométrico de Piedra Chancada…………...130
Tabla N° 18: Peso Unitario Seco Compactado Agregado Grueso………131
Tabla N° 19: Peso Específico de la Piedra Chancada……………………132
Tabla N° 20: Absorción de la Piedra Chancada…………………………..133
Tabla N° 21: Contenido de Humedad de la Piedra Chancada…………..133
Tabla N° 22: Análisis Granulométrico de Arena Gruesa…………………134
Tabla N° 23: Peso Retenido Acumulado de Arena Gruesa……………...136
Tabla N° 24: Peso Unitario Seco Compactado Agregado Fino………….136
Tabla N° 25: Peso Específico de la Arena Gruesa……………………….137
Tabla N° 26: Absorción de la Arena Gruesa………………………………137
Tabla N° 27: Contenido de Humedad de la Arena Gruesa………………138
Tabla N° 28: Cantidad de Materiales para un concreto de 210
kg/cm2………………………………….........................................................148
Tabla N° 29: Resistencia a los 3 días “Cerro De Pasco”……………..…..164
Tabla N° 30: Resistencia a los 3 días “Huánuco” ………………………..164
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Tabla N° 31: Resistencia a los 3 días “Pucallpa” …………………………165
Tabla N° 32: Resistencia a los 7 días “Cerro De Pasco” ………………..165
Tabla N° 33: Resistencia a los 7 días “Huánuco” ………………………..166
Tabla N° 34: Resistencia a los 7 días “Pucallpa” …………………………166
Tabla N° 35: Resistencia a los 14 días “Cerro De Pasco” ……………….167
Tabla N° 36: Resistencia a los 14 días “Huánuco” ……………………...167
Tabla N° 37: Resistencia a los 14 días “Pucallpa” ………………………168
Tabla N° 38: Resistencia a los 28 días “Cerro De Pasco” ………………168
Tabla N° 39: Resistencia a los 28 días “Huánuco” ……………………….169
Tabla N° 40: Resistencia a los 28 días “Pucallpa” ………………………..169
Tabla N° 41: Resistencia a los 3 días “Cerro De Pasco” con aditivo……170
Tabla N° 42: Resistencia a los 3 días “Pucallpa “con aditivo…………….171
Tabla N° 43: Resistencia a los 7 días “Cerro De Pasco” con aditivo…….171
Tabla N° 44: Resistencia a los 7 días “Pucallpa” con aditivo…………….172
Tabla N° 45: Resistencia a los 14 días “Cerro De Pasco” con
aditivo…………………………………………………………………………172
Tabla N° 46: Resistencia a los 14 días “Pucallpa” con aditivo……….…..173
Tabla N° 47: Resistencia a los 28 días “Cerro De Pasco” con aditivo. ….173
Tabla N° 48: Resistencia a los 28 días “Pucallpa” con aditivo ............ 174
Tabla N° 49: Resistencia promedio de todas las marcas en diferentes
edades ................................................................................................ 182
Tabla N° 50: Resistencia promedio de todas las marcas en diferentes
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edades ................................................................................................ 183
Tabla N° 51: Resistencia promedio con y sin aditivo “Cerro De Pasco”.185
Tabla N° 52: Resistencia promedio con y sin aditivo “Huánuco” ......... 186
Tabla N° 53: Resistencia promedio con y sin aditivo “Pucallpa” ......... 188
Tabla N° 54: Variación de la Resistencia promedio con y sin aditivo en los
diferentes lugares. .......................................................................…… 190
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INTRODUCCIÓN.
El concreto es el material que posee características de resistencia a la
compresión, de impermeabilidad, durabilidad, dureza y apariencia entre
muchas otras, el concreto es el material de construcción más utilizado en
obras y por tanto se hace indispensable conocer sus diferentes propiedades
físicas y mecánicas. Se considera un material pétreo, durable y resistente;
pero, dado que se trabaja en su forma fluida o plástica, puede adquirir
prácticamente cualquier forma. Esta combinación de características es la
razón principal por la que es un material de construcción tan popular,
empleado para todo tipo de construcciones. La resistencia del concreto
depende de la calidad y proporción de los materiales que lo componen, de
la calidad de la mano de obra y de los cuidados posteriores al vaciado.
El cemento es un insumo primordial en el sector de la construcción es el
más determinante, la característica más relevante en la medición de la
calidad del concreto es su resistencia a la compresión. Por lo tanto, es
trascendental conocer como varía esta resistencia con relación a la
variación de sus componentes.
Los aditivos son materiales orgánicos o inorgánicos que se añaden a la
mezcla durante o luego de formada la pasta de cemento y que modifican en
forma dirigida, algunas características del proceso de hidratación, el
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endurecimiento e incluso la estructura interna del concreto.
Hoy en día cada vez se va consolidando a nivel internacional el criterio de
considerar a los aditivos como un componente normal dentro de la
Tecnología del Concreto moderna, ya que contribuyen a minimizar los
riesgos que ocasiona el no poder controlar ciertas características inherentes
a la mezcla de concreto original, como son los tiempos de fraguado, la
estructura de vacíos el calor de hidratación, etc. Perú es un país con una
variedad de climas, por ende, el proceso constructivo en cada parte del país
es diferente; muchas veces, como es el caso donde hay climas fríos se
necesitará de un fraguado más rápido, otros casos serán para la fabricación
de elementos prefabricados, pos-tensados o pre-tensados; también para la
fabricación de tubos. Y en otras ocasiones se necesitará un fraguado más
lento, ya sea porque el clima es cálido o porque se necesita transportar el
concreto a una larga distancia, mencionando también la capacidad de
superar ciertas emergencias durante las operaciones de mezclado,
transporte, colocación y curado.
Los aditivos, a diferencia del cemento, los agregados y el agua, no son
componentes esenciales de la mezcla de concreto, pero son importantes y
su uso se extiende cada vez más por el aporte que hacen a la economía de
la mezcla; y la necesidad de modificar las características del concreto de tal
forma que éstas se adapten a las condiciones de la obra y a los
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requerimientos del constructor.
En el proyecto de investigación que se está presentando, está dirigido a la
comparación sobre el estudio de la resistencia a la compresión de los
concretos elaborados con aditivo acelerante y retardante de fragua en las
diferentes ciudades como en Cerro de Pasco, Huánuco y Pucallpa se realizó
todo los ensayos necesarios para los agregados finos y gruesos previo a
realizar el procedimiento para el diseño de mezcla considerado la adhesión
de aditivo, se realizó los procedimientos para la mezcla de concreto y
posterior toma de muestra en probetas, para finalmente realizar el curado
de la misma. Se analizaron los resultados de los ensayos a compresión en
diferentes periodos de rotura, el gráfico de evolución de la resistencia a la
compresión de los diferentes lugares donde se realizaron los ensayos.
Se debe tener en cuenta que la temperatura es un parámetro importante a
tener en cuenta en diseño y elaboración de la mezcla ya que, a
temperaturas bajas y altas, por decir a temperaturas altas el tiempo de
fraguado o endurecimiento es rápido y no permite la manipulación del
concreto disminuyendo su trabajabilidad y su rápido endurecimiento. Por
esta razón Con el empleo del aditivo retardante de fragua en la mezcla de
concreto buscaremos contrarrestar estos efectos negativos, es decir
buscaremos mejorar la trabajabilidad, estimar el tiempo de fraguado del
concreto, con la finalidad de realizar una adecuada planificación sobre las
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operaciones del concreto en obra.
Se tuvo principal incidencia en los ensayos de laboratorio, la cual es la
principal fuente de información que se debe considerar al momento de
tomar decisiones en la construcción, con todo esto se pretende que esta
investigación se tome como fuente de información futura para todas
aquellas personas relacionadas y que se dediquen a la construcción en el
país.
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CAPÍTULO I
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1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA.
1.1. Antecedentes y Fundamentación Del Problema.
1.1.1. Antecedentes.
1.1.1.1. Antecedentes internacionales.
Estudio comparativo de la resistencia a la compresión de los concretos
elaborados con cementos Tipo I y Tipo III, modificados con aditivos
acelerantes y retardantes. Castellón Corrales, Harold y de la Ossa
Arias, Karen. Cartagena, noviembre 2013.
CONCLUSIÓNES:
Este proyecto de investigación se realizó con el fin de comparar la
resistencia a la compresión de los concretos elaborados con cementos
tipo I y tipo III, permitiendo establecer su comportamiento al
modificarlos con aditivos acelerantes y retardantes, para lograr una
mezcla de concreto de 4000 psi. Para dicho fin, primero se reunieron
los materiales a utilizar, entre ellos los agregados, cementos, y aditivos,
se realizó el diseño de mezcla, se les hicieron los ensayos a los
agregados siguiendo las normas NTC 176 para agregados Gruesos y
NTC 236 para agregados finos, se siguió con la elaboración de las
mezclas, haciendo las pruebas de asentamiento al concreto tal como lo
explica la norma NTC 396, luego se le realizó el ensayo de resistencia a
la compresión a los diferentes concretos elaborados, y comparamos los
resultados por medio de la norma NSR 10 con los esperados.
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Los resultados mostraron que los aditivos tuvieron un comportamiento
en la elaboración de la mezcla y en la resistencia a la edad de 28 días.
En donde el retardante reductor de agua, en cuanto a la resistencia a
la compresión del concreto es inversamente proporcional a la relación
agua–cemento del mismo.
En la mezcla de concreto con cemento Tipo I, sin/con aditivos
p re se n tó una resistencia a la compresión decreciente, esto pudo
ser a que la relación agua – cemento no fue óptima para este diseño.
En la mezcla de concreto elaborada con cemento Tipo III, con o sin
aditivos se presentó una resistencia a la compresión creciente, esto
pudo ser debido a que las partículas del cemento Tipo III, retienen
mejor el agua al tener mejor superficie de hidratación, los tiempos de
fraguado son menores, lo cual traduce un incremento en el desarrollo
de la resistencia a la compresión a edad temprana.
La dosificación de los aditivos debe hacerse siguiendo las instrucciones
de los fabricantes, pues utilizados en cantidades menores o mayores a
las recomendadas no producen los efectos deseados sobre la
resistencia del concreto.
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1.1.1.2. Antecedentes nacionales.
Relación de la resistencia a la compresión de cilindros de concreto a
edades de 3, 7, 14, 28 y 56 días respecto a la resistencia a la
compresión de cilindros de concreto a edad de 28 días. Br. Sánchez
Muñoz, Fernando Lorenzo Br. Tapia Medina, Robinson David,
Trujillo-Perú, 2015.
CONCLUSIONES:
Para llegar a cumplir con este objetivo, se tomó como material de esta
investigación las probetas cilíndricas, cuyas dimensiones son de 15 cm.
x 30 cm. Se llevó a cabo la mezcla de los concreto utilizando 3 tipos de
cementos comercializados en el medio (cementos Pacasmayo):
Cemento portland Tipo I, Cemento portland Tipo V y Cemento portland
Tipo Ms. Se efectuó tres (3) muestras de probetas o testigos de
concreto a diferentes relaciones de agua-cemento en las cuales se
ensayaron a las edades de 3, 7, 14, 28 y 56 días. Se llevó diferentes
diseños de mezcla de concreto para cada tipo de cemento portland, ya
que cada uno presenta diferentes condiciones químicas y físicas, pero
manteniendo la misma relación de agua-cemento y conservando un
Slump constante para cada tipo de concreto (Slump: 3” – 4”).
Como resultado del proceso de análisis se obtuvieron las funciones que
nos muestran una variación de la resistencia del concreto de acuerdo
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a cada tipo de cemento ensayado, encontrando así para el cemento
portland tipo ICo tres ecuaciones; para el cemento portland tipo MS se
encontraron una ecuación; para el cemento portland tipo V se
encontraron tres ecuaciones, todas estas ecuaciones en función de:
𝑅28 = 𝑅 ⁄(𝑎𝑇 𝑏 ± 𝑐)
DONDE:
𝑅: Resistencia obtenida a los T días de edad.
𝑇: Edad en días del concreto.
𝑅28 : Resistencia obtenida a los 28 días de edad.
1.1.1.3.
Antecedentes Regionales.
Desempeño del concreto elaborado con la marca comercial del
cemento portland Tipo I con aditivos en altitudes cálidas, templadas
y frías.
CONCLUSIONES:
El presente trabajo tiene como objeto de estudio el comportamiento del
concreto producido en la autoconstrucción. Para ello se analizaron
muestras del concreto con aditivos, fueron entregados a los
constructores con la finalidad de modificar las propiedades del concreto.
Al usar el aditivo se redujo la cantidad de agua de mezcla y, por lo tanto,
se mejoró la calidad del concreto.
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Los resultados de la investigación reflejan la falta de conocimiento
técnico por parte de los maestros de obra y propietarios, quienes optan
por dar mayor importancia a la economía y no a la calidad. Pese a que
el empleo de aditivos es cada vez mayor, con el presente estudio queda
demostrado que su aplicación es poco frecuente en obras informales
debido a que las personas lo consideran como un gasto extra e
innecesario en el presupuesto.
1.1.2. Fundamentación del problema.
En la ingeniería se presentan diversos problemas no solo en cuanto al
cálculo y diseño estructural, sino también en cuanto al material que se
usa para una construcción y que este sea el indicado para que se
alcance la durabilidad y el máximo rendimiento en el servicio para el
cual la edificación este destinada. La intemperie y el clima es uno de
los factores que influye mucho en cuanto a la elección del material
apropiado ya que no es lo mismo construir en altitudes cálidas,
templadas y frías que es precisamente a lo que es este presente
proyecto de investigación se hará mención al tratamiento con aditivos
acelerante y retardante de fraguado en el concreto.
Los concretos de hoy en día requieren en su composición la
incorporación de aditivos y adiciones con la finalidad de mejorar sus
propiedades mecánicas y de durabilidad. En ese sentido el presente
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trabajo de investigación ha experimentado incorporando aditivos
acelerante y retardante de fragua a la mezcla de concreto para obtener
concretos de alta resistencia.
1.2 Formulación Del Problema.
1.2.1 Problema general.
➢
¿De qué manera influirá el estudio comparativo en la
resistencia a la compresión de los concretos elaborados
con aditivos acelerante y retardante de fragua en
altitudes cálidas, templadas y frías?
1.2.2 Problemas Específicos.
➢ ¿De qué manera influirá en la resistencia a la compresión
de los concretos elaborados con aditivos acelerante y
retardantes de fragua en las diferentes altitudes cálida,
templadas y frías a la resistencia esperada?
➢ ¿De qué manera influirá las diferentes altitudes cálida,
templada y fría en la resistencia a la compresión de
los concretos elaborados con aditivos acelerantes y
retardantes de fragua?
1.3 Objetivos: general y específicos.
1.3.1 Objetivo general.
➢
Realizar el estudio comparativo en la resistencia a la
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compresión de los concretos elaborados con aditivos
acelerante y retardante de fragua en altitudes cálidas,
templadas y frías.
1.3.2 Objetivos específicos.
➢ Determinar la resistencia a la compresión de los
testigos
elaborados
con
aditivos
acelerante
y
retardantes de fragua en altitudes cálidas, templadas y
frías.
➢ Plantear un diseño de mezcla para una resistencia
(f'c) determinada.
➢ Elaborar testigos de concreto con un mismo diseño de
mezcla
para las diferentes altitudes con aditivos
acelerante y retardante y someterlos a ensayos.
➢ Determinar
mediante
un
análisis
comparativo
la
resistencia a la compresión de los testigos de concreto
elaborados con aditivos en altitudes cálidas, templadas
y frías.
1.4 Justificación e importancia.
1.4.1 Justificación.
➢ ¿Por qué investigar?
La presente investigación contribuirá con el conocimiento
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sobre la realización de concreto elaborados empleando
aditivos acelerantes y retardantes de fragua, todo esto en
un ámbito donde la intemperie y el clima es uno de los factores
que influye mucho en cuanto a la elección del material apropiado
ya que no es lo mismo construir en altitudes cálidas, templadas y
frías, que es precisamente a lo que en este presente proyecto se hará
mención al tratamiento del concreto como material principal de una
edificación.
1.4.2 Importancia.
Es de gran importancia la realización de este proyecto, debido a
que se brindara un análisis comparativo de las propiedades
mecánicas del concreto elaborado con aditivos acelerante y
retardante de fragua en altitudes cálidas, templadas y frías,
preveendo el colocado, acabado y cura.
1.4.3 Limitaciones.
➢ En primera instancia la economía es un factor importante
ya que para la realización del proyecto de investigación
se tendrá que realizar visitas a las diferentes zonas
(altitudes cálidas, templadas y frías) para realizará los
ensayos para cada uno
de las probetas con los
respectivos aditivos.
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➢
La dificultad para conseguir información tanta impresa
como virtual referido al tema, base teórica para la
presente
investigación.
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CAPÍTULO II
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2.
MARCO TEORICO.
2.1. Concreto.
El concreto es un material durable y resistente, pero dado que se
trabaja en su forma líquida, prácticamente puede adquirir cualquier
forma. El concreto es básicamente una mezcla de dos componentes:
Agregado y pasta. La pasta, compuesta de Cemento Portland agua,
une a los agregados (arena y grava o piedra triturada) para formar una
masa semejante a una roca pues la pasta endurece debido a la
reacción química entre el cemento y el agua.
El comportamiento mecánico del concreto y su durabilidad en servicio
dependen de tres aspectos básicos:
•
Las características, composición y propiedades de la pasta
de cemento o matriz cementante, endurecida.
•
La calidad propia de los agregados.
•
La afinidad de la matriz cementante con los agregados y su
capacidad para trabajar en conjunto.
2.1.1 Propiedades del Concreto.
Tenemos propiedades del concreto en estado fresco y endurecido:
2.1.1.1 Propiedades del concreto en estado fresco
➢ Manejabilidad: La manejabilidad, también llamada
trabajabilidad, es considerada como la propiedad del
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concreto en estado fresco por la cual se determina su
habilidad para ser transportado, colocado, ser vibrado
para su apropiada consolidación y terminar sin
segregación alguna.
El Road Research Laboratory, de la Inglaterra, define
la manejabilidad en términos de capacidad de
compactación, ya que al conformar el concreto en un
molde, hay que vencer la fricción interna de la mezcla
y una fricción externa entre el concreto y el molde. Así,
según Sánchez de Guzmán (2001) “La manejabilidad
es la cantidad de trabajo interno útil y necesario para
producir con compactación, debido a que la fricción
interna es una propiedad intrínseca de la mezcla y no
depende de un tipo o sistema particular de la
construcción”.
Existen
muchos
factores
que
influyen
en
la
manejabilidad de una mezcla de concreto en estado
plástico, entre ellos tenemos:
➢
Contenido de agua de mezclado: Esto debido a que
no existe formula que contenga todos los factores que
afectan este mismo requerimiento, (de la granulometría,
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del aire, de la consistencia a conseguir, de la absorción
del agregado, etc.)
➢ Fluidez de la pasta: La fluidez de la pasta lubrica los
agregados, dándole manejabilidad a la mezcla de
concreto, además, esta misma actúa en función
inversa a la resistencia del concreto, mientras más
fluida, menor resistencia.
➢ Contenido de aire: A mayor contenido de aire, mayor
manejabilidad, menor resistencia. De la misma manera,
a menor contenido de aire, menor manejabilidad, mayor
resistencia.
➢ Gradación de los agregados: Esto debido a que un
agregado mal gradado presenta excesos de vacíos que
deben ser llenados con pasta o mortero, esto para que
la mezcla sea manejable y no quede porosa.
➢ Forma y textura superficial de los agregados:
Influye por la manera en cómo van a fluir dentro de la
mezcla, más áspero o rugoso, menos manejable, y
viceversa.
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➢ Relación pasta–agregados: Lo que afecta es la
relación que hay entre la cantidad de pasta y el área
superficial de los agregados que esta debe cubrir y
lubricar.
➢ Relación arena–agregados: Una mezcla con bajo
contenido de arena es difícil de manejar, colocar y
terminar, esto debido a que es poco cohesiva. De la
misma manera a la inversa, una mezcla con exceso de
arena necesitara más agua o pasta, de consistencia
pastosa. Ambos casos afectan la manejabilidad.
➢ Aditivos: Estos pueden mejorar las condiciones de
manejabilidad de la mezcla, sin afectar la relación A/C.
➢ Condiciones del clima: Los agentes atmosféricos
también afectan la manejabilidad, el sol, lluvia, viento,
etc.
son
agentes
que
pueden
modificar
la
manejabilidad.
➢ Condiciones de producción y colocación: La mala
dosificación, los métodos de mezclado, el transporte, la
compactación, el tipo de obra, pueden afectar la
manejabilidad del concreto.
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➢ Plasticidad: Se denomina “plasticidad” al estado del
concreto en el que puede ser fácilmente moldeado,
pero que puede cambiar de forma lenta si este se saca
del molde. Debido a esto, no pueden considerarse
como mezclas de consistencia plástica ni las muy
fluidas ni las muy secas.
“Debe tenerse en cuenta que, dentro de ciertos límites,
las mezclas húmedas son las más manejables que las
secas, pero dos mezclas que tengan la misma
consistencia no son igualmente manejables, para esto,
deben tener el mismo grado de plasticidad” (Sánchez
de Guzmán, 2001).
➢ Consistencia: Está definida por la fluidez de la mezcla,
es decir, su capacidad de desplazarse dentro de los
encofrados y llenarlos completamente. Depende de la
cantidad de agua y de cemento, así como de la forma
y tamaño de los agregados que se incorporen a la
mezcla.
El concreto fresco puede tener diversos grados de
fluidez: mezclas secas, mezclas plásticas, hasta
mezclas fluidas. La fluidez se elige teniendo en cuenta
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lo que se va a construir y el método de compactación
que se usará en la colocación.
Es recomendable trabajar con mezclas de consistencia
plástica (especialmente cuando se trata de losas,
columnas y muros), ya que estas tienen mejor
Cohesión, fluyen con facilidad y los agregados se
distribuyen de manera pareja. Esto elimina el riesgo de
que los agregados se separen y se formen cangrejeras.
Para evaluar y controlar de manera apropiada la
consistencia y la humedad del concreto se emplea el
Ensayo del Cono de Abrams.
La consistencia se puede modificar variando el
contenido de agua en la mezcla.
http://www.acerosarequipa.com/construccion-de-viviendas/boletinconstruyendo/edicion_30/conociendo-las-propiedades-del-concreto.html
➢ Segregación: Es la separación de los materiales que
forman una mezcla heterogénea (como es el concreto),
de manera que su distribución deje de ser uniforme por
falta de cohesión. Esto puede ser ocasionado por,
diferencia en tamaño de partículas, mala distribución
granulométrica, densidad, mal mezclado, mal vibrado,
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mal transporte, etc.
➢ Exudación: Es la separación de parte del agua de la
mezcla durante su fraguado, esto puede ser debido a
distintas densidades, esto puede ser controlado con el
uso de aditivos.
La forma de medir la exudación de un concreto se
encuentra descrita en la norma ASTM C 232.
➢ Temperatura: La temperatura del concreto fresco
afecta a todas las propiedades del concreto en estado
plástico, especialmente el asentamiento y el contenido
de aire. Por ello, es conveniente verificarla, aunque hoy
en día no existe ningún método normalizado para
medirla. Sin embargo, el empleo de un termómetro de
bolsillo (con precisión de +-2 grados centígrados) es
suficiente.
2.1.1.2
Propiedades del concreto en estado endurecido
2.1.1.2.1 Características físico - químicas
➢ Impermeabilidad:
Capacidad del concreto para
impedir el paso del agua a través del mismo.
Factores que influyen es la finura del cemento,
cantidad de agua, compacidad.
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➢ Durabilidad: Habilidad para resistir la acción de la
intemperie, el ataque químico, abrasión, y cualquier
otro proceso, que produzcan deterioro del concreto.
Factores que influyen es las sales, calor, agente
contaminante, humedad.
➢ Resistencia térmica: Es la capacidad del concreto
para resistir los cambios de temperaturas.
Factores que influyen es las Bajas temperaturas (hielo
/ deshielo), altas temperaturas >300 C.
2.1.1.2.2 Características mecánicas
➢ Resistencia a la compresión: Es el esfuerzo máximo
que puede soportar el concreto bajo una carga de
aplastamiento.
Factores que influyen es la relación A/C, edad del
concreto, contenido de aire, contenido de cemento,
Influencia
de
los
agregados,
tamaño
máximo,
fraguado, Curado.
➢ Resistencia a la flexión: Es el esfuerzo máximo que
puede soportar una viga a flexión antes de que se
agriete.
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Factores que influyen es la relación A/C, edad del
concreto, contenido de aire, contenido de cemento,
Influencia
de
los
agregados,
tamaño
máximo,
fraguado, curado, uso de aditivos (fibras).
2.1.2 Materiales Componentes.
El concreto es un material semejante a la piedra que se obtiene mediante
una mezcla cuidadosamente proporcionada de cemento, arena y grava
u otro agregado, y agua; después, esta mezcla se endurece en
formaletas con la forma y dimensiones deseadas. El cuerpo del material
consiste en agregado fino y grueso. El cemento y agua interactúan
químicamente para unir las partículas de agregado y conformar una
masa sólida. (Nilson, 2000).
Si bien la definición tradicional consideraba a los aditivos como un
elemento opcional, en la práctica moderna mundial estos constituyen un
ingrediente normal, por cuanto está científicamente demostrada la
conveniencia de su empleo en mejorar condiciones de trabajabilidad,
resistencia y durabilidad, siendo
a la larga
una solución más
económica si se toma en cuenta el ahorro en mano de obra y equipo de
colocación y compactación, mantenimiento, reparaciones e incluso en
reducción de uso de cemento.
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2.2. Concreto En Climas Fríos Y Cálidos.
Las condiciones extremas en el concreto se consideran cuando la
temperatura ambiental es inferior a 5 °C y superior a los 28 °C, en cuyo
caso se debe tener especial cuidado en la selección de materiales,
dosificación, preparación, transporte, curado, control de calidad,
encofrado y desencofrado del concreto. También podemos considerar
como condición extrema la combinación de condiciones especiales de
temperaturas ambientes, humedades relativas y velocidad del viento.
(Ing. José Luis Viacava Espinoza)
Si la temperatura ambiental media se mantiene superior a 10ºC ya no
se considera clima frío.
Recordaremos, en forma general, lo establecido por el Instituto
Americano del Concreto (ACI), específicamente en las guías 305 y 306,
en las que se distinguen dos tipos de clima extremo, que pueden
provocar problemas durante el mezclado, transporte y colocación del
concreto; en clima cálido y en clima frio, respectivamente.
2.2.1 Concreto en Clima Fríos.
Según el ACI (Cold Weather Concreting) se considera clima frio si la
temperatura ambiental media por más de 3 días consecutivos es menor
de 5 °C. Si la temperatura ambiental media se mantiene superior a 10
°C ya no se considera clima frio.
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La N.T.E.
E-060
normas
peruanas
y
otras
sudamericanas
consideran clima frío a aquel en que, en cualquier época del año la
temperatura ambiente puede estar por debajo de 5 ºC.
Cuando el concreto se congela el agua libre se convierte en hielo
aumentando su volumen que en estado sólido rompe la débil
adherencia entre las partículas del concreto, si aún no se ha iniciado el
proceso de endurecimiento. Así mismo debido a las bajas temperaturas
se produce una disminución de la actividad o reacción química, para el
proceso de endurecimiento del concreto el cual puede llegar a
disminuir notablemente. Por todos estos motivos los ciclos de
congelamiento y deshielo, pueden afectar gravemente la calidad final
del concreto aun cuando se haya iniciado el proceso de endurecimiento.
Los climas fríos y muy secos afectan el concreto originando el secado,
principalmente de su superficie. La resistencia mínima para que no
se produzcan reducciones significativas en la resistencia final del
concreto debido al congelamiento es de 35 kg/cm2 (ACI o BS8110),
por lo cual es fundamental la protección del concreto durante las
primeras 24 horas hasta lograr esa resistencia mínima. (Ing. José Luis
Viacava Espinoza)
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2.2.1.1 Recomendaciones Para Concretos en Climas Fríos.
Las medidas a tomar para concreto elaborado en climas fríos se
resumen en:
a) Controlar la temperatura del concreto dentro de rangos
permisibles durante la preparación, transporte, colocación y
curado.
b) Evitar que el concreto se congele hasta lograr su resistencia
mínima.
https://civilgeeks.com/2011/09/28/el-concreto-en-climas-friosconsideraciones/
2.2.2 Concreto en Climas Cálidos.
La principal preocupación es que el agua del concreto se evapore
rápidamente y que una parte significativa del cemento no se hidrate; por
lo que no aporte resistencia al material y este se vuelva muy poroso.
El ACI 305 R-91 define el clima cálido como cualquier combinación de
las siguientes condiciones:
•
Alta temperatura ambiente.
•
Alta temperatura en el concreto.
•
Baja humedad relativa.
•
Velocidad de viento considerable.
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http://ri.ues.edu.sv/4103/1/Comportamiento%20del%20concreto%20en
%20climas%20tropicales%20para%20las%20principales%20zonas%2
0de%20El%20Salvador.pdf
Las altas temperaturas ambientales durante el trabajo del concreto, a
veces agravadas por la acción del viento y la humedad relativa baja,
pueden perjudicar la calidad del concreto fresco y endurecido. Los
efectos negativos se incrementan aún más cuando la temperatura sube
o la humedad relativa baja. Los efectos sobre el concreto fresco pueden
ser:
•
Más demanda de agua para el mismo revenimiento y
trabajabilidad.
•
Mayor pérdida de revenimiento.
•
Fraguado más rápido.
•
Más probabilidad de agrietamiento plástico.
•
Más dificultad para controlar el contenido de aire.
Después el concreto endurecido puede tener:
•
Menor resistencia.
•
Más contracción por desecación o tendencia a agrietarse.
•
Menos durabilidad ante la congelación y descongelación.
•
Menor uniformidad en la apariencia superficial.
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Estos efectos pueden ser superados con una selección cuidadosa de los
materiales y procedimientos para trabajar en clima cálido. La clave para
la tener éxito es la planificación previa. (Fundamentos del hormigón,
1993)
Muchas especificaciones sólo exigen que cuando se coloque el concreto
tenga una temperatura menor que 29° C o 32° C. El clima cálido puede
crear ciertas dificultades en el concreto fresco, como lo son:
•
Una mayor demanda de agua.
•
Pérdidas aceleradas de revenimiento.
•
Velocidades de fraguado elevadas.
•
Una mayor tendencia al agrietamiento plástico.
•
Dificultades para controlar el aire incluido.
•
La necesidad de un curado inmediato.
El hecho de agregar agua al concreto en la obra puede afectar
adversamente a las propiedades y a la capacidad de servicio del
concreto endurecido, teniendo como efecto:
•
Una resistencia reducida.
•
Una durabilidad e impermeabilidad reducida
•
Una apariencia no uniforme en la superficie.
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A medida que aumenta la temperatura del concreto, se presenta una
pérdida en el revenimiento que a menudo se compensa con la poco
recomendada práctica y agregar más agua en la mayor obra. A mayor
temperatura se necesita una cantidad mayor relación agua-cemento,
disminuyendo en consecuencia la resistencia del concreto a cualquier
edad y afectando adversamente otras propiedades del concreto
endurecido. (Kosmatka, 1992)
https://edgardodlconcreto.weebly.com/16-colocacioacuten-delconcreto-bajo-temperaturas-extremas.html
2.3. Cemento.
El cemento es un conglomerante formado a partir de una mezcla de
caliza y arcilla calcinadas y posteriormente molidas, que tiene la
propiedad de endurecerse después de ponerse en contacto con el agua.
El producto resultante de la molienda de estas rocas es llamada Clinker
y se convierte en cemento cuando se le agrega una pequeña cantidad
de yeso para que adquiera la propiedad de fraguar al añadirle agua y
endurecerse posteriormente. Mezclado con agregados pétreos (grava y
arena) y agua, crea una mezcla uniforme, maleable y plástica que fragua
y se endurece, adquiriendo consistencia pétrea, denominada hormigón
(en España, parte de Suramérica y el Caribe hispano) o concreto (en
México, Centroamérica y parte de Sudamérica). Su uso está muy
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generalizado en construcción e ingeniería civil.
https://es.wikipedia.org/wiki/Cemento
2.3.1. Cemento Portland.
En el medio de la construcción y más específicamente en el de la
fabricación de concreto para estructuras, es reconocido que al
mencionar la palabra cemento, implícitamente, ésta se refiere a
cemento Portland. El cemento portland es un material grisáceo
finamente pulverizado, conformado fundamentalmente por silicatos de
calcio y aluminio. Las materias primas usuales a partir de las cuales se
fabrica son calizas que proporcionan el CaO (Oxido de calcio) y arcillas
y esquistos que proveen el SiO2 (Dióxido de silicio) y el Al2O3 (Trióxido
de dialuminio). Estos materiales se muelen, se mezclan, se funden
en hornos hasta obtener el llamado clinker, y posteriormente se enfrían y
se muelen de nuevo para lograr la finura requerida.
2.3.2. Tipos de Cemento.
Al cambiar las propiedades químicas y físico-mecánicas del cemento
portland, se obtienen características diferentes cuando se hidrata,
dando lugar a diferentes tipos de cementos.
TIPO I: el cemento portland tipo I es el normal, usado en la construcción
de obras de hormigón en general, viviendas, edificaciones, estructuras
etc, se utiliza cuando las especificaciones de construcción, no indican el
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uso de otro tipo de cemento.
TIPO II: El cemento Portland tipo II tienen una resistencia media a los
ataques de sulfatos, con o sin calor moderado de hidratación, se usa en
obras de construcción en general y en construcciones expuestas a la
acción modera de los sulfatos, o que requieren un calor de hidratación
moderado, cuando así este consignado en las especificaciones de
construcción, por lo general es el cemento utilizado en la realización de
tuberías de hormigón y puentes. Su precio es muy similar al cemento
portland tipo I.
TIPO III: El Cemento Portland tipo III, alcanza una resistencia inicial
alta, su resistencia a la compresión a los 3 días, es igual a la resistencia
a la compresión en siete días de los cementos tipos I y II.
Es usado cuando se necesita un hormigón que debe ser desencofrado
antes de los 28 días y recibirá cargas muy pronto, como en el caso de
los elementos prefabricados o construcciones de emergencia.
TIPO IV: El Cemento Portland tipo IV es usado cuando se necesita un
bajo calor de hidratación sin producirse dilataciones durante la etapa de
fraguado. El calor desprendido durante la hidratación se produce más
lento. Es utilizado en estructuras de hormigón muy grandes, como los
diques.
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TIPO V: El Cemento Portland tipo V es usa en la construcción de
elementos y obras que necesiten una resistencia elevada al ataque
concentrado de sulfatos y álcalis, como en las alcantarillas, canales de
conducción e infraestructuras portuarias.
Los cementos Portland Tipos Ia, IIa y IIIa tienen la misma composición
que los tipos I, II y III normales. La única diferencia es que en los tipos Ia,
IIa, IIIa, tienen un agente incorporador de aire que se muele en la mezcla.
La incorporación de aire debe cumplir con la especificación opcional de
mínimo y máximo se encuentra en el manual de la ASTM. Estos tipos
sólo están disponibles en el este de Estados Unidos y Canadá, la
incorporación de aire a este tipo de cementos, mejora la resistencia a la
congelación cuando hay bajas temperaturas.
http://canalconstruccion.com/cemento-portland-usos-y-tipos.html
2.3.3. Compuestos Químicos en el Cemento Portland.
En general el proceso de fabricación del cemento puede ser
simplificado diciendo que éste se produce a través de la interacción
química de caliza y sílice a temperaturas de 1400 a 1600 ºC, para
formar silicatos de calcio primarios. Después de este proceso de
calcinación se obtiene un clínker, denominado de Pórtland, que molido
finamente constituye el componente principal del cemento. Durante
esta última etapa, se le añade yeso (u otra fuente de sulfatos) para
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controlar su temprana reacción de hidratación.
Durante la calcinación en la fabricación del clínker de cemento Pórtland,
el óxido de calcio se combina con los componentes ácidos de la materia
prima; esta materia prima generalmente es una mezcla de material
calcáreo, como la caliza, marga, creta o coquilla, y un material arcilloso
como la pizarra, esquito o escoria de alto horno. No obstante, hay cuatro
compuestos
que constituyen más del 90% del peso del cemento y
son:
-
El silicato tricálcico (C3S - Alita). Es el que produce la alta resistencia
inicial del cemento portland hidratado. La reacción del C3S con
agua desprende gran cantidad de calor (calor de hidratación). La
rapidez de endurecimiento de la pasta de cemento es directamente
proporcional con el calor de la hidratación.
-
El silicato dicálcico (C2S - Belita). Es el causante principal de la
resistencia posterior de la pasta de cemento.
-
El aluminato tricálcico (C3A). El yeso agregado al cemento portland
durante la trituración o molienda en el proceso de fabricación se
combina con C3A para controlar el tiempo de fraguado.
-
El aluminato ferrita tricálcica (C4AF - Celia). Es semejante al C3A,
porque se hidrata con rapidez y solo desarrolla baja resistencia.
Como se ha mencionado los componentes principales del cemento
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Portland lo constituyen los silicatos y los aluminatos de calcio, estos
compuestos se forman por la asociación química de diferentes óxidos
como el óxido de calcio (CaO), que se representa químicamente en forma
abreviada por la letra C, la sílica (Si O2) que se representa por S, la
alúmina (Al2O3) que se representa por A y el óxido de fierro (Fe2 O3)
representado por F. Los compuestos principales resultado del proceso
de fusión química en el horno son cuatro, sus nombres, formulas
químicas abreviadas y abreviaciones comunes se citan a continuación:
Tabla N° 1: Compuestos químicos en el cemento portland.
Fuente: Diseño y control de mezclas de concreto. (EAOP)
Tabla N° 2: Requisitos Químicos Standard ASTM C-150 Para Cementos
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Fuente: Tópicos de Tecnología de Concreto en el Perú. Enrique Pasquel Carbajal
(EAOP)
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Tabla N° 3: Cantidad en porcentaje de Materiales para un concreto de
210kg/cm2 con Cemento Andino
Fuente: Tópicos de Tecnología de Concreto en el Perú. Enrique Pasquel Carbajal (EAOP)
2.3.4. Propiedades Físicas y Mecánicas del Cemento.
Las
propiedades
físicas
y
mecánicas
del
cemento
permiten
complementar las propiedades químicas y conocer otros aspectos de su
bondad como material cementante. Tales propiedades dependen del
estado en que se encuentre (fresco o endurecido) y son medidas a
través de ensayos que se pueden clasificar como: ensayos sobre el
cemento puro, sobre la pasta de cemento y sobre el mortero.
Las propiedades físicas y mecánicas del cemento son:
Peso específico. La densidad o peso específico del cemento es la
relación existente entre la masa de una cantidad dada y el volumen
absoluto de esa masa. Su valor varía muy poco y en un cemento
Pórtland normal cuando no hay adiciones distintas al yeso, suele estar
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comprendida entre 3.10 y 3.15 gr/cm3. En el caso de cementos con
adiciones, desde luego es menor ya que en el contenido de Clinker por
tonelada de cemento es menor y su valor puede estar comprendido
entre 3.00 y 3.10 gr/cm3, dependiendo del porcentaje de adiciones
que tenga el cemento.
Superficie específica (finura). Como se vio anteriormente una de las
últimas etapas del proceso de fabricación del cemento, es la molienda del
Clinker con yeso. La finura de molido, es una de las propiedades físicas
más importantes del cemento, ya que está íntimamente ligada al valor
hidráulico.
Consistencia normal. Como es sabido, el conjunto de cemento, agua y
aire se llama pasta. Los cementos Pórtland, pueden diferir entre sí en
cuanto al requerimiento de agua y la diferencia es aún mayor en
cementos Pórtland con adiciones, los cuales tienen requerimientos de
agua más altos que los cementos normales, por su mayor superficie
específica. La cantidad de agua que se le agrega al cemento, le
comunica una determinada fluidez, la cual aumenta al incrementarse el
contenido de agua. Existe una determinada fluidez para la cual debe
agregarse cierta cantidad de agua. Esta fluidez es lo que se llama
consistencia normal.
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Tabla N° 4: Requisitos Físicos Standard ASTM C-150 Para Cementos.
Fuente: Tópicos de Tecnología de Concreto en el Perú. Enrique Pasquel Carbajal
(EAOP)
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2.3.5. Condiciones de Control y Almacenaje en Obra.
Se hace necesario en obra un seguimiento estadístico del tiempo y
condiciones de almacenaje, así como de la calidad del cemento que se
emplea.
Una buena práctica la constituye el ejecutar análisis químicos en un
laboratorio confiable cada 500 Toneladas de cemento para el caso de
obras grandes, y solicitar regularmente a los fabricantes certificados con
resultados de su control de calidad. En ningún caso la muestra que se
obtenga debe ser menor de 5 Kg.
El cemento necesita un manejo y almacenamiento adecuado para
obtener una mejor calidad en los concretos y morteros.
•
El cemento es sensible a la humedad. Si se mantiene seco,
mantendrá indefinidamente su calidad.
•
La humedad relativa dentro del almacén o cobertizo empleado para
almacenar los sacos de cemento debe ser la menor posible.
•
Se deben cerrar todas las grietas y aberturas en techos y paredes.
•
Los sacos de cemento no deben almacenarse sobre pisos
húmedos, sino sobre tarimas.
•
Los sacos se deben apilar juntos para reducir la circulación de aire,
pero nunca apilar contra las paredes exteriores.
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•
Los sacos se deben cubrir con mantas o con alguna cubierta
impermeable.
•
Los sacos se deben apilar de manera tal que los primeros sacos en
entrar sean los primeros en salir.
•
El cemento que ha sido almacenado durante períodos prolongados
puede sufrir lo que se ha denominado "compactación de bodega".
•
Se debe evitar sobreponer más de 12 sacos si el período de
almacenamiento es menor a 60 días. Si el período es mayor, no se
deben sobreponer más de 7 sacos.
Una manera práctica de evaluar si ha habido hidratación parcial del
cemento almacenado, consiste en tamizar una muestra por la malla No
100, según la Norma ASTM C-184, pesando el retenido, el cual
referido al peso total, nos da un orden de magnitud de la porción
hidratada.
El
porcentaje
retenido
sin
haber
hidratación
oscila
usualmente entre 0 y 0.5%.
2.4. Agua.
El agua tiene tres funciones primordiales:
I.
Reaccionar con el cemento para hidratarlo,
II.
Actuar como lubricante para contribuir a la trabajabilidad del
conjunto
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III.
Procurar la estructura de vacíos necesaria en la pasta para que
los productos de hidratación tengan espacio para desarrollarse.
De toda el agua que se emplea en la preparación de un mortero o un
concreto, parte hidrata el cemento, el resto no presenta ninguna
alteración y con el tiempo se evapora; como ocupaba un espacio
dentro de la mezcla, al evaporarse deja vacíos los cuales disminuyen
la resistencia y la durabilidad del mortero. La cantidad de agua que
requiere el cemento para su hidratación se encuentra alrededor del
25% al 30% de la masa del cemento, pero con esta cantidad la mezcla no
es manejable, para que la mezcla empiece a dejarse trabajar, se
requiere como mínimo una cantidad de agua del orden del 40% de la
masa del cemento, por lo tanto, de acuerdo con lo anterior como una regla
práctica, se debe colocar la menor cantidad de agua en la mezcla,
pero teniendo en cuenta que el mortero o el hormigón queden trabajables.
2.4.1. Impurezas Orgánicas.
Las sustancias orgánicas contenidas en aguas naturales, afectan
considerablemente el tiempo de fraguado inicial del cemento y la
resistencia última del hormigón.
Las aguas que tengan un color oscuro, un olor pronunciado, o aquellas en
las cuales sean visibles lamas de algas en formación de color verde o
café, deben ensayarse. Se debe tener especial cuidado con los altos
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contenidos de azúcar en el agua porque pueden ocasionar retardo en
el fraguado.
2.4.2. Impurezas Inorgánicas.
Los límites permisibles para contenidos inorgánicos son algo amplios,
pero en algunas partes, éstos pueden presentarse en cantidades
suficientes para causar un deterioro gradual del hormigón. La
información disponible respecto al efecto de los sólidos disueltos en la
resistencia y durabilidad del hormigón es insuficiente para poder
establecer
unos
límites
numéricos
con
base
en
un
sistema
comprensible, pero se puede proporcionar una guía sobre niveles
permisibles de ciertas impurezas.
Los mayores iones que se presentan usualmente en aguas naturales son
calcio, magnesio, sodio, potasio, bicarbonato, sulfato, cloruro, nitrato, y
menos frecuente carbonato. Las aguas que contengan un total
combinado de estos iones comunes que no sea mayor de 2 g/l
(2000ppm), son generalmente adecuadas como agua de mezcla.
2.4.3. Requisitos.
En lo posible se debe de realizar un análisis químico, se recomienda
que el agua utilizada en la preparación de mezclas de mortero o
concreto, cumpla los requisitos de la tabla N° 5.
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Tabla N° 5: Límites permisibles para agua de mezcla y de curado según la norma
ITINTEC 339.088.
Fuente: Tópicos de Tecnología de Concreto en el Perú. Enrique Pasquel Carbajal
(EAOP)
Un método rápido para conocer la existencia de ácidos en el agua, es por
medio de un papel tornasol, el que sumergido en agua ácida tomará
un calor rojizo. Asimismo, para determinar la presencia de yeso u otro
sulfato es por medio de cloruro de bario; se filtra el agua (unos 500 grs)
y se le hecha algunas gotas de ácido clorhídrico; luego más gotas de
solución de cloruro de bario, si se forma un precipitado blanco
(sulfato de bario) es señal de presencia de sulfatos. Esta agua debe
entonces
mandarse
analizar a
un laboratorio para
saber
su
concentración y ver si está dentro del rango permisible.
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Tabla N° 6: Efectos negativos sobre el concreto si se superan los valores límites Permisibles
de sustancias en el agua.
X: causa efecto negativo: no causa efecto negativo Fuente: Concreto Simple. Gerardo A.
Rivera L. (EAOP)
2.4.4. Agua Para Curado.
En general, los mismos requisitos que se exigen para el agua de mezcla
deben ser cumplidos por las aguas para curado, y por otro lado en las
obras es usual emplear la misma fuente de suministro de agua tanto
para la preparación como para el curado del concreto.
No obstante lo mencionado, si revisamos lo ya evaluado con respecto al
mecanismo de hidratación del cemento y la estructura de la pasta,
podemos concluir, que el agua adicional que puede contribuir a
hidratar el concreto proveniente del curado, representa una fracción
solamente del agua total (alrededor de la quinta parte en volumen
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absoluto), por lo que las limitaciones para el caso del agua de curado
pueden ser menos exigentes que en el caso del agua de mezcla,
pudiendo aceptarse reducirlas a la mitad en la mayoría de los casos.
2.5.
Agregados.
Los agregados también llamados áridos son aquellos materiales inertes,
de forma granular, naturales o artificiales, que aglomerados por el
cemento portland en presencia de agua forman un todo compacto
(piedra artificial), conocido como mortero o concreto.
Como agregados de las mezclas de mortero o concreto se pueden
considerar, todos aquellos materiales que teniendo una resistencia
propia suficiente (resistencia de la partícula), no perturben ni afecten
desfavorablemente las propiedades y características de las mezclas y
garanticen una adherencia suficiente con la pasta endurecida del
cemento portland. En general, la mayoría son materiales inertes, es
decir, que no desarrollan ningún tipo de reacciones con los demás
componentes de las mezclas, especialmente con el cemento; sin
embargo, existen algunos agregados cuya fracción más fina presenta
actividad en virtud de sus propiedades hidráulicos colaborando con el
desarrollo de la resistencia mecánica, tales como: las escorias de alto
horno de las siderúrgicas, los materiales de origen volcánico en donde
hay sílice activa, entre otros.
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Pero hay algunos otros agregados, que presentan elementos nocivos o
eventualmente inconvenientes que reaccionan afectando la la estructura
interna del concreto y su durabilidad, como, por ejemplo, los que
presentan
elementos
pulverulentas
más
sulfurados,
finas
o
los
aquellas
que
que
contienen
se
partículas
encuentran
en
descomposición latente como algunas pizarras.
ftp://ftp.unicauca.edu.co/cuentas/geanrilo/docs/FIC%20y%20GEOTEC
%20SEM%202%20de%202010/Tecnologia%20del%20Concreto%20%20%20PDF%20ver.%20%202009/Cap.%2002%20%20Agregados%20para%20mortero%20y%20concreto.pdf
2.5.1. Propiedades de los Agregados.
2.5.1.1. Dureza.
Se define como dureza de un agregado a su resistencia a la erosión,
abrasión o en general, el desgaste de las partículas sobre otras o por
agentes externos. La dureza de las partículas depende de sus
constituyentes.
Entre las mejores rocas a emplear en concretos que deben ser
resistentes a procesos de abrasión o erosión, figuran el cuarzo, la
cuarzita, las rocas densas de origen volcánico y las rocas silicosas.
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En los agregados para concreto se cuantifica por medio de la
resistencia a la abrasión en la Máquina de Los Ángeles, que consta de
un cilindro metálico donde se introduce el agregado conjuntamente con
12 esferas de acero de 46.8 mm de diámetro y entre 390 y 445 gr. de
peso cada una, con un peso total de 5,000 ± 25 gr., haciéndose girar
el conjunto un cierto número de revoluciones (100 o 500 ) que
provocan el roce entre partículas, y de las esferas sobre la muestra
provocando el desprendimiento superficial de material el cual se mide y
expresa en porcentaje. Las normas ASTM aplicables son la C-131 y C535.
Agregados con altos valores de desgaste a la abrasión (>50%)
producen concretos con características resistentes inadecuadas en la
mayoría de casos.
2.5.1.2. Densidad.
La densidad de los agregados depende tanto de la gravedad específica
de sus constituyentes sólidos como de la porosidad del material
mismo. La densidad de los agregados es de especial importancia en
todos aquellos casos en que, por resistencia o durabilidad, se
requieren concretos con un peso por encima o debajo de aquel que
corresponde a concretos usuales.
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Las bajas densidades generalmente indican material poroso, poco
resistente y de alta absorción. Tales características, cuando ello fuere
necesario, deberán ser confirmadas por ensayos de laboratorio.
2.5.1.3. Porosidad.
Es el volumen de espacios dentro de las partículas de agregados. Se
considera a l a porosidad como a una de las más importantes
propiedades físicas del agregado, dada su influencia sobre las otras
propiedades de éste y el papel que desempeña durante los procesos de
congelación.
Los valores usuales en agregados normales pueden oscilar entre 0% y
15% aunque por lo general el rango común es del 1% al 5%.
En agregados ligeros, se pueden tener porosidades del orden del 15%
al 50%.
2.5.1.4. Resistencia.
Capacidad de asimilar la aplicación de fuerzas de compresión, corte,
tracción y flexión. Normalmente se mide por medio de la resistencia en
compresión, para lo cual se necesita ensayar testigos cilíndricos o
cúbicos de tamaño adecuado al equipo de ensayo, que se perforan o
cortan de una muestra lo suficientemente grande.
Por su propia naturaleza, la resistencia del concreto no puede ser
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mayor que la de sus agregados. Sm embargo, la resistencia a la
compresión de los concretos convencionales dista mucho de la que
corresponde a la mayoría de las rocas empleadas como agregado, las
mismas que se encuentran por encima de los 1 ,000 kg/cm2
La resistencia en compresión está inversamente relacionada con la
porosidad y la absorción y directamente con el peso específico.
Agregados normales con Peso específico entre 2.5 a 2.7, tienen
resistencias en compresión del orden de 750 a 1,200 Kg/cm2.
Los agregados ligeros con Peso específico entre 1.6 a 2.5 usualmente
manifiestan resistencias de 200 a 750 Kg/cm2.
La resistencia del agregado condiciona en gran medida la resistencia del
concreto, por
lo
que
es fundamental
el evaluarla directa o
indirectamente cuando se desea optimizar la calidad de los concretos.
Tabla N° 7: Resistencia a la trituración de las principales rocas empleadas en la
construcción.
Fuente: Naturaleza y Materiales del Concreto. Enrique Rivva L. (EAOP)
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2.5.1.5. Módulo de Elasticidad.
El módulo de elasticidad es definido como el cambio de esfuerzos con
respecto a la deformación elástica, considerándosele como una medida
de la resistencia del material a las deformaciones.
El módulo de elasticidad de los agregados se determina en muy
contadas ocasiones. Sin embargo, desde que la deformación que
experimenta el concreto es parcialmente una deformación del
agregado, es razonable pensar que mayor será el módulo de
elasticidad del concreto conforme aumenta el de los agregados que lo
integran.
Es importante recordar que el valor del módulo de elasticidad del
agregado
tiene
especial
influencia
sobre
la
magnitud
del
escurrimiento plástico y la contracción que pueden presentarse en el
concreto.
Algunos de los valores del módulo de elasticidad del agregado
normalmente empleados en concreto son los siguientes:
Tabla N° 8: Módulo de elasticidad de agregados empleados en concreto.
Fuente: Naturaleza y Materiales del Concreto. Enrique Rivva L. (EAOP)
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2.5.2. Clasificación de los Agregados.
La gran variedad de material granular que se incorpora en el hormigón
hace que sea muy difícil la expresión de una definición por completo
satisfactoria de “Agregado”. Por lo que aquí se dan varias definiciones
según dos clasificaciones:
I.
II.
Agregados finos
•
Arena fina
•
Arena gruesa
Agregados gruesos
•
Grava
•
Piedra
2.5.2.1. Agregado Fino.
Se considera como agregados finos a la arena o piedra natural
finamente triturada, de dimensiones reducidas y que pasan el tamiz 9.5
mm (3/8") y que cumple con los límites establecidos en la norma ITINTEC
400.037.
2.5.2.1.1. Granulometría
La granulometría es la distribución por tamaños de las partículas de
arena.
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La distribución de tamaño de partícula se determina por separación con
una serie de mallas normalizadas. Las mallas normalizadas utilizadas
para el agregado fino son las N° 4, 8, 16, 30, 50, y 100.
El Reglamento Nacional de Edificaciones especifica la granulometría de
la arena en concordancia con las Normas, del ASTM. Una buena
granulometría debe estar comprendida entre los valores de la Tabla 9.
Tabla N° 9: Requisitos Granulométricos del Agregado Fino.
PORCENTAJE QUE
PASA POR LOS
TAMICES (%)
TAMIZ
9.5mm
3/8"
100
4.75mm
N° 4
95 a 100
2.36mm
N° 8
80 a 100
1.18mm
N° 16
50 a 85
600μm
N° 30
25 a 60
300μm
N° 50
05 a 30
150μm
N° 100
0 a 10
Fuente: Tópicos de Tecnología de Concreto en el Perú.
Enrique Pasquel C. (EAOP)
El control de la granulometría se aprecia mejor mediante un gráfico, en
la que las ordenadas presentan el porcentaje acumulado que pasa la
malla, y las abscisas, las aberturas correspondientes a la Fig. N° 1
representa las curvas envolventes de la norma.
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La norma ASTM, exceptúa los concretos preparados con más de 300
kg/m3 de los porcentajes requeridos para el material que pasa las
mallas N° 50 y N° 100 que, en este caso puede reducirse a 5% y 0%
respectivamente.
Esta posición se explica por qué el mayor contenido de cemento
contribuye a la plasticidad del concreto y la compacidad de la pasta,
función que cumple el agregado más fino.
Fig. N° 1: Huso Granulométrico del Agregado Fino
Además, la norma prescribe que la diferencia entre el contenido que
pasa una malla y el retenido en las siguiente, no debe ser mayor del
45% del total de la muestra. De esta manera, se tiende a una
granulometría más regular.
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Para que el concreto tenga una adecuada trabajabilidad, las partículas
de agregado grueso deben estar espaciadas de manera tal que puedan
moverse con relativa facilidad, durante los procesos de mezclado y
colocación. En este sentido, el agregado fino actúa como lubricante del
agregado grueso, ayudándolo a distribuir en toda su masa.
En general, en cuanto la granulometría se refiere, los mejores resultados
se obtienen con agregados de granulometrías que queden dentro de la
Fig. N° 1 y que den curvas granulométricas suaves.
2.5.2.1.2. Requisitos.
•
El agregado fino será arena natural. Sus partículas serán limpias
de perfil preferentemente angular, duras, compactas y resistentes.
•
El agregado fino deberá estar libre de cantidades perjudiciales de
polvo, terrones, partículas escamosas o blandas, esquistos,
pizarras, álcalis, materia orgánica, sales, u otras sustancias
perjudiciales.
•
Debe cumplir las normas sobre su granulometría.
•
Se recomienda que las sustancias dañinas, no excederán los
porcentajes máximos siguientes:
1°) partículas despreciables 3%,
2°) material más fino que la malla N° 200: 5%.
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2.5.2.2.
Agregado Grueso.
Se define como agregado grueso al material retenido en el tamiz 4.75
mm (N° 4) proveniente de la desintegración natural o mecánica de las
rocas y que cumple con los límites establecidos en la NTP 400.037 el
agregado grueso puede ser grava, piedra chancada, etc.
GRAVAS
Comúnmente llamados “canto rodado”, es el conjunto de fragmentos
pequeños de piedra provenientes de la disgregación, natural de las
rocas, por acción de hielo y otros agentes atmosféricos, este material
comúnmente se encuentra en canteras y lechos de ríos depositados en
forma natural.
Cada fragmento ha perdido sus aristas vivas y se presentan en formas
más o menos redondeadas; pesan de 1600 a 1700 kg/m3.
PIEDRA PARTIDA O CHANCADA
Se denomina así, al agregado grueso obtenido por trituración artificial de
roca o gravas. Como agregado grueso se puede usar cualquier clase
de piedra partida siempre que sea limpia, dura y resistente.
Su función principal es la de dar volumen y aportar su propia
resistencia. Los ensayos indican que la piedra chancada o partida da
concretos ligeramente más resistente que lo hechos con piedra
redonda; su peso se estima de 1450 a 1500 kg/m3.
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2.5.2.2.1. Granulometría.
El agregado grueso deberá estar graduado dentro de los límites
establecidos en la NTP 400.037 o la norma ASTM C33, los cuales
se indican en la Tabla N° 10.
2.5.2.2.2. Tamaño Máximo.
El tamaño máximo de los agregados gruesos en el concreto armado se
fija por la exigencia de que pueda entrar fácilmente en los encofrados
y entre las barras de la armadura.
En ningún caso el tamaño máximo del agregado grueso deberá ser
mayor que:
• Un quinto, de la menor dimensión, entre caras de encofrados.
• Un tercio de altura de las losas.
• Tres cuartos de espacio libre entre las barras o alambres
individuales de refuerzos, paquetes de barras, cables o ductos
de refuerzos.
Estas limitaciones están dirigidas a que las barras de refuerzo que quede
convenientemente recubiertas y no s e presentes cavidades de las
llamadas “cangrejeras”. Sin embargo, pueden omitirse por excepción, si
el ingeniero responsable comprueba que los métodos de puesta en obra
y la trabajabilidad del concreto lo permiten.
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Tabla N° 10: Requerimientos de Granulometría de los Agregados Gruesos
Fuente: Tecnología del Concreto, Abanto Castillo. (EAOP)
Se considera que, cuando se incrementa el tamaño máximo del
agregado, se reducen los requerimientos del agua de mezcla,
incrementándose la resistencia del concreto. En general este principio es
válido con agregados hasta 1 1/2”. En tamaños mayores, solo es
aplicable a concretos con bajo contenido de cemento.
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2.5.2.2.3. Requisitos.
•
El agregado grueso deberá estar conformado por partículas
limpias, de perfil preferentemente angular o semi-angular, duras,
compactas, resistentes, y de textura preferentemente rugosa.
•
Las partículas deben estar libres de tierra, polvo, limo, humos,
escamas, materia orgánica, sales u sustancias dañinas.
•
Se recomienda que las sustancias dañinas no excedan los
porcentajes máximos siguiente:
1°) Partículas deleznables: 5%.
2°) Material más fino que la malla. N° 200: 1%.
3°) Carbón y lignito: 0.5%.
2.5.3. Módulo de Fineza.
Es un índice aproximado del tamaño medio de los agregados. Cuando
este índice es bajo quiere decir que el agregado es fino, cuando es
alto es señal de lo contrario. El módulo de fineza, no distingue las
granulometrías, pero en caso de agregados que estén dentro de los
porcentajes especificados en las normas granulométricas, sirve para
controlar la uniformidad de los mismos.
El módulo de fineza de un agregado se calcula sumando los
porcentajes acumulativos retenidos en la serie de mallas estándar: 3",
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11/2", 3/4",3/8”, N°4, N°8, N°16, N°30, N°50 y N°100 y dividiendo entre
100.
Según la Norma ASTM la arena debe tener un módulo de fineza no
menor de 2.3 ni mayor que 3.1.
Se estima que las arenas comprendidas entre los módulos 2.2 y 2.8
producen concretos de buena trabajabilidad y reducida segregación; y
que las que se encuentran entre 2.8 y 3,1 son las más favorables para los
concretos de alta resistencia
El módulo de fineza del agregado grueso, es menos usado que el de la
arena, para su cálculo se usa el mismo criterio que para la arena, o sea
se suman los porcentajes acumulativos retenidos en las mallas de la
serie estándar y se divide la suma por 100.
2.5.4. Tamaño Máximo de Agregados.
El tamaño máximo del conjunto de agregados, está dado por la
abertura de la malla inmediata superior al a que retiene el15% o más, al
cribar por ella el agregado más grueso.
2.6. Aditivos.
Los aditivos son productos que se adicionan en pequeña proporción al
concreto durante el mezclado en porcentajes entre 0.1% y 5% (según el
producto o el efecto deseado) de la masa o peso del cemento, con el
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propósito de producir una modificación en algunas de sus propiedades
originales o en el comportamiento del concreto en su estado fresco y/o
en condiciones de trabajo en una forma susceptible de ser prevista y
controlada. Esta definición excluye, por ejemplo, a las fibras metálicas,
las puzolanas y otros. En la actualidad los aditivos permiten la
producción
de
concretos
con
características
diferentes
a
los
tradicionales, han dado un creciente impulso a la construcción y se
consideran como un nuevo ingrediente, conjuntamente con el cemento,
el agua y los agregados. Existen ciertas condiciones o tipos de obras
que los hacen indispensables.
Tanto por el Comité 116R del ACI como por la Norma ASTM C 125
definen al aditivo como: “Un material distinto del agua, de los agregados
y cemento hidráulico que se usa como componente del concreto o
mortero. Las dosis en las que se utilizan los aditivos, están en relación a
un pequeño porcentaje del peso de cemento, con las excepciones en las
cuales se prefiere dosificar el aditivo en una proporción respecto al agua
de amasado”.
El uso de aditivos está condicionado por:
a) Que se obtenga el resultado deseado sin tener que variar
sustancialmente la dosificación básica.
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b) Que el producto no tenga efectos negativos en otras propiedades
del concreto.
c) Que un análisis de costo justifique su empleo.
2.6.1. Antecedentes
Los antecedentes más remotos de los aditivos químicos se encuentran
en los concretos romanos, a los cuales se incorporaba sangre y clara de
huevo.
La fabricación del cemento portland alrededor de 1850 y el desarrollo del
concreto armado, llevó a regular el fraguado con el cloruro de calcio,
patentado en 1885. Al inicio del siglo se efectuaron sin éxito comercial
estudios sobre diferentes aditivos.
El primer antecedente de los aditivos químicos modernos se encuentra
en el empleo ocasional del sulfonato naftaleno formaldehido, que fue
utilizado en 1930 para actuar como dispersante en concretos con
adiciones negro de humo, destinados a carriles de pavimentos que por
su coloración pudieran llamar la atención de ¡os conductores de
vehículos. Si bien en 1932 se registró una patente de los EE.UU. no se
aplicó por su elevado costo y exceder los requerimientos de las
construcciones de concreto de esa época.
http://ingecivilcusco.blogspot.com/2009/07/aditivos-aspectosgenerales.html
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2.6.2. Razones para el Empleo de Aditivos
Entre las principales razones de empleo de aditivos, para modificar las
propiedades del concreto fresco y endurecido, se puede mencionar:
2.6.2.1. En el concreto fresco:
• Incrementar la trabajabilidad sin aumentar el contenido de agua.
• Disminuir el contenido de agua sin modificar su trabajabilidad.
• Reducir o prevenir asentamientos de la mezcla.
• Crear una ligera expansión.
• Modificar la velocidad y/o el volumen de exudación.
• Reducir la segregación.
• Facilitar el bombeo.
• Reducir la velocidad de pérdida de asentamiento.
2.6.2.2. En el concreto endurecido:
• Disminuir el calor de hidratación.
• Desarrollo inicial de resistencia.
• Incrementar las resistencias mecánicas del concreto.
• Incrementar la durabilidad del concreto.
• Disminuir el flujo capilar del agua.
• Disminuir la permeabilidad de los líquidos.
• Mejorar la adherencia concreto-acero de refuerzo.
• Mejorar la resistencia al impacto y la abrasión.
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• Normas ASTM o ITINTEC correspondientes.
Su empleo deberá estar indicado en las especificaciones del proyecto, o
ser aprobado por la Supervisión
El empleo de aditivos incorporadores de aire es obligatorio en
concretos que, en cualquier etapa de su vida, pueden estar expuestos a
temperaturas ambiente menores de O °C. En otros casos, el empleo de
estos aditivos sólo es obligatorio cuando puede ser la única alternativa
para lograr los resultados deseados.
El empleo de aditivos no autoriza a disminuir el contenido de cemento
seleccionado para la unidad cúbica de concreto.
2.6.3. Tipos de Aditivos
Debido a que sus efectos son muy variados, una clasificación así es muy
extensa, además debido a que un solo aditivo modifica varias
características del concreto, además de no cumplir todas las que
especifica:
1) Plastificante, reductor de agua; que mejora la consistencia del
concreto y reduce la cantidad de agua de mezclado
requerida
para
producir
concreto
de
consistencia
determinada.
2) Retardador, que alarga el tiempo de fraguado del concreto.
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3) Acelerador, que acorta el tiempo de fraguado y el desarrollo
de la resistencia inicial del concreto.
4) Plastificante y retardador, que reduce la cantidad de agua de
mezclado requerida para producir un concreto de una
consistencia dada y retarda el fraguado.
5) Plastificante y acelerador, que reduce la cantidad de agua
de mezclado requerida para producir un concreto de una
consistencia dada y acelera su fraguado y el desarrollo de su
resistencia.
6) Incorporadores de aire, aumentan la resistencia del concreto
a la acción de las heladas por que introducen burbujas
diminutas en la mezcla de cemento endurecida. Estas
burbujas actúan como amortiguadores para los esfuerzos
inducidos por la congelación y descongelación.
7) Adhesivos, que mejoran la adherencia con el refuerzo.
8) Impermeabilizantes e inhibidores de corrosión.
2.6.3.1. Acelerantes.
Los aditivos acelerantes son aquellos cuya función principal es reducir o
adelantar el tiempo de fraguado del cemento.
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La utilización del acelerante de fraguado está principalmente indicada en
aquellos hormigones donde es necesario tener resistencias elevadas a
temprana edad que incorporados a la mezcla permiten:
▪ Necesitan un desencofrado rápido.
▪ Hormigones sumergidos o en presencia de agua para evitar el
lavado.
▪ Necesitan ponerse en servicio rápidamente.
▪ Favorecer el desarrollo de resistencias en tiempo frío.
▪ Reducir el tiempo de fraguado.
▪ Lograr incrementos significativos en la resistencia inicial del
concreto.
▪ Reducir los períodos de curado y protección necesarios para
alcanzar una resistencia determinada en el concreto; y
▪ Trabajar el concreto en mejores condiciones durante los
períodos de baja temperatura ambiente.
2.6.3.1.1. Requisitos de un Aditivo Acelerante.
La definición de un aditivo acelerante no es la misma en las diferentes
Normas. Los atributos de un acelerante son descritos en forma diversa,
pudiendo incluir:
• Aceleración del fraguado inicial.
• Aceleración del fraguado final.
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• Desarrollo temprano de la resistencia.
• Desarrollo rápido de la reacción inicial.
• Desarrollo de una baja resistencia final.
Como el término lo indica, un acelerante deberá incrementar la
velocidad de desarrollo de ciertas propiedades características del
cemento
y/o
el concreto,
sin
que ello
signifique
que
deberá
necesariamente afectar a cada una de las diversas propiedades de la
misma forma simultáneamente.
Así, en el sentido químico, la aceleración podría ser considerada como un
incremento en la velocidad de reacción; en el sentido físico como un
incremento en la velocidad de fraguado o en los cambios de
volumen; en el sentido mecánico como un incremento en la velocidad de
desarrollo de resistencia.
2.6.3.1.2. Ventajas.
La aceleración del desarrollo inicial de resistencia permite:
a) Un desencofrado más rápido.
b) Acortamiento en el período de protección del concreto.
c) Rápido acabado o reparación de la estructura.
d) Compensación de los efectos de las bajas temperaturas
sobre el desarrollo de resistencia.
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Los beneficios de una reducción en el tiempo de fraguado incluyen:
a) Operaciones de acabado superficial más rápidas.
b) Reducción temprana en la presión sobre los encofrados.
c) Rápido taponeo de fallas debidas a presión hidráulica.
2.6.3.1.3. Consideraciones de Empleo.
Los aditivos acelerantes son útiles para modificar las propiedades del
concreto, especialmente en climas fríos, a fin de.
a) Facilitar el inicio de las operaciones de acabado y la
aplicación de aislamiento para protección.
b) Reducir el tiempo requerido para un apropiado curado y
protección del concreto.
c) Incrementar la velocidad de desarrollo inicial de resistencia,
permitiendo un rápido retiro de los encofrados y una rápida
puesta en servicio de la construcción.
d) Permitir un más rápido control de las pérdidas debidas a la
presión hidrostática, y
e) Acelerar el tiempo de fraguado del concreto colocado.
2.6.3.1.4. Efectos Sobre el Concreto Fresco.
Los efectos
de
los aditivos
acelerantes
sobre
el
concreto
no endurecido incluyen los siguientes aspectos:
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•
Tiempo de fraguado, Reducción en los tiempos de fraguado
inicial y final, la misma que varía con la cantidad de acelerante, la
temperatura del concreto, la temperatura y humedad relativa del
ambiente,
y
las
características
de
los
otros
materiales
empleados en el concreto.
La concentración del aditivo es importante. Para adiciones del
6% en peso del cemento, el nitrato de calcio comienza a mostrar
propiedades retardantes. El cloruro férrico es un retardador en
adiciones de 2% a 3% en peso, pero actúa como un acelerante
en adiciones del 5%. El empleo del cemento calcio aluminoso
como aditivo puede causar fragua instantánea dependiendo de
la dosis empleada.
•
Incorporación de aire, Cuando se emplea acelerante puede
requerirse menor cantidad de aditivo incorporador de aire para
obtener la cantidad de aire deseada en la mezcla. En algunos
casos pueden obtenerse burbujas de gran tamaño y factores de
espaciamiento más altos por lo que puede disminuir el efecto
benéfico que se deseaba obtener por la incorporación de aire.
•
Desarrollo de calor inicial, El empleo de aditivos acelerantes en
la mezcla origina un mayor desarrollo de calor inicial debido a la
hidratación del cemento más rápido sin efecto apreciable sobre el
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calor total de hidratación desarrollado.
2.6.3.1.5. Efectos Sobre el Concreto Endurecido.
Los efectos de los aditivos acelerantes sobre el concreto endurecido
incluyen los siguientes aspectos:
•
Efectos sobre la resistencia, Los efectos de los aditivos
acelerantes sobre el concreto endurecido incluyen en el caso de
la resistencia: Incremento significativo en la resistencia en
compresión inicial, que pueden estar en el rango del 100% al
200%, sin cambios importantes en la resistencia inicial. El efecto
en la resistencia a la flexión es menor.
•
Cambios de volumen, Los estudios de laboratorio indican que los
aditivos acelerantes producen un incremento en los cambios de
volumen tanto en curado húmedo como bajo condiciones de
secado. El cloruro de calcio incrementa el escurrimiento plástico y
la contracción por secado del concreto.
•
Daños por congelación, Los efectos de un aditivo acelerante
sobre el concreto endurecido incluyen, en el caso de la
durabilidad:
La resistencia al deterioro originado por ciclos de congelación y
deshielo, así como al descascaramiento debido al empleo de
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sales descongelantes, pueden ser incrementadas en las primeras
edades en aquellos casos en que se emplea aditivos acelerantes
en las mezclas.
La resistencia al ataque de los sulfatos disminuye cuando las
mezclas a base de cemento portland contienen cloruro de
calcio.
Incremento en la expansión debida a la reacción álcaliagregados si se emplea cloruro de calcio. Esta acción puede ser
controlada cuando se emplea agregados no reactivos, cementos
de bajo contenido de álcalis, o determinadas puzolanas.
•
Corrosión de los metales, Una de las mayores desventajas
del cloruro de calcio es su tendencia a favorecer la corrosión de
los metales en contacto con el concreto debido a la presencia de ion
cloruro húmedo y oxígeno.
Las consideraciones sobre el efecto corrosivo del cloruro de
calcio han obligado a desarrollar aditivos que tengan las
propiedades acelerantes de resistencia del cloruro de calcio sin
tener su acción corrosiva potencial. Así, se han presentado
formulaciones basadas en el formiato de calcio como un
inhibidor de la corrosión.
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2.6.3.2.
Retardantes
Los aditivos retardantes suelen estar compuestos por sustancias que
retardan la disolución de los constituyentes anhidros del cemento o su
difusión. Se trata de materias inorgánicas, como los fosfatos o derivados
de ácidos fosfóricos, óxidos de cinc o de plomo, etc., y también de origen
orgánico, como derivados de azúcares, glucosas, celulosas, etc. Los
lignosulfonatos utilizados como reductores de agua - plastificantes,
cuando contienen azúcares, tienen un efecto retardante, cuando se
dosifican más de lo habitual.
En general, el uso de aditivos retardantes provoca una lenta evolución
de las resistencias iniciales, pero a largo plazo, las resistencias
mecánicas pueden llegar incluso a ser mayores.
2.6.3.2.1. EMPLEO
Los aditivos se dosifican hasta en un 5% del peso de la mezcla y
comúnmente son usados entre el 0.1 % y 0.5 % del peso del cemento.
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La utilización de aditivos no debería, con toda objetividad ser
subestimada o menospreciada.
El efecto deseado y su uso lo describen los propios fabricantes, pero
algunos son desconocidos incluso por ellos, por lo que es importante que
antes de su uso se realicen pruebas a fin de constatar las propiedades
del material.
El uso del aditivo debe incluirse en el diseño de mezcla de concreto.
Pueden retrasar el fraguado hasta 72 horas (estabilizantes).
2.6.3.2.2. EFECTOS SECUNDARIOS
Los retardantes presentan, sobre todo el efecto propio de su función.
Además, puede surgir un efecto plastificante o fluidificante que obligue a
reducir algo el agua de amasado. Un efecto secundario derivado del
efecto retardante puede aparecer en elementos de gran superficie, en
climas muy secos, pues puede provocar una tendencia a la fisuración
por retracción, debido a que el agua no está ligada al cemento y se pierde
más fácilmente.
2.6.3.2.3. SOBREDOSIFICACIONES
Naturalmente, la sobredosis de un retardante acentúa este efecto y
produce un tiempo de fraguado anormalmente prolongado. En estos
casos conviene proteger el hormigón de la pérdida de agua, cubriéndolo
con plásticos o regando abundantemente. Si el retraso no es excesivo,
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el hormigón acaba endureciendo y normalmente alcanza una resistencia
superior a la normal.
2.6.3.2.4. RECONMENDACIONES DE USO
Valen las recomendaciones generales mencionadas para los aditivos.
Prever descensos y aumentos de temperaturas que podrían modificar el
comportamiento del aditivo. Ensayar previamente el aditivo con el
cemento previsto, para comprobar el efecto retardante. La reactividad
del cemento es también importante para decidir en la dosis idónea. Los
retardantes pueden combinarse fácilmente con aditivos reductores de
agua, pero debe tenerse en cuenta que éstos pueden presentar además
un efecto retardante por sí.
Los aditivos retardantes se utilizan cuando los hormigones deben
ponerse en obra a elevadas temperaturas, ser transportados a largas
distancias, en hormigonados de grandes masas o bien cuando la puesta
en obra es muy compleja. En encofrados deslizantes, puede ajustarse la
velocidad de endurecimiento cuando la temperatura es elevada.
También se usan para reducir el calor de hidratación en elementos muy
grandes, evitando la figuración.
2.6.4.
Requisitos de Comercialización.
Para el desarrollo de los diferentes tipos de aditivos, los clasificaremos
desde el punto de vista de las propiedades del concreto que modifican,
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ya que ese es el aspecto básico al cual se apunta en obra cuando se
desea buscar una alternativa de solución que no puede lograrse con
el concreto normal.
Adicionalmente debe indicarse que los aditivos comerciales pueden
contener en su composición materiales los cuales, separadamente
podrían ser incluidos en dos o más grupos, o podrían ser cubiertos por
dos o más Normas ASTM o recomendaciones ACI.
En las clasificaciones que a continuación se presentan, aquellos
aditivos que poseen propiedades identificables con más de un grupo son
considerados en aquel que identifica a sus efectos más importantes.
El proveedor deberá entregar el aditivo envasado en recipientes que
aseguren su conservación, conteniendo la siguiente información:
•
La marca registrada, nombre y apellido o razón social del
fabricante y del responsable de la comercialización.
•
El tipo de aditivo, según la clasificación establecida en las
normas.
•
El contenido neto, en masa o volumen, en unidades del SI,
refiriendo los volúmenes, para aditivos líquidos, a la temperatura
de 20 °C.
•
La densidad, en gr/cm3 a 20 °C
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•
Dosificación máxima o mínima a emplear, de acuerdo a la
propiedad que se desee modificar
•
La fecha de fabricación y la fecha de vencimiento.
Los aditivos no deberán almacenarse por un periodo mayor de 6
meses. En caso contrario, deberán efectuarse ensayos para evaluar su
calidad antes de su uso.
2.6.5. Uso.
La mayoría de los aditivos se comercializan en forma de soluciones
acuosas, a veces se venden en forma de polvos solubles en agua y
eventualmente en pasta.
Los aditivos líquidos se prefieren por la ventaja de encontrarse ya
diluidos y facilitar la dosificación. Los aditivos en polvo son susceptibles
a la humedad y es necesario cuidar su conservación.
Cuando es necesario usar 2 aditivos diferentes, debe evitarse la mezcla
previa de ambos, incorporándolos por intervalos separados a la
mezcladora.
Las soluciones con el aditivo no deben entrar en contacto directo con el
cemento por lo que se recomienda agregar el aditivo cuando los
materiales y gran parte del agua se encuentran en proceso de
mezclado. Debe cuidarse que el aditivo se distribuya uniformemente en
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la mezcla. Para lograrlo debe añadirse un tiempo prudencial antes del
término de la operación.
El agua de solución debe ser considerada como una parte del contenido
total, para no alterar la relación agua - cemento especificada. Los
resultados del uso
de aditivos dependen de
los
sistemas de
preparación y dosificación. Los aditivos en polvo se dosifican por peso
y los aditivos líquidos por peso o volumen.
2.6.6. Equipo Dosificador.
El equipo dosificador debe permitir ciertas tolerancias en la cantidad de
aditivo a fin de garantizar un control adecuado de la calidad y
comportamiento del concreto. Las variaciones en las propiedades del
concreto debidas a las tolerancias deberán ser eliminadas.
El rango en la tolerancia en las dosificaciones en volumen deberá estar
dentro del 3% requerido, o media onza fluida (15 ml), cualquiera de las
dos que sea mayor. El rango en la tolerancia en las dosificaciones en
peso deberá estar dentro del 3% de la cantidad requerida.
Las cantidades pesadas no deberán ser menores que 0.3% de la
capacidad de la balanza ni exceder del 3% del peso requerido. La
correcta aplicación de estos criterios exige que la capacidad de los
equipos dispersantes sea seleccionada en función de la dosificadora.
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De acuerdo al sistema de dosificación los aditivos pueden ser
agrupados en:
1) Aquellos que se incorporan a la mezcladora en forma líquida y
pueden ser dosificados en peso o en volumen.
2) Aditivos en polvo, los cuales se dosifican en peso, son añadidos
en cantidades muy pequeñas y, a menudo, se incorporan a la
mezcla en peso.
Los sistemas de dosificación de aditivos pueden ser manuales,
semiautomáticos y automáticos. Existen diversos procedimientos y
equipos para la dosificación de aditivos líquidos, algunos de los cuales
pueden
ser
fácilmente
empleados
con
sistemas
manuales
y
semiautomáticos.
2.6.7. Normalización.
Tanto las normas peruanas como las norteamericanas del ASTM que les
sirven de antecedentes, normalizan los aditivos de acuerdo a la función
que cumplen en el concreto. En la Comunidad Europea las normas CEN
normalizan los aditivos químicos según sean aplicados a pastas de
cemento, morteros, concretos y concreto proyectados. Existen muchos
otros tipos de aditivos, aún no normalizados, que tienen un nicho en el
mercado.
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La introducción de los aditivos químicos en el mercado de la construcción
se efectúo en la década de los cincuenta, de manera lenta pero
progresiva debido a la actitud conservadora de muchos organismos
como el Bureau o Reclamation, en los EE.UU. La actividad de los aditivos
fue presentada inicialmente como algo misterioso y los productores
aparecían como modernos alquimistas.
Los vendedores no conocían el producto de base del material que
ofrecían.
Sin
embargo,
los
procesos
eran
simples,
utilizando
subproductos de la industria petrolera o subproductos industriales, como
los lignosulfonatos brutos sin mayor eliminación de azúcares,
provenientes de la fabricación del papel por vía química.
La rápida introducción de los aditivos en el mercado de la construcción
motivó la atención de investigadores, registrándose los primeros eventos
técnicos, entre ellos debemos señalar: el ''Internacional Symposium on
Admixtures for Mortar and Concrete", Brussels, 1967, RILEM. También
la primera y segunda ''internacional Conference on Superplasticizers in
Concrete", de 1978 y 1981 organizado por ACI-CANMET. "Symposium
on Superplasticizers in Concrete" Washington, D.C. 1978. Además,
aparecen numerosos artículos técnicos en el Journal del ACI y en la
revista Zement Kaip Gips. Es en este período que se afirma el
conocimiento científico del comportamiento de los aditivos en el concreto.
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Paralelamente se ha producido un proceso de concentración en la
industria de aditivos, con inversión en investigación, desarrollo, procesos
tecnológicos y control do calidad para satisfacer los requerimientos del
usuario
Las primeras normas ASTM se dieron en 1962 para los siguientes tipos
de aditivos:
• Reductores de agua (tipo A)
• Retardadores de fraguado (tipo B) Aceleradores de fraguado y
resistencia temprana (tipo C)
• Reductores de agua y retardadores (tipo D)
• Reductores de agua y aceleradores (tipo E)
En Perú los aditivos químicos se introducen a fines de la década del 50',
en un mercado restringido. La primera norma nacional de aditivos
corresponde al año de 1981 y se basa en la norma ASTM de 1969
comprendiendo los tipos A, B, C, D, y E Los requerimientos de estas
normas se refieren a la performance de los concretos con aditivos,
especificando
su
desempeño
en
trabajabilidad,
deformación
y
resistencia.
Los constituyentes principales fueron, básicamente los siguientes:
Los ácidos lignosulfonatos y sus sales. Los ácidos hidroxicarboxílicos y
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sus sales. Las modificaciones y derivados de los elementos precitados
Los lignosulfonatos son materiales complejos obtenidos del proceso de
producción de pulpa de papel de la madera.
Los ácidos hidroxicarboxílicos tienen en su molécula grupos hidroxilos y
carboxilos. Estos productos tienen diferentes empleos industriales, en
productos de farmacia.
Los aditivos reductores de agua y acelérenles generalmente han
consistido en lignosulfonatos con reducidas adiciones de cloruro de
calcio o formato de calcio.
Estos cinco tipos de aditivos son empleados cuando permiten cumplir los
requerimientos especificados a menor costo. También cuando es
necesario suplir las deficiencias de los materiales disponibles.
Generalmente se evalúa previamente la posibilidad de obtener el
comportamiento requerido modificando el diseño de mezclas, evaluando
la opción más favorable económicamente.
http://ingecivilcusco.blogspot.com/2009/07/aditivos-aspectosgenerales.html
2.7. DISEÑO DE MEZCLA.
El diseño de mezclas de concreto, es conceptualmente la aplicación
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técnica y práctica de los conocimientos científicos sobre sus
componentes y la interacción entre ellos, para lograr un material
resultante que satisfaga de la manera más eficiente los requerimientos
particulares del proyecto constructivo.
Siempre que sea posible, la dosificación del concreto deberá basarse en
datos obtenidos de experiencias en laboratorio, en las cuales han sido
utilizadas los materiales a ser empleados en obra, si esta información
es limitada, o en el peor de los casos, no se dispone de esta
información, las estimaciones dadas en estas recomendaciones
pueden ser empleadas.
Será útil la siguiente información de materiales disponibles:
• Análisis Granulométrico del Agregado fino y grueso.
• Peso unitario del agregado grueso.
• Peso específico de masa, porcentajes de absorción y humedad
de los agregados a utilizarse.
• Tipo y marca del cemento Portland escogido.
• Peso específico del cemento Portland.
• Requerimientos de agua de mezclado, en base a experiencias
con los agregados disponibles.
• Relaciones entre la resistencia y la relación agua cemento, para
las combinaciones posibles de cemento y agregados.
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Nota. - En el caso en que no se disponga de las 2 últimas informaciones, los valores
estimados en las tablas N° 13 y N° 14 pueden ser utilizados.
2.7.1. Cálculo de la Resistencia Promedio.
La resistencia a la compresión promedio requerida, la cual ha de
emplearse como base para la selección de las proporciones de la
mezcla de concreto, deberá ser el mayor de los valores obtenidos a
partir de las siguientes ecuaciones.
𝑓𝑐𝑟′ = 𝑓𝑐′ +1.34𝑆
𝑓𝑐𝑟′ = 𝑓𝑐′ +1.33𝑆 − 35
En donde S viene a ser la desviación estándar, el mismo que se calcula
en base a registro de resultados de ensayos de obras realizadas durante
los 12 últimos meses, que está basado en por lo menos 30 resultados
de ensayos consecutivos de resistencia a compresión, o en dos grupos
de resultados de ensayos que totalizan en por lo menos 30; para poder
utilizar estos resultados la obra que va iniciar debe tener materiales,
procedimientos de control de calidad y condiciones de trabajos
similares de la obra que se cuenta con resultados de ensayos a
compresión . En caso que se cuenta de 15 - 30 resultados, se debe
utilizar un factor de corrección, como se muestra en la Tabla N° 11.
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Tabla N° 11: Factor de Corrección para la Desviación Estándar
FACTOR DE
CORRECCIÓN
ENSAYOS
Menos de 15
Usar la Tabla N° 12
15
20
25
30
1.16
1.08
1.03
1
Fuente: Diseño de Mezclas, Rivva López, Pag.61. (EAOP)
Cuando no se cuenta con un registro de resultados de ensayos que
posibilite el cálculo de desviación estándar, la resistencia promedio
requerida debe ser determinada empleando los valores de la Tabla N° 12.
Tabla N° 12: Resistencia a la Compresión Promedio
f'c (kg/cm2)
Menos de 210
210 a 350
Mayor de 350
f'cr (kg/cm2)
f'c +70
f'c +85
1.1f'c +50
Fuente: E060 Concreto Armado, RNE, Pag.30. (EAOP)
2.7.2.
Pasos Generales en los Métodos de Diseño de Mezclas.
Asumiendo que se conocen todas las características de los materiales
como son el tipo de Cemento elegido y sus propiedades, los
agregados y sus pesos específicos y pesos unitarios secos,
granulometrías, humedades, absorciones y las condiciones particulares
de la obra a ejecutar, todos los métodos aplican los siguientes pasos:
1)
Establecer la cantidad de agua por m3 de concreto en función
de las condiciones de trabajabilidad, el Tamaño Máximo de los
agregados y ocasionalmente el Tipo de Cemento. (Tabla N° 13)
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Tabla N° 13: Cantidades aproximadas de agua de amasado para diferentes
slump, tamaño máximo de agregado y contenido de aire.
Fuente: Tópicos de Tecnología de Concreto en el Perú. Enrique Pasquel C. Pág. 207.
(EAOP)
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2) Definición de la relación Agua/Cemento en peso en base a la
resistencia en compresión solicitada o requisitos de durabilidad.
(Tabla N° 14)
Tabla N° 14: Relación Agua/Cemento vs f’c.
Fuente: Tópicos de Tecnología de Concreto en el Perú. Enrique Pasquel C.
Pág. 209. (EAOP)
3) Cálculo de la cantidad de cemento en peso en función de la
Relación Agua/Cemento y la cantidad de agua definidas en 1)
y 2) :
𝐶𝑒𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 (𝐾𝑔) =
𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑎𝑔𝑢𝑎 (𝐾𝑔)
𝐴
𝑅𝑒𝑙𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝐶
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Tabla N° 15: Asentamientos recomendados para diversos tipos de obras.
Fuente: Tópicos de Tecnología de Concreto en el Perú. Enrique Pasquel
C. Pág. 214. (EAOP)
4) Cálculo de los volúmenes absolutos del agua y el cemento:
𝑉𝑜𝑙. 𝐴𝑏𝑠. 𝐶𝑒𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 (𝑚3 ) =
𝑉𝑜𝑙. 𝐴𝑏𝑠. 𝐴𝑔𝑢𝑎 (𝑚3 ) =
𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝐴𝑔𝑢𝑎 (𝐾𝑔)
𝐾𝑔
𝑃𝑒𝑠𝑜 𝐸𝑠𝑝𝑒𝑐. 𝐶𝑒𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 ( 3 )
𝑚
𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝐴𝑔𝑢𝑎 (𝐾𝑔)
𝐾𝑔
𝑃𝑒𝑠𝑜 𝐸𝑠𝑝𝑒𝑐. 𝐴𝑔𝑢𝑎 ( 3 )
𝑚
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5) Estimación del porcentaje de aire por m3 y el volumen absoluto
que atrapará el concreto en función de las características
granulométricas de los agregados. (Tabla N° 13)
6) Obtención del volumen absoluto que ocuparán los agregados,
restando de 1 m3 los volúmenes hallados de cemento, agua y
aire.
𝑉𝑜𝑙. 𝐴𝑏𝑠. 𝐴𝑔𝑟𝑒𝑔𝑎𝑑𝑜𝑠 = 1𝑚3 − 𝑉𝑜𝑙. 𝐴𝑏𝑠. 𝐶𝑒𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 (𝑚3 ) − 𝑉𝑜𝑙. 𝐴𝑏𝑠. 𝐴𝑔𝑢𝑎 (𝑚3 ) − 𝑉𝑜𝑙. 𝐴𝑖𝑟𝑒 (𝑚3 )
7) Definición d e la proporción en volumen absoluto en que
Intervendrán el agregado grueso y el fino en la mezcla. (Por el
método preferido)
K
=
Porcentaje en que interviene la piedra
K-1
=
Porcentaje en que interviene la arena
8) Distribución del volumen obtenido en ( 6) en la proporción
definida en 7).
Vol.Abs.Piedra (m3) = K x Vol.Abs.Agregados (m3) Vol.Abs.Arena
(m3) = (K-1) x Vol.Abs.Agregados (m3)
9) Cálculo de los pesos que corresponden a los volúmenes de
agregados obtenidos en 8) utilizando los pesos específicos secos:
Peso Piedra (Kg)= Vol.Abs.Piedra (m3) x Peso.Espec.Piedra (Kg/m3)
Peso Arena (Kg)= Vol.Abs.Arena (m3) x Peso.Espec.Arena (Kg/m3)
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10) Corrección por humedad y absorción del diseño.
a. Peso de la Piedra húmeda (Kg) = Peso seco Piedra (Kg)
x (1+Humedad Piedra en valor absoluto)
b. Peso de la Arena húmeda (Kg) = Peso seco Arena (Kg)
x (1+Humedad Arena en valor absoluto)
c. Balance Agua en la Piedra (Puede ser positivo o negativo) =
Humedad Piedra - Absorción Piedra (Valores absolutos)
d. Balance Agua en la Arena (Puede ser positivo o negativo) =
Humedad Arena - Absorción Arena (Valores absolutos)
e. Contribución de Agua por la Piedra (Kg) (Puede ser positiva
o negativa, es decir añadir o quitar agua) = Balance Agua en
la piedra x Peso Piedra húmeda (Kg)
f. Contribución de Agua por la Arena (Kg) (Puede ser positiva
o negativa, es decir añadir o quitar agua) = Balance Agua en
la Arena x Peso Arena húmeda (Kg)
g. Agua Final en el diseño = Agua (Kg) - Contrib.Agua Piedra
(Kg)- Contrib. Agua, Arena (Kg)
11) Diseño Final: Agua Final (Kg), Peso Húmedo Piedra (Kg), Peso
Húmedo Arena (Kg), Peso Cemento (Kg)
12) Elaboración del diseño final en laboratorio y a escala de obra
para la verificación práctica de sus propiedades con objeto de
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confirmarlo o corregirlo.
Como se aprecia, los diseños se calculan inicialmente en base a los
pesos secos de los agregados para luego corregirlos al establecer su
condición de humedad real, sin embargo, la experiencia demuestra
que esto es sólo una aproximación que hay que corregir en forma
práctica al ejecutar las mezclas de prueba.
Hay que tener presente al usar aditivos (que normalmente son líquidos),
el incluir su intervención cuantificándolos como parte del agua de
mezcla en el cálculo de la relación Agua/Cemento.
El Método original del ACI está basado en que los agregados cumplan
con los requisitos físicos y granulométricos establecidos por ASTM C-33
de manera que establece en forma empírica el volumen de agregado
grueso compactado en seco en función del Tamaño Máximo de la
piedra y el Módulo de Fineza de la arena exclusivamente, en la Tabla
16 se presenta el Volumen de agregado grueso compactado en seco por
metro cúbico de concreto.
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Tabla N° 16: Volumen de agregado grueso compactado en seco por metro cúbico de
concreto.
Fuente: Tópicos de Tecnología de Concreto en el Perú. Enrique Pasquel C.
(EAOP)
2.8. MEZCLADO, TRANSPORTE, COLOCACIÓN Y CURADO DEL
CONCRETO
2.8.1.
Preparación de la Mezcla.
El mezclado de concreto tiene por finalidad cubrir la superficie de los
agregados con la pasta de cemento, produciendo una masa
homogénea.
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En climas fríos para lograr que el concreto tenga la temperatura
adecuada es más económico y práctico calentar el agua y/o agregados
no siendo recomendable ni económico calentar el cemento ni los
aditivos. Calentar el agua es usualmente la mejor alternativa ya que
tiene un calor específico 4 o 5 veces mayor que el de los agregados.
Para calentar el agua se utilizan normalmente calderos industriales hasta
llegar a una temperatura máxima de 70º C. Para calentar los agregados
se utiliza normalmente chorros de vapor, no siendo recomendable los
hornos, aire caliente ni fuego directo. Si el agua o el agregado son
calentados previamente deben mezclarse entre ellos antes de entrar
en contacto con el cemento. La temperatura del concreto fresco se
puede determinar previamente en
base a la temperatura de los
materiales mediante la fórmula:
𝑇𝑐𝑓 =
0.22(𝑇𝑎 𝑃𝑎 + 𝑇𝑐 𝑃𝑐 ) + 𝑇𝑤 𝑃𝑤
(°𝐶)
0.22((𝑇𝑎 + 𝑃𝑐 ) + 𝑃𝑤
Dónde:
Tcf
=
Temperatura del concreto fresco
Ta
=
Temperatura de los agregados
Pa
=
Peso seco de los agregados (Kg)
Tc
=
Temperatura del cemento
Pc
=
Peso del cemento. (Kg)
Tw
=
Temperatura del agua
Pw
=
Peso del agua
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2.8.2. Transporte de la Mezcla.
Debe planificarse los procedimientos de producción de concreto,
evitando grandes distancias de transporte, largas esperas en la
colocación y largas canaletas de vertido de tal manera que se
reduzcan las pérdidas de calor. La siguiente fórmula nos da una
referencia de las pérdidas de calor o temperatura cuando se
transporta la mezcla en un camión concretero:
𝐷𝑡 = 0.25(𝑇 − 𝑇𝑎 )
Donde:
Dt
= Pérdida de calor o temp. (ºC/ hora de espera) T
= Temperatura deseada en obra
Ta
= Temperatura ambiente.
2.8.3. Colocación del Concreto.
Todos los materiales integrantes del concreto, así como el acero de
refuerzo, material de relleno, y suelo con el cual el concreto ha de estar en
contacto, deberán estar libres de nieve, granizo o hielo, recomendando
algunos autores mantener la zona a un mínimo de 2º
Si la temperatura es menor de –10º C se recomienda calentarse el acero
de refuerzo mayor de 1" y los insertos metálicos. En las juntas se puede
calentar el concreto antiguo y picarlo profundamente. El espesor de las
capas de concreto debe ser el mayor posible compatible con el
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proceso de compactación del concreto. La temperatura del concreto
fresco no debe ser muy alta para evitar el choque térmico, no debiendo
ser mayor en 6º C que la mínima especificada.
2.8.4. Curado y Protección del Concreto.
El curado se define como el proceso para mantener la humedad y la
temperatura del concreto recién colocado, durante algún período
definido posterior a la colocación, vaciado o acabado, para asegurar la
hidratación
satisfactoria
de
los
materiales
cementantes
y
el
endurecimiento y la adquisición de resistencia propios del concreto. En
general el curado se debe mantener a 10º C por lo menos los 7 primeros
días y por 10 días si se usa cementos IP, IPM o puzolánico.
Luego de la protección inicial durante las primeras 24 horas hasta lograr la
resistencia mínima de 36 kg/cm2, es necesario prolongar la protección
y curado el mayor tiempo posible siendo lo recomendable la protección
y curado por 3 días para luego proseguir con el curado.
Cuando la temperatura del medio ambiente es menor de 5º C, la
temperatura del concreto ya colocado deberá ser mantenida sobre 10º
C durante el período de curado (mínimo de 6 días para secciones
delgadas). Algunos autores recomiendan que si la temperatura está
por encima de los 5º C es necesario la protección del concreto sólo las
primeras 24 horas. Se tomarán precauciones para mantener al
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concreto dentro de la temperatura requerida sin que se produzcan
daños debidos a la concentración de calor, tratándose de no utilizar
dispositivos de combustión, durante las primeras 24 horas, a menos que
se tomen precauciones para evitar la exposición del concreto a gases
que contengan bióxido de carbono.
En
condiciones
extremas
de
climas
fríos
es
fundamental
e
indispensable tomar muestras de testigos adicionales de control en
obra para curarlas bajo las mismas condiciones de la estructura vaciada
y así verificar la eficiencia de los métodos de protección y curado. Se
considera satisfactorio el curado y protección, cuando la resistencia
promedio de las probetas de obra son mayores o iguales al 85% de la
resistencia de las probetas curadas en laboratorio.
2.9. RESISTENCIA DEL CONCRETO.
2.9.1. Resistencia a la Compresión.
El valor de f′c (resistencia a la compresión) se utiliza generalmente
como indicador de la calidad del concreto. Es claro que pueden existir
otros indicadores más importantes dependiendo de las solicitaciones y de
la función del elemento estructural o estructura.
La resistencia a la compresión se determina a partir de ensayos de
laboratorio en probetas estándar cargadas axialmente. Este ensayo se
utiliza para monitorear la resistencia del concreto tanto para el control de
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la calidad como para la aceptación del concreto fabricado. La
confección de las probetas y el ensayo están reguladas por las Normas
(ASTM, RNE E.060) y en ellas se especifica:
• El proceso de confección de las probetas.
• El tamaño de las probetas. Normalmente se utilizan probetas
cilíndricas 6”x12”.
• El proceso de curado de las probetas ya sea en el laboratorio o
en
obra
para
las
probetas
denominadas
curadas
bajo
condiciones reales de obra. Estas últimas permiten determinar la
efectividad de los procesos de curado utilizados y los plazos de
desencofrado y puesta en servicio de la estructura.
• El proceso de ensayo a compresión de las probetas. El ensayo
puede estar controlado por carga o por deformación. Cuando el
ensayo es realizado controlando la carga, normalmente la
velocidad es tal que se alcanza la falla de la probeta en 2 a 3
minutos, lo cual equivale a un incremento de esfuerzo entre 2.1 y
2.8 kg/cm2 por segundo aproximadamente.
2.10.
ENSAYO DE RESISTENCIA A LA COMRESION.
El ensayo con el cual se mide la resistencia a la compresión del
concreto, está establecido en el RNE E.060 y NTP 339.034 y se especifica
lo siguiente:
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• Se emplean moldes cilíndricos de 15 cm de diámetro por 30 cm
de longitud. Para cada edad se deben ensayar como mínimo 2
cilindros y trabajar con el valor promedio.
• Se deben aceitar las paredes del molde; al llenar éste se debe
lograr una buena compactación, la cual puede realizarse con
varilla (método apisonado) si el asentamiento es mayor a 7,5 cm o
con vibrador (método vibrado) si el asentamiento es menor a 2,5
cm, para asentamientos entre 2,5 y 7,5 cm puede usarse varilla o
vibrador.
Fig. N° 2: Moldes Metálicos utilizados Fuente: Elaboración Propia
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Fig. N° 3: Moldes de Plástico utilizados
Fuente: Elaboración Propia.
• La varilla compactadora debe ser de acero estructural, cilíndrica,
lisa, de 16 mm de diámetro y de longitud aproximada de 600 mm, la
punta debe ser redondeada.
• Los cilindros se llenan con hormigón en capas de igual volumen
aproximadamente, el número de capas depende del método de
compactación escogido, así:
Varillado
---->
3 capas
Vibrado
---->
2 capas
• En el método apisonado cada capa debe compactarse con 25
golpes, los cuales deben distribuirse uniformemente en toda la
sección transversal del molde. La capa del fondo debe
compactarse en toda su profundidad, al compactar las capas
superiores e intermedia la varilla debe penetrar aproximadamente
25 mm en la capa inmediatamente inferior. Si al retirar la varilla
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quedan huecos en el cilindro, éstos deben cerrarse golpeando
suavemente en las paredes del molde.
Fig. N° 4: Llenado y Varillado del concreto.
Fuente: Elaboración Propia.
La vibración se debe transmitir al cilindro el tiempo suficiente para lograr la
adecuada compactación del hormigón, pues un exceso de vibrado puede
causar segregación. El molde se debe llenar y vibrar en dos capas
aproximadamente iguales, todo el concreto para cada capa se debe colocar
en el molde antes de iniciar su vibrado.
• La duración del vibrado depende de la manejabilidad del concreto y
de la efectividad del vibrador, se considera suficiente el vibrado,
cuando el hormigón presente una superficie relativamente lisa. En la
vibración interna en cada capa se debe introducir el vibrador en tres
sitios diferentes; al compactar, el vibrador no debe tocar el fondo o las
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paredes del molde y debe penetrar 25 mm aproximadamente en la
capa inferior. El vibrador se debe retirar suavemente de modo que
no se formen bolsas de aire. En la vibración externa debe tenerse
el cuidado de que el molde esté rígidamente unido a la superficie o
elemento vibrante.
• Los cilindros deben referenciarse. Los moldes con el concreto, se
deben colocar durante las primeras 16 horas como mínimo y
máximo 24 horas, sobre una superficie rígida, libre de vibración u
otras perturbaciones. Los cilindros se deben almacenar en
condiciones tales que se mantenga la temperatura entre 16 °C y 27
°C y se prevenga la pérdida de humedad de los mismos. Los
cilindros para verificar diseño o para control de calidad, deben
removerse de los moldes después de 20±4 horas de haber sido
moldeados y deben almacenarse en condiciones de humedad
tales que siempre se mantenga agua libre en todas sus superficies,
a temperatura permanente de 23±2°C hasta el momento del
ensayo. Los cilindros no deben estar expuestos a goteras o
corrientes de agua, debe de estar sumergida completamente en
agua.
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Fig. N° 5: Curado de las probetas
Fuente: Elaboración Propia
• Para el ensayo de compresión deben sumergirse en agua los
cilindros por 24±4 horas inmediatamente antes de la rotura para
asegurar una condición uniforme de humedad. Los cilindros se
deben probar a la edad especificada por el calculista, aunque se
recomienda probar parejas de cilindros antes y después de la
edad especificada con el fin de determinar cómo ha sido el
desarrollo de resistencia.
• Antes de probar los cilindros se debe comprobar que sus bases
sean planas, las bases de los cilindros que no sean planas dentro
de 0,005 mm deben refrendarse. Los cilindros deben ensayarse tan
pronto como sea posible, en estado húmedo; se llevan a la
máquina de ensayo y se aplica carga a una velocidad constante (1,4
a 3,5 kg/cm2/s) hasta que el cilindro falle.
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Fig. N° 6: Ensayo de Resistencia a la Compresión.
Fuente: Elaboración Propia
• La resistencia a la compresión se calcula así:
𝑅𝑐 = 𝑃/𝐴
Dónde:
P
= Carga máxima aplicada en kg.
A
= Área de la sección transversal en cm2.
RC
= Resistencia a la compresión del cilindro en
kg/cm2, con aproximación a 1 kg/cm2.
10kg/cm2 ≈ 1Mpa
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• Adicional al valor de la resistencia a la compresión se debe
reportar el número de identificación o referencia del cilindro, su
edad, tipo de fractura y defectos tanto del cilindro como del
refrenado.
Fig. N° 7: Visualización de los Tipos de Fractura en las Probetas.
Fuente: Elaboración Propia.
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2.11.
ENSAYO DE ASENTAMIENTO O CONO DE ABRAMS.
El método de determinación empleado, es el ensayo del "Cono de
Abrams" o “Slump” (ASTM C -143 y NTP N° 339.045) que define
la consistencia de la mezcla por el asentamiento, medido en pulgadas o
centímetros, de una masa de concreto que previamente ha sido
colocada y compactada en un molde metálico de dimensiones definidas
y sección tronco cónica. Por consiguiente, se puede definir el
asentamiento, como la medida de la diferencia de altura entre el
molde metálico estándar y la masa de concreto después que ha sido
retirado el molde que la recubría. Es una prueba sencilla que se usa
tanto en el campo como en el laboratorio. Se puede clasificar al
concreto de acuerdo a su consistencia en tres grupos:
•
Concretos consistentes o secos, con asentamiento de 0" a 2" (0
a 5 cm).
•
Concretos plásticos, con asentamiento de 3" a 4" (7,5 a 10 cm).
•
Concretos fluidos, con asentamientos con más de 5" (12,5 cm).
2.12.
PROPIEDADES MECANICAS DEL CONCRETO
2.12.1.
Relación
esfuerzo-deformación
del
concreto
a
compresión
En la Fig. N° 8 se muestran curvas esfuerzo-deformación para concretos
normales de diversas resistencias a la compresión. Las gráficas tienen
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una rama ascendente casi lineal cuya pendiente varía de acuerdo a la
resistencia y se extiende hasta aproximadamente 1/3 a 1/2 de f’c.
Fig. N° 8: Curva Esfuerzo-Deformación del Concreto en Compresión
Fuente: Diseño de Estructuras de Concreto Armado, E. Harmsen (EAOP)
Posteriormente adoptan la forma de una parábola invertida cuyo
vértice
corresponde
al
esfuerzo
máximo
en
compresión.
La
deformación correspondiente a este punto es mayor para los
concretos más resistentes. Sin embargo, para los de menor resistencia
es casi constante e igual 0.002. La rama descendente de las gráficas
tiene una longitud y pendiente que varié de acuerdo al tipo de concreto.
Para concreto de resistencias bajas tiende a tener menor pendiente y
mayor longitud que para concreto de resistencias mayores. De ello se
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deduce que los concretos menos resistentes son los
más dúctiles.
Hognestad y Todeschini han propuesto idealizaciones de
la curva
esfuerzo-deformación del concreto, los cuales se muestran en la Fig. N°
9.
Fig. N° 9: Idealización de la curva esfuerzo-deformación del concreto.
Fuente: Diseño de Estructuras de Concreto Armado, E. Harmsen, (EAOP)
La curva esfuerzo-deformación del concreto varía de acuerdo a la
velocidad de aplicación de la carga como se muestra en la Fig. N° 9. Si
ésta se incrementa a un ritmo mayor, la resistencia máxima obtenida es
mayor que si la carga se incrementa a menor razón. Este efecto debe
tenerse presente cuando se analice los resultados de las pruebas
estándar elaboradas en laboratorio.
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Fig. N° 10: Efecto de la Velocidad de Carga en la Resistencia a la
Compresión del Concreto
Fuente: Diseño de Estructuras de Concreto, Arthur H. Nilson, (EAOP)
El módulo de elasticidad de un material es parámetro que mide la
variación de esfuerzos en relación a la deformación en el rango elástico.
Es función del ángulo de la línea esfuerzo-deformación y es una
medida de la rigidez o resistencia a la deformación de dicho material.
El concreto presenta un comportamiento elasto-plástico y por ello los
esfuerzos no son directamente proporcionales a la deformación. Por
lo anterior, ha sido necesario definir términos como modulo secante y
modulo tangente en un intento por convenir un valor para el módulo de
elasticidad del concreto.
El módulo tangente se define como la pendiente de la recta tangente a la
curva esfuerzo-deformación en un punto de ella. En particular, el módulo
tangente que corresponde al esfuerzo nulo se denomina módulo
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tangente inicial. La deformación de este parámetro es difícil pues la
recta tangente en el origen no está bien definida. Por su parte, el módulo
secante es la pendiente de una recta secante a la curva, que une el
punto de esfuerzo cero con otro cualquiera de la curva.
Fig. N° 11: Módulo Tangente y Secante del Concreto Compresión
Fuente: Diseño de Estructuras de Concreto Armado, E. Harmsen, (EAOP)
Para definir el módulo de elasticidad de concreto, el ACI emplea el
concepto de módulo secante y propone (ACI-8.5.1):
𝐸𝑐 = 0.14𝑊 1.5 √𝑓𝐶′
Ec: Modulo de elasticidad del concreto
w: Peso unitario del concreto en kg/m3.
f’c: Resistencia a la compresión del concreto.
La norma E.060 en su Capítulo 8, indica que el módulo de elasticidad
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del concreto para peso normal se debe tomar como:
𝐸𝑐 = 1500√𝑓𝐶′
2.13.
EQUIPOS Y HERRAMIENTAS.
El diseño de mezclas de concreto, es conceptualmente la aplicación
técnica y práctica de los conocimientos científicos sobre sus
componentes y la interacción entre ellos, para lograr un material
resultante que satisfaga de la manera más eficiente los requerimientos
particulares del proyecto constructivo.
2.13.1.
Prensa Para Ensayo de Resistencia a la Compresión
ASTM.
Maquina utilizada para tronar probetas cilíndricas de concreto, cuando
se realizan los ensayos de compresión para hallar la resistencia a la
compresión del concreto, en tanto la resistencia a la compresión se
calcula a partir de la carga de ruptura dividida entre el área de la sección
que resiste a la carga y se reporta en mega pascales (MPa) en unidades
SI.
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Fig. N° 12: Prensa Para Ensayo de Resistencia a la Compresión ASTM.
Fuente: Elaboración Propia
2.13.2.
Mezcladora de Concreto.
La Mezcladora de Concreto de Laboratorio está diseñada para mezclar
lotes de diseños compuestos. El tambor de acero soldado y la corona
dentada integrada junto con el marco de acero soldado, aseguran
un servicio confiable con operación suave y silenciosa. El dispositivo
de bloque del tambor con cinco posiciones de ajuste, permite ajustarlo
para lograr el mejor ángulo de mezclado posible.
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Fig. N° 13: Mezcladora de Concreto.
Fuente: Elaboración Propia.
2.13.3.
Moldes Cilíndricos de Plástico.
Los Moldes Cilíndricos de Plástico se utilizan para formar cilindros de
concreto de 102 mm. X 203 mm. (4 pulg. x 8 pulg.) y 152 mm. x 305 mm.
(6 pulg. x 12 pulg.) utilizados en aplicaciones de pruebas de
compresión. Están fabricados en una sola pieza de polipropileno; los
moldes cumplen con todos los requisitos establecidos en las normas
ASTM y AASHTO.
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Fig. N° 14: Moldes cilíndricos metálicos y de plástico
Fuente: Elaboración Propia
2.13.4.
Equipo Para Medir el Asentamiento.
✓ Cono de Abrams
Ø inferior 200 mm, Ø superior 100 mm, altura 300 mm, tolerancias
± 3 mm, espesor mínimo 1.5 mm, 1.15 mm repujado
✓ Barra compactadora
Barra de acero liso con punta semiesférica Ø 5/8” (16 mm) x 24”
(600 mm)
✓ Instrumento de medida
Regla de metal rígido (Wincha)
Long ≥ 12 “, divisiones de ¼” (5 mm)
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Fig. N° 15: Equipo para el ensayo del Cono de Abrams.
Fuente: Google.
2.14.
MARCO SITUACIONAL.
Los lugares de estudio se ubican en las Provincias de Cerro de Pasco,
Huánuco y Pucallpa.
Cerro de Pasco es una ciudad del centro del Perú, capital de la provincia
de Pasco y el departamento homónimo. Está situada a poco más de
4.380 m.s.n.m., en la meseta del Bombón, altiplano de la cordillera de los
Andes, y culminando aún a los 4.338 m.s.n.m. en el sector de
Yanacancha. Es considerada la "capital minera del Perú", por sus
yacimientos de plata, cobre, zinc y plomo.
El clima es frío de la montaña, con lluvias intensas; presenta una
oscilación térmica leve de apenas 3 grados. La temperatura promedio
anual es de 5.9 ºC y la precipitación media ronda los 1180 mm. El verano
es lluvioso con temperaturas que oscilan entre los 13 °C y 1 °C. El
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invierno es relativamente seco; las lluvias son escasas y las nevadas
esporádicas. En la estación invernal las temperaturas fluctúan entre los
11 °C y los −15 °C y también se presentan nevadas en cualquier época
del año. En distintos lugares cuando llueve se crea un desborde en los
drenajes, causando mucha suciedad en las calles de Pasco.
La ciudad de Huánuco se ubica en el departamento de Huánuco, en el
valle formado por el río Huallaga a los 1800 m.s.n.m. Está en la tierra
templada o yungas de la vertiente oriental de los Andes centrales.
Con una temperatura promedio de 24 °C, llamado por propios y
visitantes como “La ciudad del mejor clima del mundo", es tan agradable
y benigno su clima que el sol brilla todo el año, en un cielo limpio con un
resplandeciente celeste intenso. Su temperatura más baja es en el
invierno, es decir en los meses de julio y agosto (21 °C en el día y 17 °C
en las noches) y la temperatura más alta es en la primavera, en los meses
de noviembre y diciembre (30 °C en el día). Cruzan la ciudad el
imponente río Huallaga y el río Higueras con sus limpias aguas, en cuya
travesía se pueden apreciar hermosos paisajes de variada vegetación.
La ciudad de Pucallpa se ubica en el departamento de Ucayali, en el
extremo centro-oriental del Perú, a orillas del río Ucayali, en plena selva
amazónica a 154 m.s.n.m. En la ciudad abundan los árboles,
especialmente en zonas poco desarrolladas. Sus tierras son arcillosas y
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se disuelven fácilmente, volviéndose barrosas. Su inclinación terrestre es
leve, con un promedio de ±3 metros de elevación.
El clima es tropical, con temperatura cálida todo el año, clasificada como
clima ecuatorial según el sistema de Köppen. La temperatura promedio
es de 26 °C, con picos que pueden alcanzar 34 °C en los días más
calurosos. A mediados de 2008, la temperatura alcanzó los 37 °C. Las
precipitaciones se producen entre los meses de octubre y diciembre.
Durante este período, la temperatura desciende hasta 21.5 °C
aproximadamente. Se ha llegado a reportar más de 41.1 °C,
encontrándose entre los registros más calurosos de la selva baja.
2.15.
HIPÓTESIS, VARIABLES, INDICADORES E DEFINICIONES
OPERACIONALES.
2.15.1. Hipótesis: general y específico.
2.15.1.1. Hipótesis general.
•
El desarrollo del estudio comparativo de la resistencia a la
compresión de los concretos elaborados con aditivos acelerante
y retardante de fragua, formara parte de la solución a problemas
de fragua en altitudes cálidas, templadas y frías.
2.15.1.2. Hipótesis específicas.
•
La determinación de la resistencia a la compresión de los testigos
elaborados con aditivos acelerante y retardante, formara parte de
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la
solución
a
problemas
de
fragua
en
zonas
antes
mencionadas.
•
La adhesión de acelerante de fragua en el concreto mejorara
tempranamente la resistencia a la compresión del concreto
elaborados en las zonas frías y el retardante también mejorara
en retardio la resistencia a la compresión del concreto en zonas
cálidas.
2.15.2.
Sistema de variables- dimensiones e indicadores.
2.15.2.1.
Variable independiente.
Resistencia a la compresión de los concretos elaborados con
aditivos acelerante y retardante de fragua en altitudes cálidas,
templadas y frías.
2.15.2.2.
Variable dependiente.
Estudio comparativo de la resistencia a la compresión de los
concretos elaborados con aditivos acelerante y retardante de
fragua en altitudes cálidas, templadas y frías.
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CAPÍTULO III
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3. MARCO METODOLOGICO
3.1. Nivel y tipo de investigación
3.1.1. Nivel de investigación
El estudio se hará a nivel Descriptivo – Experimental - Analítico.
•
Experimental. Comprende los ensayos de laboratorio de
las probetas elaborado con aditivo acelerante y
retardante de fragua en las altitudes cálidas, templadas
y frías del Perú.
•
Descriptiva. El tipo de investigación será descriptivo
porque se someterá a un análisis en el que se mide y
evalúa propiedades y características importantes de las
probetas elaboradas con aditivo acelerante y retardante
de fragua en las altitudes cálidas, templadas y frías del
Perú.
•
Los diferentes tópicos serán analizados ampliamente
mediante sus correspondientes variables los mismos
que nos permitirán llegar a conclusiones valiosas para
contrastar la hipótesis de trabajo.
3.1.2. Tipo de investigación
El enfoque de la investigación a desarrollar es del tipo
Cuantitativo.
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3.2.
Diseño de investigación
•
ENSAYOS A REALIZARSE
Estos ensayos se dan a nivel experimental, en donde se
ensayarán
las probetas elaborado con las diferentes
marcas comerciales de Cemento Portland Tipo I.
Ensayos de los materiales para elaborar el concreto
GRAVEDAD ESPECÍFICA Y ABSORCION DE
AGREGADO. GRUESO.
GRAVEDAD ESPECÍFICA Y ABSORCION DE
AGREGADO. FINO.
PESO UNITARIO DE AGREGADO GRUESO
(SUELTO VARILLADO).
PESO UNITARIO DE AGREGADO FINO
(SUELTO VARILLADO).
DESGASTE LOS ANGELES.
Ensayos a los testigos de concreto
ROTURA DE PROBETAS ESFUERZO A
COMPRESION.
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3.3
UNIVERSO, POBLACION Y MUESTRA
3.3.1. Determinación del universo/población
El universo estará dado por los lugares en donde se realizarán las
probetas para los ensayos a compresión y la elección de la cantera
la cual se elaborará los testigos de concreto.
3.3.2. Selección de la muestra
•
Las muestras a estudiar van a ser los diferentes
lugares en donde se van a realizar las probetas para los
ensayos a compresión, las cuales son:
Cerro de Pasco, Huánuco y Pucallpa.
•
Probetas de concreto simple: La norma peruana indica que
se deben realizar ensayos a compresión a los 7, 14 y 28
días, respetando este criterio se ensaya las probetas a los
7, 14 y 28 días; además se optó también a realizar a los 3
días, debido a que el comportamiento de la resistencia a
compresión es más relevante en los primeros días
dado
las
condiciones
del
presente
proyecto
de
investigación. Teniendo en cuenta este criterio se ensayó
las probetas de concreto a los 3, 7, 14 y 28 días; tres
probetas por cada día y en los lugares que anteriormente
sea mencionado.
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3.4 TECNICAS DE RECOLECCION Y TRATAMIENTO DE DATOS
3.4.1. Ensayos de Laboratorio.
Se detallan los ensayos y procedimientos llevados a cabo para
la elaboración del concreto, lo cual he dividido en dos partes:
• Características físicas de los agregados.
• Resultado de ensayo de agregados.
• Calcular la dosificación de la mezcla.
• Etapas para la elaboración y toma de muestra del
concreto.
3.4.2. Características Físicas de los Agregados.
El trabajo será desarrollado en gabinete, donde se darán los
conceptos teóricos del tema y será complementado con visitas
a laboratorio con el objetivo de fijar los ensayos de
determinación de las propiedades de densidad, resistencia,
porosidad y la distribución volumétrica de las partículas, que
se requiere hacer granulométricamente.
3.4.2.1 Agregado Fino y Grueso.
3.4.2.1.1 Análisis Granulométrico del Agregado Fino
y Grueso.
Este método se usa principalmente para determinar la
granulometría de los materiales propuestos que serán
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utilizados como agregados. Los resultados se emplean para
determinar el cumplimiento de los requerimientos de las
especificaciones que son aplicables y para suministrar los
datos necesarios para la producción de diferentes agregados
y mezclas que contengan agregados. Los datos pueden
también servir para el desarrollo de las relaciones referentes
a la porosidad y el empaquetamiento.
Para poder medir el volumen de los diferentes tamaños de
partículas se selecciona un grupo de tamices de tamaños
adecuados para suministrar la información requerida por las
especificaciones del material que se va a ensayar. Se encajan
los tamices en orden decreciente, por tamaño de abertura y
se coloca la muestra (o porción de muestra si el material se va
a tamizar por porciones) sobre el tamiz superior. Se agitan los
tamices mano o por medio de la tamizadora mecánico,
durante un período adecuado.
Para realizar el análisis granulométrico del agregado fino nos
regimos de la NTP 400.012, la cual nos indica que para
este tipo de ensayo tomamos una muestra de 500gr. Se seca
la muestra a una temperatura de 110° ± 5°C (230° ± 9°F),
hasta obtener masa constante, con una aproximación de 0.1%
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de la masa seca original de la muestra y posteriormente
tamizada por las mallas Nº 4, 8, 16, 30, 50, y Nº100, los
resultados del tamizado se expresó indicando el porcentaje
retenido por cada tamiz referido al total de la muestra.
Para el agregado grueso el tamizado se hizo a través de los
tamices 1”, ¾”, 3/8” y Nº4. El resultado del tamizado se expresa
indicando el porcentaje retenido por cada tamiz referido al total
de la muestra.
3.4.2.1.2. Módulo de Fineza.
Realizando
las
respectivas
pruebas
se
encontró
las
características numéricas que representa la distribución
volumétrica de las partículas de los agregados, se define como
la suma de los porcentajes retenidos acumulativos de la serie
estándar hasta el tamiz Nº100 y esta cantidad se divide entre
100.
El módulo de fineza del agregado fino deberá estar
comprendido entre los valores de 2.35 a 3.15. El módulo de
fineza es un indicador de la finura de los agregados, puesto que
cuanto mayor sea el módulo de fineza, más grueso es el
agregado.
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3.4.2.1.3 Peso Unitario del Agregado Fino y Grueso.
El peso unitario es el peso de la unidad de volumen de material
a granel en las condiciones de compactación y humedad es que
se efectúa el ensayo, expresada en kg/m3. Aunque puede
realizarse el ensayo sobre agregado fino y agregado grueso; el
valor que es empleado en la práctica como parámetro para la
dosificación del concreto, es el peso unitario compactado del
agregado grueso; la NTP 400.017 es la rige el presente ensayo.
A continuación mencionamos los ensayos relacionados al peso
unitario del agregado fino.
➢ PESO UNITARIO SUELTO (PUS): Se denomina PUS
cuando para determinarla se coloca el material seco
suavemente en el recipiente hasta el punto de derrame y
a continuación se nivela a ras, es importante cuando se
trata de manejo, transporte y almacenamiento de los
agregados debido a que estos se hacen en estado
suelto.
➢ PESO UNITARIO COMPACTADO (PUC): Se denomina
PUC cuando los granos han sido sometidos a
compactación
incrementando
así
el
grado
de
acomodamiento de las partículas de agregado y por lo
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tanto el valor de la masa unitaria, es importante desde el
punto de vista diseño de mezclas ya que con él se
determina el volumen absoluto de los agregados por
cuanto estos van a estar sometidos a una compactación
durante el proceso de colocación del concreto.
3.4.2.1.4 Peso Específico del Agregado Fino y
Grueso.
El peso específico es un índice de calidad del agregado,
cuando los valores son elevados corresponden a materiales
de buen comportamiento, mientras que los valores bajos
corresponden a agregados débiles y absorbentes.
El peso específico es la relación, a una temperatura estable de
la masa de volumen unitario de agua destilada libre de gas.
El peso específico del agregado fino lo rige la norma técnica
peruana NTP 400.021.
3.4.2.1.5 Porcentaje de Absorción del Agregado
Fino y Grueso.
Los valores de absorción son usados para calcular el cambio en
la masa de un agregado debido al agua absorbida en los
espacios de poro en el interior de las partículas constituyentes,
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comparado con la condición seca, cuando se considera que el
agregado ha estado en contacto con agua por un período
suficiente para poder satisfacer la absorción potencial, según
NTP 400.021.
El ensayo se basa en sumergir una muestra en agua por 24 ± 4
h a esencialmente poros llenos. Después de transcurrido el
tiempo, el material se remueve del agua, se seca la superficie
de las partículas y se determina la masa. La muestra o una
porción de ella se coloca en un recipiente graduado y el
volumen de la muestra se determina por el método gravimétrico
o volumétrico.
Tiene importancia pues refleja en el concreto reduciendo el
agua de mezcla, con influencia en las propiedades resistentes
y en la trabajabilidad, por lo que es necesario tenerlo en cuenta
para hacer las correcciones necesarias.
%𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑐𝑖ó𝑛 =
𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑀𝑎𝑡𝑒𝑟𝑖𝑎𝑙 𝑆𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎𝑑𝑜 − 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑆𝑒𝑐𝑜 𝑒𝑛 𝐸𝑠𝑡𝑢𝑓𝑎
× 100
𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑆𝑒𝑐𝑜 𝑒𝑛 𝐸𝑠𝑡𝑢𝑓𝑎
3.4.2.1.6 Contenido de Humedad del Agregado Fino
y Grueso.
Los agregados pueden tener algún grado de humedad lo cual
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está directamente relacionado con la porosidad de las
partículas. La porosidad depende a su vez del tamaño de los
poros, su permeabilidad y la cantidad o volumen total de poros.
Las partículas de agregado pueden pasar por cuatro estados,
los cuales se describen a continuación:
✓ Totalmente seco. Se logra mediante un secado al horno a
110°C hasta que los agregados tengan un peso constante.
(generalmente 24 horas).
✓ Parcialmente seco. Se logra mediante exposición al aire
libre.
✓ Saturado y Superficialmente seco (SSS). En un estado
límite en el que los agregados tienen todos sus poros llenos
de agua pero superficialmente se encuentran secos. Este
estado sólo se logra en el laboratorio.
✓ Totalmente Húmedo. Todos los agregados están llenos
de agua y además existe agua libre superficial.
El contenido de humedad en los agregados se puede
calcular mediante la utilización de la siguiente fórmula:
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𝑊% =
𝑊𝑎
× 100
𝑊𝑠𝑛
Donde:
𝑊%
:
Contenido de Humedad [%].
𝑊𝑎
:
Peso del Agua [g].
𝑊𝑠𝑛
:
Peso de la Muestra Seca Neta [g].
3.4.2.1.7 Tamaño Máximo del Agregado Grueso.
Es el tamaño de la abertura de la malla más pequeña que deja
pasar toda la muestra del agregado, según NTP 400.017 se
utiliza para seleccionar el agregado según las condiciones de
geometría del encofrado y del refuerzo del acero.
3.4.2.1.8 Tamaño Máximo Nominal del Agregado
Grueso.
El tamaño máximo nominal se da generalmente como
referencia de la granulometría y corresponde a la malla más
pequeña que produce el primer retenido.
3.4.3.
Resultado de Ensayo de Agregados.
En este apartado se incluye el análisis granulométrico de
agregado grueso, análisis granulométrico de agregado fino,
análisis granulométrico de hormigón, peso volumétrico suelto
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de agregado fino y grueso, peso volumétrico compacto de
agregado fino y grueso. De los datos obtenidos en ensayos
realizados, se mostrarán los resultados en gráficas que nos
indicarán el comportamiento del material en las diferentes
pruebas. También se presentarán los requisitos dados por las
normas ASTM y la NTP que deben cumplir todo tipo de
agregado para que pueda dar una buena resistencia y
durabilidad a nuestro concreto.
3.4.3.1 Tamaño Máximo Nominal.
El tamaño máximo nominal de un agregado, es el menor
tamaño de la malla por el cual debe pasar la mayor parte del
agregado. La malla de tamaño máximo nominal, puede retener
de 5% a 15% del agregado dependiendo del número de
tamaño.
Por lo común el tamaño máximo de las partículas de agregado
no debe pasar:
1) Un quinto de la dimensión más pequeña del miembro de
concreto.
2) Tres cuartos del espaciamiento libre entre barras de
refuerzo.
3) Un tercio del peralte de las losas.
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Tabla N° 17: Análisis Granulométrico de Piedra Chancada.
TAMIZ
No
DIÁMETRO
PESO
(mm)
RETENIDO
%
RETENIDO
PARCIAL
% RETENIDO % QUE
ACUMULADO PASA
3"
76.2
2"
50.8
1 1/2"
38.1
1"
25.4
124.7
3.90
3.90
96.10
3/4"
19.05
1208.2
37.80
41.70
58.30
1/2"
12.7
1121.5
35.09
76.79
23.21
3/8"
9.525
517.4
16.19
92.98
7.02
1/4"
6.35
175.3
5.48
98.46
1.54
4.76
12.8
0.40
98.86
1.14
2.38
0.8
0.03
98.89
1.11
No 10
2
0.6
0.02
98.91
1.09
Nº 16
1.19
0.5
0.02
98.92
1.08
No 20
0.84
0.9
0.03
98.95
1.05
No 30
0.59
0.8
0.03
98.98
1.02
No 40
0.426
0.7
0.02
99.00
1.00
No 50
0.297
0.6
0.02
99.02
0.98
No 60
0.25
0.3
0.01
99.03
0.97
No 100
0.149
0.8
0.03
99.05
0.95
No 200
0.074
1.7
0.05
99.11
0.89
CAZOLETA
0
28.6
0.89
100.00
0.00
No 4
Nº 8
TOTAL
100
3196.2
100
Fuente: Elaboración Propia.
Tamaño máximo nominal, de acuerdo a la NTP 400.037
(INDECOPI), corresponde al menor tamiz de la serie utilizada
que produce el primer retenido.
De la descripción anterior tenemos que el T.M.N. de
nuestra piedra chancada es de 3/4".
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GRAFICO DE LA GRANULOMETRIA
100
90
% QUE PASA, EN PESO
80
70
60
50
40
30
20
10
0
100
10
1
0.1
0.01
DIAMETRO DE PARTICULAS DEL SUELO (mm)
Fig. N° 16: Curva Granulométrica de Piedra Chancada a escala logarítmica en el eje X
Fuente: Elaboración Propia.
El la Fig. N° 16 los limites inferior y superior indican el huso granulométrico y
la curva de color amarillo que corresponde a nuestro agregado y está dentro
del huso 67.
3.4.3.2 Peso Seco Compactado Agregado Grueso.
Tabla N° 18: Peso Unitario Seco Compactado Agregado
Grueso.
AGREGADO GRUESO
PESO UNITARIO SECO COMPACTO - NTP 400.017
MUESTRA
Und.
M-1
M-2
M-3
M-4
Peso seco del a. grueso + tara
gr.
5,920.1 5,920.1 5,920.1
5,920.1
Peso de la tara
gr.
1,383.5 1,383.5 1,383.5
1,383.5
cm3.
2,831.7 2,831.7 2,831.7
2,831.7
gr.
4,536.6 4,536.6 4,536.6
4,536.6
Volumen de la tara
Peso del agregado grueso
Peso unitario suelto seco
Kg/m3.
1,602
1,602
1,602
1,602
Peso Unitario Suelto Compacto = 1602.1kg/m3.
Fuente: Elaboración Propia.
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Promediando los 04 resultados de la última fila de la Tabla N°
18 se tiene un peso unitario seco de 1602.10 kg/m3.
3.4.3.3
Peso Específico de la Piedra Chancada.
Tabla N° 19: Peso Específico de la Piedra Chancada.
NORMA ASTM C 88 - 76
MUESTRA
Und.
M-1
M-2
M-3
M-4
gr.
755.2
755.2
755.2
755.2
Grueso + Agua
gr.
1102.
5
1102.5
1102.5 1102.5
Peso de la tara
gr.
165.9
165.9
165.9
165.9
Volumen de la tara
cm3,
500.0
500.0
500.0
500.0
Peso Específico del agua
cm3,
1.0
1.0
1.0
1.0
gr.
589.3
589.3
589.3
589.3
347.3
347.3
347.3
347.3
Volumen del agua
cm3. 347.3
347.3
347.3
347.3
Volumen del Agregado Grueso
cm3. 219.1
219.1
219.1
219.1
2.690
2.690
2.690
Peso de tara+ Hormigón seco
Peso de tara + Agregado
Peso del Agregado Grueso
Peso del Agua
Peso especifico
gr.
gr.
2.690
Peso Específico del Agregado Grueso = 2.69 Tn/m3.
Fuente: Elaboración Propia
Es este ensayo se fue bastante práctico aplicando el principio de
Arquímedes, el peso del agua desplazada viene a ser igual al volumen de
la piedra superficialmente seca (S.S.) por tratarse del agua, siendo su
densidad 1gr/cm3.
De la última fila de la Tabla N° 19 se tiene un peso específico de 2689.6
kg/m3.
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3.4.3.4 Absorción de la Piedra Chancada.
Tabla N° 20: Absorción de la Piedra Chancada.
AGREGADO GRUESO
Nº ENSAYO
01
02
03
04
PESO HUMEDO + TARA
100.146
108.520
112.452
85.752
PESO SECO + TARA
99.324
107.632
111.462
85.153
PESO DE LA TARA
2.5
2.5
2.5
2.5
PESO DEL AGUA
0.82
0.89
0.99
0.60
PESO DE LOS SOLIDOS
96.8
105.1
109.0
82.7
% DE ABSORCION
0.849
0.845
0.809
0.72
ABSORCION = 0.81%
Fuente: Elaboración Propia
De este ensayo se obtiene un valor de absorción = 0.81%.
3.4.3.5 Contenido de Humedad de la Piedra Chancada.
Tabla N° 21: Contenido de Humedad de la Piedra Chancada
AGREGADO GRUESO
Nº Ensayo
UND
Peso de la piedra chancada
M-1
M-2
M-3
M-4
gr.
2542.03 2560.02
gr.
2524.38 2542.82 2444.68 2500.67
Peso de la tara.
gr.
690.31
690.31
690.31
690.31
Peso del agua evaporada.
gr.
17.65
17.20
17.82
17.53
Peso de la piedra chancada
seco.
gr.
natural + tara.
Peso de la piedra chancada
seco + tara.
Humedad.
2462.5
2518.2
1834.07 1852.51 1754.37 1810.36
0.96
0.93
1.02
0.97
Contenido de humedad = 0.97%
Fuente: Elaboración Propia
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Este ensayo se determinó el mismo día antes de realizar el llenado de
las probetas cilíndricas, ya que la humedad al transcurrir los días varía
significativamente.
3.4.3.6 Módulo de Fineza de la Arena Gruesa.
El la Fig. N° 17 las curvas de color azul son los extremos del huso
granulométrico para agregado fino, es favorable que la curva de color
negra se encuentre dentro del huso, permite que la mezcla sea
trabajable y no se presenta excesiva exudación.
Tabla N° 22: Análisis Granulométrico de Arena Gruesa.
TAMIZ
DIÁMETRO
PESO
% RETENIDO
% RETENIDO
% QUE
No
(mm)
RETENIDO
PARCIAL
ACUMULADO
PASA
3"
76.200
2"
50.800
1 1/2"
38.100
1"
25.400
3/4"
19.050
1/2"
12.700
3/8"
9.525
18.9
0.91
0.91
99.09
1/4"
6.350
11.7
0.56
1.47
98.53
No 4
4.760
62.9
3.01
4.48
95.52
Nº 8
2.380
288.9
13.84
18.32
81.68
No 10
2.000
154.6
7.40
25.72
74.28
Nº 16
1.190
486.3
23.29
49.01
50.99
No 20
0.840
248.4
11.90
60.91
39.09
No 30
0.590
242.7
11.62
72.53
27.47
No 40
0.426
178.1
8.53
81.06
18.94
100.00
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No 50
0.297
119.9
5.74
86.80
13.20
No 60
0.250
41.9
2.01
88.81
11.19
No 100
0.149
88.8
4.25
93.06
6.94
No 200
0.074
41.6
1.99
95.06
4.94
CAZOLETA
0.000
103.2
4.94
100.00
0.00
TOTAL
2087.9
100.00
Fuente: Elaboración Propia.
Fig. N° 17: Curva Granulométrica de Arena Gruesa a escala logarítmica en el eje X.
Fuente: Elaboración Propia.
El módulo de fineza se define:
MF = ∑
% Ret. Acumulado(3 + 1 1/2" + 3/4 + 3/8" + N°4 + N°8 + N°16 + N°30 + N°50 + N°100)
100
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Tabla N° 23: Peso Retenido Acumulado de Arena Gruesa
TAMIZ
PESO RETENIDO
ACUMULADO (%)
3/8"
0.91
N°4
4.48
N°8
18.32
N°16
49.01
N°30
72.53
N°50
86.80
N°100
93.06
Fuente: Elaboración Propia
La sumatoria de los valores de la columna derecha de la Tabla N° 23
es igual a 325.11, para obtener el módulo hay que dividir entre 100 esto
es: 3.25; es un valor que está dentro de los limites recomendables (2.3
- 3.3).
3.4.3.7 Peso Seco Compactado Agregado Fino.
Tabla N° 24: Peso Unitario Seco Compactado Agregado Fino
AGREGADO FINO
PESO UNITARIO SECO COMPACTO - NTP 400.017
MUESTRA
Peso seco del
Und.
M-1
M-2
M-3
M-4
gr.
6,915.3 6,915.3 6,915.3 6,915.3
gr.
1,383.5 1,383.5 1,383.5 1,383.5
cm3.
2,831.7 2,831.7 2,831.7 2,831.7
Peso del Agregado Fino
gr.
5,531.8 5,531.8 5,531.8 5,531.8
Peso unitario suelto seco
Kg/m3.
agregado fino + tara
Peso de la tara
Volumen de la tara
Peso Unitario Seco Compacto
1,954
=
1,954
1,954
1,954
1953.5 Kg/m3.
Fuente: Elaboración Propia
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3.4.3.8 Peso Específico de la Arena Gruesa.
Tabla N° 25: Peso Específico de la Arena Gruesa
NORMA ASTM C 88 – 76
MUESTRA
M-1
M-2
M-3
M-4
Peso Agregado fino + Tara + Agua
gr
1143.3 1097.8 1074.1 1135.4
Peso de Agregado fino seco + Tara
gr
896.1
826.2
788.2
886.0
Peso de la Tara
gr
160.9
160.9
160.9
160.9
Volumen de la Tara
cm3,
500.0
500.0
500.0
500.0
Peso Específico del agua
cm3,
1.0
1.0
1.0
1.0
Peso del Agregado fino
gr
735.2
665.3
627.3
725.1
Peso del Agua
gr
247.2
271.6
285.9
249.4
Volumen del agua
cm3,
247.2
271.6
285.9
249.4
Volumen del Agregado fino
cm3,
253.8
229.4
215.1
251.6
gr/cm3
2.897
2.900
2.916
2.882
Peso Específico del Agregado Fino
Peso Específico del Agregado Fino = 2.899 gr/cm3
Fuente: Elaboración Propia.
De la última fila de la Tabla N° 25 se tiene un peso específico
de 2.899 Tn/m3.
3.4.3.9 Absorción de la Arena Gruesa
Tabla N° 26: Absorción de la Arena Gruesa
AGREGADO FINO
Nº ENSAYO
Und.
M-01
M-02
M-03
M-04
PESO HUMEDO + TARA
gr.
85.282
92.795
93.575
67.002
PESO SECO + TARA
gr.
84.482
91.995
92.675
66.402
PESO DE LA TARA
gr.
2.7
2.7
2.7
2.7
PESO DEL AGUA
gr.
0.8
0.8
0.9
0.6
PESO DE LOS SOLIDOS
gr.
81.78
89.30
89.98
63.70
PORCENTAJE DE ABSORCION
%
0.978
0.896
1.000
0.942
ABSORCION = 0.95%
Fuente: Elaboración Propia.
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Como resultado del ensayo se tiene un valor de absorción 0.95%.
3.4.3.10
Contenido de Humedad de la Arena Gruesa.
Tabla N° 27: Contenido de Humedad de la Arena Gruesa
AGREGADO FINO
Nº Ensayo
Und.
M-1
M-2
M-3
M-4
gr.
1409.38
1393.24
1430.36
1402.18
gr.
1390.45
1373.86
1410.75
1383.46
Peso de la Tara
gr.
755.62
755.62
755.62
755.62
Peso del Agua Evaporada
gr.
18.93
19.38
19.61
18.72
Peso Arena gruesa seco
gr.
634.83
618.24
655.13
627.84
Contenido de humedad
%
2.98
3.14
2.99
2.98
Peso de la Arena gruesa
Natural + Tara
Peso Arena gruesa seco
+ Tara
Contenido de humedad = 3.02%
Fuente: Elaboración Propia.
3.4.4. Calcular la Dosificación de la Mezcla.
3.4.4.1 Especificaciones de los Materiales.
-
A pesar que este valor depende de cada
diseñador, en el diseño de mezclas se especificó
un f’c de 210 Kg/cm2 a los 28 días. Teniendo en
cuenta estos datos elaboramos las muestras de
prueba, no se cuenta con registros de ensayos
a compresión anteriores.
-
En el diseño de la mezcla se considerará una
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temperatura mínima de ± 5 °C y máxima de 30
°C.
-
La
mezcla
colocación
requiere
que
una
tenga
condición
una
de
consistencia
plástica de 3” a 4”.
3.4.4.2 Características Físicas de los Materiales.
•
Cemento:
✓ Portland tipo I - Andino.
✓ Peso específico 3.15gr/cm3.
•
Agua:
✓ Potable, de la red de servicio público.
•
•
Agregado Fino: “Arena Gruesa”:
✓ Peso específico
2.899 Tn/m3.
✓ Absorción
0.95 %.
✓ Contenido de humedad
3.02 %.
✓ Módulo de fineza
3.25.
Agregado Grueso: “Piedra chancada”:
✓ Tamaño máximo nominal
3/4”.
✓ Peso seco compactado
1602.1 kg/m3.
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•
✓ Peso específico
2.69 Tn/m3.
✓ Absorción
0.81 %.
✓ Contenido de humedad
0.97 %.
Aditivo:
✓ Aditivo acelerante de fraguado – SIKA
acelerante (Liquido).
✓ Densidad del aditivo acelerante 1.38 kg/lt. . ±
0.01.
✓ Aditivo retardante – Chema Retardador
(Liquido).
✓ Densidad del aditivo retardante 1.14 kg/lt. ±
0.02.
3.4.4.3 Pasos para Determinar la Dosificación del Concreto.
Para obtener las proporciones de la mezcla del concreto
que cumpla las características deseadas, con los
materiales disponibles, se prepara una primera mezcla
de prueba, teniendo como base unas proporciones
iniciales que se determinan siguiendo el orden que a
continuación se indica:
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a. Selección del asentamiento o SLUMP.
b. Chequeo del tamaño máximo nominal.
c. Estimación del agua de mezcla (volumen unitario
de agua).
d. Contenido de aire.
e. Determinación de la resistencia de dosificación
promedio.
f. Selección de la relación Agua/Cemento.
g. Cálculo del contenido de cemento y aditivo.
h. Cálculo de la cantidad de cada agregado.
A continuación se describe la metodología a seguir en cada
paso:
a. Selección del asentamiento o SLUMP.
El asentamiento requerido para el concreto se escogerá
de acuerdo al requerimiento de una mezcla plástica igual
a:
SLUMP = 3” a 4”.
b. Selección del tamaño máximo nominal.
El tamaño máximo nominal del agregado disponible debe
cumplir según la granulometría del agregado grueso
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tenemos el valor de:
𝑇.𝑀.𝑁 = 3/4"
c. Estimación del agua de mezcla (volumen unitario
de agua).
Se supone una cantidad de agua, según la tabla N° 13,
con el asentamiento escogido y de acuerdo al tamaño
máximo nominal del agregado, teniendo en cuenta si es
concreto con aire incluido o no. Si se va a emplear aditivo
se deben consultar las recomendaciones del fabricante,
en especial si es un plastificante o un retardante.
𝐶𝑜𝑛𝑡𝑒𝑚𝑖𝑑𝑜 𝑑𝑒 𝐴𝑔𝑢𝑎 = 184 𝑙𝑡.
d. Contenido de aire.
Selección del contenido de aire, con el empleo de la tabla
correspondiente.
Teniendo en cuenta que la mezcla va a tener problemas
de congelamiento y deshielo (Moderada), se determina
el contenido de aire para un T.M.N. del agregado grueso
de 3/4”, considerando la Tabla N° 13, se tiene:
𝐶𝑜𝑛𝑡𝑒𝑛𝑖𝑑𝑜 𝑑𝑒 𝐴𝑖𝑟𝑒 = 5 %
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e. Determinación de la resistencia de dosificación promedio.
Para el cálculo de la resistencia promedio tomamos como
base la resistencia especificada dada en la tabla N° 12.
𝑓’𝑐𝑟 = 210+85=295 𝑘𝑔/𝑐𝑚2
f. Selección de la relación agua/cemento (a/c).
La relación agua/cemento (a/c) requerida, se debe
determinar no sólo por los requisitos de resistencia, sino
también, teniendo en cuenta durabilidad.
Puesto que distinto cemento, agua y agregado producen
generalmente resistencias diferentes con la misma a/c, es
muy conveniente encontrar la relación entre la resistencia
y la a/c para los materiales que se usarán realmente.
Para un concreto con aire incorporado se tiene de la Tabla
N° 14, interpolando valores para un valor de 𝑓’𝑐𝑟 = 295
𝑘𝑔/𝑐𝑚2 tenemos:
𝑎/𝑐 = 0.457
g. Cálculo del contenido de cemento y aditivo.
-
Factor cemento
𝐹. 𝐶 =
𝑉𝑎𝑔𝑢𝑎
184
=
= 402.63 𝑘𝑔/𝑚3 = 9.47 𝑏𝑙𝑠/𝑚3
𝑎/𝑐
0.457
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-
Cantidad de Aditivo
Si se va a emplear aditivo, se determina la cantidad así:
(teniendo
en
cuenta
las
recomendaciones
del
fabricante, por lo general, la cantidad de aditivo se da
como un % de la masa del cemento).
𝐶𝑎𝑛𝑡.𝐴𝑑𝑖𝑡𝑖𝑣𝑜 = % escogido x (𝐹. 𝐶)
Cant. Aditivo = 3 % × 402.63 kg/m3
Cant. Aditivo𝐴𝑐𝑒𝑙𝑒𝑟𝑎𝑛𝑡𝑒 = 12.079 × (1/1.38) lt/kg
Cant. Aditivo𝐴𝑐𝑒𝑙𝑒𝑟𝑎𝑛𝑡𝑒 = 8.75 lt/kg
Cant. Aditivo𝑅𝑒𝑡𝑎𝑟𝑑𝑎𝑛𝑡𝑒 = 12.079 × (1/1.14) lt/kg
Cant. Aditivo𝑅𝑒𝑡𝑎𝑟𝑑𝑎𝑛𝑡𝑒 = 10.6 lt/kg
h. Cálculo de la cantidad de cada agregado.
Datos:
Módulo de finura del agregado fino = 3.25
T.M.N. del agregado grueso = 3/4”
Entramos a la Tabla N° 16, con los datos anteriormente
mencionados encontramos:
𝑏/𝑏0 = 0.575
𝑃𝑒𝑠𝑜 𝐴𝑔𝑟𝑒𝑔𝑎𝑑𝑜 𝐺𝑟𝑢𝑒𝑠𝑜 = 0.575x1602.10
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𝑃𝑒𝑠𝑜 𝐴𝑔𝑟𝑒𝑔𝑎𝑑𝑜 𝐺𝑟𝑢𝑒𝑠𝑜 = 921.21 kg/m3
-
Cálculos de volúmenes absolutos
Conocidos los pesos del cemento, agua y la piedra
chancada, así como el volumen de aire, procedemos a
calcular la suma de los volúmenes absolutos de estos
materiales.
Cemento
402.626/(3.15x1000)
= 0.1278 m3
Agua
184/ (1x1000)
= 0.1840 m3
Aire
5%
= 0.0500 m3
Agregado Grueso 921.21/(2.69x1000)
= 0.3425 m3
Suma de Vol. conocidos
= 0.7043 m3
-
Contenido de arena gruesa
El volumen absoluto de la arena gruesa será igual a la
diferencia entre la unidad y la suma de los volúmenes
absolutos conocidos. El peso de la arena gruesa será
igual a su volumen absoluto multiplicado por su peso
específico.
𝑉𝑜𝑙.𝐴𝑏𝑠.𝐴𝑟𝑒𝑛𝑎 𝐺𝑟𝑢𝑒𝑠𝑎 = 1 − 0.7043 = 0.2957 m3
𝑃𝑒𝑠𝑜.𝐴𝑔𝑟𝑒.𝐹𝑖𝑛𝑜 = 0.2957 (2.899𝑥1000) = 857.23 𝑘𝑔/m3
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-
Valores de diseño
Las cantidades de materiales a ser empleadas como
valores de diseño serán:
-
Cemento
402.63 kg
Agua
184.00 kg
Agregado grueso (seco)
921.21 kg
Agregado fino (seco)
857.23 kg
Corrección por humedad del agregado.
Las proporciones de los materiales que integran la
unidad cúbica de concreto deben ser corregidos en
función de las condiciones de humedad de la piedra
chancada y arena gruesa.
✓ Peso húmedo de:
•
Arena gruesa:
857.23 x (1+0.0302) = 883.12 kg/m3
•
Piedra chancada:
921.21 x (1+0.0097) = 930.15 kg/m3
✓ Humedad superficial de:
•
Arena gruesa:
3.02 - 0.90 = 2.12 %
•
Piedra chancada:
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0.97 - 0.76 = 0.21 %
✓ Aporte de humedad de los agregados
•
Arena gruesa:
857.23 x 0.0212 = 18.17 lt/m3
•
Piedra chancada
921.21 x 0.0021 = 1.93 lt/m3
•
Agua efectiva
Total - Aporte = 184 - 17.68 = 166.32 lt/𝑚3
-
Por lo tanto los pesos de los materiales corregidos por
humedad que intervienen en la mezcla son:
-
Cemento
403 kg/𝑚3
Agua
167 lt/𝑚3
Arena gruesa
884 kg/𝑚3
Piedra chancada
931 kg/𝑚3
La proporción en pesos de los materiales es el
siguiente:
403 167 884 931
∶
∶
∶
= 1 ∶ 0.41 ∶ 2.19 ∶ 2.31 𝑙𝑡⁄𝑏𝑙𝑠
403 403 403 403
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3.4.4.4 Cantidad de Material para el Diseño.
Para conocer la cantidad de materiales que se necesitan en
una mezcladora tipo trompo de capacidad 1 de bolsa de
cemento, debemos multiplicar a las proporciones del ítem
anterior por 42.5 kg, obteniendo lo siguiente:
Tabla N° 28: Cantidad de Materiales para un concreto de 210 kg/cm2
MATERIALES
CANTIDAD
Und
Cemento Andino
42.5
kg
Agua Potable
17.43
lt
Arena Gruesa
93.08
kg
Piedra Chancada da 1/2"
98.18
kg
Aditivo
1.04
lt
Fuente: Elaboración Propia
3.4.5. Etapas Para la Elaboración y Toma de Muestra del Concreto.
Debido a que es un material permanente, fácil de moldear,
resistente a la compresión y económico, el concreto es uno de
los materiales de construcción más usado en el mundo.
Lamentablemente, hay ocasiones donde estas propiedades
positivas no se reflejan en las obras debido a diversos factores,
entre ellos está un inadecuado control de calidad durante el
proceso constructivo.
La resistencia a la compresión puede medirse de manera
precisa, a fin de garantizar que el concreto colocado en la
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estructura de una edificación cumpla con las exigencias de los
planos estructurales. De esta manera, se lleva a cabo el control
de calidad del material.
Para realizar el denominado ensayo de compresión o rotura de
probetas, se requiere elaborar probetas cilíndricas de 15 x 30
cm. (a partir de una muestra de concreto obtenida en la misma
obra); estas se almacenan durante 28 días y luego deben ser
llevadas a un laboratorio de estructuras, por ejemplo de una
universidad, para los respectivos ensayos.
A continuación mencionaremos los pasos a seguir:
3.4.5.1 Preparación de la Muestra.
Lo primero que debemos mencionar es la extracción de las
muestras, para lo cual se procede a la toma de muestra del
concreto que es una operación fundamental en el proceso de la
producción del concreto.
Toda muestra de agregado utilizado proviene de Huánuco para
los diferentes lugares antes mencionados para hacer los
ensayos correspondientes.
En el laboratorio se realizaron sus respetivos análisis
granulométricos para determinar su Tamaño Máximo, y de esta
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manera verificar si el tamaño concuerda con la información
brindada por el proveedor.
Para todas las mezclas de concreto se empleó Cemento
Portland Tipo I. (Cemento Andino).
Se evaluaron dos opciones de aditivos empleados normalmente
en la producción de los concretos.
Fig. N° 18: Muestra de los agregados en los diferentes lugares para la preparación del
concreto.
Fuente: Fuente propia.
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3.4.5.2 Toma de Nuestras del Concreto Fresco.
Esta práctica cubre los procedimientos para preparar y curar
cilindros y vigas, como modelos representativos de muestras de
concreto fresco de un proyecto de construcción. El concreto
empleado para preparar los modelos debe der muestreados
después de que se han hecho todos los ajusten en el lugar para
las proporciones de la mezcla, incluyendo la adición del agua
de la mezcla y los aditivos correspondientes.
Para recoger las muestras del concreto fresco, se utilizaron
recipientes de material no absorbentes, de preferencia
metálicos, de forma y tamaños adecuados a fin de impedir la
segregación de los agregados. Además se contó con una pala
o cucharon y buggy para homogeneizar la muestra, antes de
realizar los ensayos.
Es importante resaltar que el aditivo se colocó al final, una vez
que los agregados estuvieron hidratados con el agua de la
dosificación y que se controló que el tiempo de mezcla, luego
de colocado el cemento, no exceda los 5 minutos.
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Fig. N° 19: Toma de Nuestras del Concreto Fresco en los tres lugares mencionados.
Fuente: Fuente propia.
3.4.5.3 Ensayo de Consistencia o Slump Mediante el Cono de
Abrams.
El denominado ensayo de asentamiento o slump, llamado
también de revenimiento o “slump test”, se encuentra
ampliamente difundido y su empleo es aceptado para
caracterizar el comportamiento del concreto fresco.
La medida de la consistencia de un hormigón fresco por medio
del cono de Abrams es un ensayo muy sencillo de realizar en
obra, no requiriendo equipo costoso ni personal especializado y
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proporcionando resultados satisfactorios. En este ensayo el
hormigón se coloca en un molde metálico troncocónico de 30
cm de altura y de 10 y 20 cm de diámetro, superior e inferior
respectivamente
El procedimiento se explica ampliamente en la norma ASTM
C143-78 “Slump of Portland Cement Concrete”.
EQUIPO NECESARIO
✓ Cono de Abrams de medidas estándar.
✓ Varilla para apisonado de fierro liso de diámetro 5/8″ y
punta redondeada L=60 cm.
✓ Wincha metálica.
✓ Plancha metálica (badilejo).
PROCEDIMIENTO:
•
Colocar el Cono sobre una superficie plana, horizontal,
firme, no absorbente y ligeramente humedecida. Se
aconseja usar una chapa de metal cuya superficie sea
varios centímetros mayores que la base grande del Cono.
Colocar el Cono con la base mayor hacia abajo y pisar las
aletas inferiores para que quede firmemente sujeto. Antes
de llenar el molde es preciso humedecerlo interiormente
para evitar el rozamiento del hormigón con la superficie del
mismo.
•
Llenar
el
Cono
en
tres
capas:
Llénese
hasta
aproximadamente 1/3 de su volumen y compactar el
hormigón con una barra de acero de 16 mm de diámetro
terminada en una punta cónica rematada por un casquete
“ESTUDIO COMPARATIVO DE LA RESISTENCIA A LA COMPRESION DE LOS
CONCRETOS ELABORADOS CON ADITIVOS ACELERANTE Y RETARDANTE DE FRAGUA
EN ALTITUDES CALIDAS, TEMPLADAS Y FRIAS”.
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esférico La compactación se hace con 25 golpes de la
varilla, con el extremo semiesférico impactando al
hormigón. Los golpes deben repartirse uniformemente en
toda la superficie y penetrando la varilla en el espesor de
la capa pero sin golpear la base de apoyo.
•
Llenar
el
Cono
aproximadamente
con
2/3
una
del
segunda
volumen
capa
del
hasta
mismo
y
compáctese con otros 25 golpes de la varilla, siempre con
la punta redondeada en contacto con el hormigón y
repartiéndolos uniformemente por toda la superficie. Debe
atravesarse la capa que se compacta y penetrar
ligeramente (2 a 3 cm.) en la capa inferior pero sin golpear
la base de ésta.
•
Llénese el volumen restante del cono agregando un ligero
"copete" de hormigón y compáctese esta última capa con
otros 25 golpes de la varilla, que debe penetrar
ligeramente en la segunda capa.
•
Retirar el exceso del hormigón con una llana metálica, de
modo que el Cono quede perfectamente lleno y enrasado.
Quitar el hormigón que pueda haber caído alrededor de la
base del Cono.
•
Sacar el molde con cuidado, levantándolo verticalmente
en un movimiento continuo, sin golpes ni vibraciones y sin
movimientos laterales o de torsión que puedan modificar
la posición del hormigón.
“ESTUDIO COMPARATIVO DE LA RESISTENCIA A LA COMPRESION DE LOS
CONCRETOS ELABORADOS CON ADITIVOS ACELERANTE Y RETARDANTE DE FRAGUA
EN ALTITUDES CALIDAS, TEMPLADAS Y FRIAS”.
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Fig. N° 20: Ensayo de Consistencia o Slump Mediante el Cono de Abrams en Cerro de Pasco
Fuente: Fuente propia.
Fig. N° 21: Ensayo de Consistencia o Slump Mediante el Cono de Abrams en Huánuco
Fuente: Fuente propia.
Fig. N° 22: Ensayo de Consistencia o Slump Mediante el Cono de Abrams en Pucallpa
Fuente: Fuente propia.
3.4.5.4 Elaboración de Probetas Cilíndricas de Concreto:
Se elaboraron probetas cilíndricas para cada lugar en donde se
“ESTUDIO COMPARATIVO DE LA RESISTENCIA A LA COMPRESION DE LOS
CONCRETOS ELABORADOS CON ADITIVOS ACELERANTE Y RETARDANTE DE FRAGUA
EN ALTITUDES CALIDAS, TEMPLADAS Y FRIAS”.
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realizaron los ensayos, las cuales fueron ensayadas a las
edades de 3, 7, 14 y 28 días de curado.
Para ello fue necesario ensayar tres probetas de concreto con
diferente relación agua cemento, para cada edad en los días
programados.
Al momento de vaciado del concreto el molde, previamente el
molde debe estar limpio y en su parte interior fueron
cuidadosamente aceitadas. El moldeo de las probetas se
efectuó sobre una superficie horizontal, libre de vibraciones, el
llenado de la probeta se efectuó evitando la segregación y
vertiendo el concreto con la cuchara; luego de mezclarse el
concreto se llenan los moldes en tres capas, cada una de ellas
a un tercio de la altura del molde y compactadas enérgicamente
con la barra compactadora con 25 golpes en forma vertical y en
forma de espiral empezando por los extremos hasta llegar al
centro y así sucesivamente con las otras dos capas superiores,
en la capa ultima se agregara material hasta rebosar, retirando
el material excedente y enrasamos la superficie del molde
tratando de lograr un buen acabado, luego de ello con la ayuda
de un martillo de goma se propicia golpes para eliminar vacíos.
Las probetas fueron retiradas de los moldes entre las 20 ± 4
“ESTUDIO COMPARATIVO DE LA RESISTENCIA A LA COMPRESION DE LOS
CONCRETOS ELABORADOS CON ADITIVOS ACELERANTE Y RETARDANTE DE FRAGUA
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horas, después de ser moldeados se procedió soltando los
elementos de cierre y luego de un momento se retiraron
cuidadosamente los moldes.
Las probetas fueron identificadas en su cara superior con
nombre y edad de elaboración, con la ayuda de un corrector, al
cabo de ello las probetas fueron enviadas a la poza de curado.
Fig. N° 23: Elaboración de Probetas Cilíndricas de Concreto.
Fuente: Fuente propia.
3.4.5.5 Curado de Probetas Cilíndricas.
Para obtener un buen concreto es necesario, que en su
primera edad se encuentre en un entorno que reúna
“ESTUDIO COMPARATIVO DE LA RESISTENCIA A LA COMPRESION DE LOS
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adecuadas condiciones de temperatura, humedad y que
agreguen la hidratación del cemento.
El curado consiste en mantener el contenido satisfactorio de
humedad y temperatura en el concreto recién vaciado, de
manera que puedan desarrollar las propiedades deseables.
Fig. N° 24: Curado de las Probetas Cilíndricas.
Fuente: Fuente propia.
3.4.5.6 Ensayos de la Resistencia a la Compresión.
La resistencia a la compresión de las mezclas de concreto se
puede diseñar de tal manera que tengan una amplia variedad
de propiedades mecánicas y de durabilidad, que cumplan con
los requerimientos de diseño de la estructura. La resistencia a
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la compresión del concreto es la medida más común de
desempeño
que
emplean
los ingenieros para
diseñar
edificaciones y otras estructuras.
La resistencia a la compresión del concreto es la capacidad de
soportar cargas y esfuerzos, siendo su mejor comportamiento
en compresión en comparación con la tracción, debido a las
propiedades adherentes de la pasta de cemento.
La resistencia a la compresión se mide tronando probetas
cilíndricas de concreto en una máquina de ensayos de
compresión, la maquina está provista de dos bloques de acero
de superficie endurecida, entre los cuales se comprimen las
probetas sometidas a ensayo, el cabezal inferior sobre el que
descansa la probetas sometidas a ensayo, el cabezal inferior
sobre el que descansa la probeta es rígido y plano, el cabezal
superior está provisto de un dispositivo a rotula que le permite
rotar libremente e inclinarse pequeños ángulos en cualquier
dirección.
Las probetas se ensayaron inmediatamente después de ser
retirados se la poza de curado, el ensayo de compresión de
probetas de concreto se realizaran con la probeta en estado
húmedo.
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Antes de realizar el ensayo a la compresión, primeramente los
moldes fueron pesados y tomados sus diámetros a fin de poder
obtener el área de contacto, luego se hizo el refrentado o
“capping”, el cual permite eliminar ciertas irregularidades que
pudieran existir en las bases de las probetas y obtener el
paralelismo de ambas bases el cual es un requisito fundamental
para la realización de dicho ensayo.
Las probetas se colocan en forma centrada en la prensa de
ensayo que se comprime a una velocidad de carga de (20-50
lb/pulg2 /seg) aproximadamente, la cual se debe mantener
constante durante la duración del ensayo, es decir hasta cuando
se logre una franca rotura de la probeta y la máquina electrónica
registre su máxima resistencia así este cargando la máquina.
Los resultados de pruebas de resistencia a la compresión se
usan fundamentalmente para evaluar el cumplimiento del
concreto suministrado con la resistencia especificada f’c.
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Fig. N° 25: Ensayos de la Resistencia a la Compresión.
Fuente: Fuente propia.
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CAPÍTULO IV
“ESTUDIO COMPARATIVO DE LA RESISTENCIA A LA COMPRESION DE LOS
CONCRETOS ELABORADOS CON ADITIVOS ACELERANTE Y RETARDANTE DE FRAGUA
EN ALTITUDES CALIDAS, TEMPLADAS Y FRIAS”.
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4. PRESENTACION Y ANALISIS DE RESULTADO.
En este apartado exhibiremos el producto de los ensayos realizados
en las probetas de concreto, estos resultados se mostraran en tablas
gráficos,
y
figuras.
Así
mismo
las
especificaciones,
crítica,
comparaciones e interpretación que pudiesen hacerse.
4.1 Resultados De Ensayo A Compresión.
Los productos se expresan en kilogramos por centímetro cuadrado
(Kg/cm2) a edades de 3, 7, 14 y 28 días; se representa con el
símbolo f’c. Para determinar la resistencia a la compresión, se
realizaron pruebas a especímenes de concreto, de las cuales se
muestran los productos obtenidos a continuación:
4.1.1 Resistencia a la compresión del concreto en diferentes
edades sin aditivo.
A continuación se exhiben los productos obtenidos en el
laboratorio de las probetas de concreto sin aditivo
ensayadas:
“ESTUDIO COMPARATIVO DE LA RESISTENCIA A LA COMPRESION DE LOS
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4.1.1.1. Resistencia a los 3 días.
RESISTENCIA DE DISEÑO PARA CONCRETO DE 210 kg/cm2 (SIN
ADITIVO)
Fecha de Moldeo : 15/01/2018
N° de Muestras: 3
Fecha de Rotura :
18/01/2018
Slump
f'c
210 kg/cm2
:
: 3"
PROPIEDADES FISICAS DE LA PROBETA
Diámetro
N°
PROBETA
Superior
D1
(cm)
Inferior
D2
(cm)
D1
(cm)
D2
(cm)
Total
Area
(cm2)
(cm)
MAXIMA
ESFUERZO
CARGA DE EDAD
Altura PRUEBA (Días) ABSOLUTO
(kgf/cm2)
(cm)
(kgf)
1
15.05 14.95 15.00 14.90 14.98 176.13
30.00
11135.00
3.00
76.51
2
14.95 15.00 14.90 15.05 14.98 176.13
30.00
13475.00
3.00
70.63
3
15.00 15.05 15.05 15.00 15.03 177.30
30.00
12440.00
3.00
62.80
PROMEDIO
Tabla N° 29: Resistencia a los 3 días “Cerro De Pasco”
Fuente: Elaboración Propia.
69.98
Fecha de Moldeo :
15/12/2017
N° de Muestras: 3
Fecha de Rotura :
18/12/2017
Slump
f'c
210 kg/cm2
:
N°
PROBETA
: 3"
PROPIEDADES FISICAS DE LA PROBETA
Diámetro
Superior
D1
(cm)
Inferior
D2
(cm)
D1
(cm)
D2
(cm)
Total
(cm)
MAXIMA
CARGA
ESFUERZO
EDAD
DE
ABSOLUTO
Area Altura
(Días)
(kgf/cm2)
(cm2) (cm) PRUEBA
(kgf)
1
15.00 14.95 15.00 15.00 14.99 176.42 30.00 13124.00
3.00
74.39
2
15.00 15.05 14.90 15.05 15.00 176.72 30.00 12675.00
3.00
71.73
3
15.00 15.05 14.95 15.05 15.01 177.01 30.00 13040.00
3.00
73.67
PROMEDIO
Tabla N° 30: Resistencia a los 3 días “Huánuco”
Fuente: Elaboración Propia.
73.26
“ESTUDIO COMPARATIVO DE LA RESISTENCIA A LA COMPRESION DE LOS
CONCRETOS ELABORADOS CON ADITIVOS ACELERANTE Y RETARDANTE DE
FRAGUA EN ALTITUDES CALIDAS, TEMPLADAS Y FRIAS”.
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Fecha de Moldeo : 15/02/2018
N° de Muestras: 3
Fecha de Rotura :
18/02/2018
Slump
f'c
210 kg/cm2
:
N°
PROBETA
: 3"
PROPIEDADES FISICAS DE LA PROBETA
Diámetro
Superior
D1
(cm)
Inferior
D2
(cm)
D1
(cm)
D2
(cm)
MAXIMA
CARGA
ESFUERZO
EDAD
DE
ABSOLUTO
Total Area Altura
(Días)
(kgf/cm2)
(cm2) (cm) PRUEBA
(cm)
(kgf)
1
15.00 14.95 15.05 14.95 14.99 176.42 30.00 13952.00 3.00
79.08
2
14.90 15.05 15.00 15.05 15.00 176.72 30.00 13475.00 3.00
76.25
3
14.95 15.05 15.00 15.00 15.00 176.72 30.00 14200.00 3.00
80.36
PROMEDIO
Tabla N° 31: Resistencia a los 3 días “Pucallpa”
Fuente: Elaboración Propia.
78.56
4.1.1.2. Resistencia a los 7 días.
Fecha de Moldeo : 15/01/2018
N° de Muestras: 3
Fecha de Rotura :
22/01/2018
Slump
f'c
210 kg/cm2
:
N°
PROBETA
: 3"
PROPIEDADES FISICAS DE LA PROBETA
Diámetro
Superior
Inferior
D1
D2
(cm) (cm)
D1
D2
(cm) (cm)
MAXIMA
ESFUERZO
CARGA DE EDAD
ABSOLUTO
Total Area Altura PRUEBA (Días)
(kgf/cm2)
(cm2) (cm)
(kgf)
(cm)
1
15.00 14.95 15.20 15.10 15.06 178.19 30.00 23835.00
7.00
133.76
2
15.05 15.10 14.90 14.90 14.99 176.42 30.00 25400.00
7.00
143.97
3
15.00 15.00 15.05 15.10 15.04 177.60 30.00 24732.00
7.00
139.26
PROMEDIO
Tabla N° 32: Resistencia a los 7 días “Cerro De Pasco”
Fuente: Elaboración Propia.
139.00
“ESTUDIO COMPARATIVO DE LA RESISTENCIA A LA COMPRESION DE LOS
CONCRETOS ELABORADOS CON ADITIVOS ACELERANTE Y RETARDANTE DE
FRAGUA EN ALTITUDES CALIDAS, TEMPLADAS Y FRIAS”.
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Fecha de Moldeo :
15/12/2017
N° de Muestras:
3
Fecha de Rotura :
22/12/2017
Slump
3"
f'c
210 kg/cm2
:
N°
PROBETA
:
PROPIEDADES FISICAS DE LA PROBETA
Diámetro
Superior
D1
(cm)
Inferior
D2
(cm)
D1
(cm)
Total
D2
(cm)
(cm)
MAXIMA
CARGA
ESFUERZO
EDAD
DE
ABSOLUTO
Area Altura
(Días)
(kgf/cm2)
(cm2) (cm) PRUEBA
(kgf)
1
15.05 15.00 15.15 15.10 15.08 178.49 30.00 24476.00
7.00
137.13
2
15.05 15.10 14.95 14.90 15.00 176.72 30.00 23890.00
7.00
135.19
3
15.00 15.05 15.05 15.10 15.05 177.90 30.00 23692.00
7.00
133.18
PROMEDIO
Tabla N° 33: Resistencia a los 7 días “Huánuco”
Fuente: Elaboración Propia.
135.17
Fecha de Moldeo : 15/02/2018
N° de Muestras: 3
Fecha de Rotura :
22/02/2018
Slump
f'c
210 kg/cm2
:
N°
PROBETA
: 3"
PROPIEDADES FISICAS DE LA PROBETA
Diámetro
Superior
Inferior
D1
D2
(cm) (cm)
D1
D2
(cm) (cm)
MAXIMA
ESFUERZO
CARGA DE EDAD
ABSOLUTO
Total Area Altura PRUEBA (Días)
(kgf/cm2)
(cm2) (cm)
(kgf)
(cm)
1
14.95 15.00 15.10 15.10 15.04 177.60 30.00 20585.00
7.00
115.91
2
15.05 15.10 14.95 15.00 15.03 177.30 30.00 21490.00
7.00
121.20
3
15.05 15.00 15.00 15.10 15.04 177.60 30.00 21030.00
7.00
118.41
PROMEDIO
Tabla N° 34: Resistencia a los 7 días “Pucallpa”
Fuente: Elaboración Propia.
118.51
“ESTUDIO COMPARATIVO DE LA RESISTENCIA A LA COMPRESION DE LOS
CONCRETOS ELABORADOS CON ADITIVOS ACELERANTE Y RETARDANTE DE
FRAGUA EN ALTITUDES CALIDAS, TEMPLADAS Y FRIAS”.
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4.1.1.3. Resistencia a los 14 días.
Fecha de Moldeo : 15/01/2018
N° de Muestras: 3
Fecha de Rotura :
29/01/2018
Slump
f'c
210 kg/cm2
:
N°
PROBETA
: 3"
PROPIEDADES FISICAS DE LA PROBETA
Diámetro
Superior
Inferior
D1
D2
(cm) (cm)
D1
D2
(cm) (cm)
MAXIMA
ESFUERZO
CARGA DE EDAD
ABSOLUTO
Total Area Altura PRUEBA (Días)
(kgf/cm2)
(cm2) (cm)
(kgf)
(cm)
1
15.00 15.00 15.00 14.95 14.99 176.42 30.00 32475.00 14.00
184.08
2
15.00 14.95 14.95 14.95 14.96 175.83 30.00 31890.00 14.00
181.37
3
15.05 15.10 15.00 15.05 15.05 177.90 30.00 33115.00 14.00
186.15
PROMEDIO
Tabla N° 35: Resistencia a los 14 días “Cerro de Pasco”
Fuente: Elaboración Propia.
183.86
Fecha de Moldeo :
15/12/2017
N° de Muestras:
3
Fecha de Rotura :
29/12/2017
Slump
3"
f'c
210 kg/cm2
:
N°
PROBETA
:
PROPIEDADES FISICAS DE LA PROBETA
Diámetro
Superior
D1
(cm)
D2
(cm)
Inferior
D1
(cm)
D2
(cm)
Total
(cm)
MAXIMA
CARGA
ESFUERZO
EDAD
DE
ABSOLUTO
Area Altura
(Días)
(kgf/cm2)
(cm2) (cm) PRUEBA
(kgf)
1
15.00 15.00 15.00 14.95 14.99 176.42 30.00 34857.00 14.00
197.58
2
15.00 15.00 15.05 15.05 15.03 177.30 30.00 33895.00 14.00
191.17
3
15.05 15.00 15.00 14.95 15.00 176.72 30.00 34195.00 14.00
193.50
PROMEDIO
Tabla N° 36: Resistencia a los 14 días “Huánuco”
Fuente: Elaboración Propia.
194.08
“ESTUDIO COMPARATIVO DE LA RESISTENCIA A LA COMPRESION DE LOS
CONCRETOS ELABORADOS CON ADITIVOS ACELERANTE Y RETARDANTE DE
FRAGUA EN ALTITUDES CALIDAS, TEMPLADAS Y FRIAS”.
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Fecha de Moldeo : 15/02/2018
N° de Muestras: 3
Fecha de Rotura :
01/03/2018
Slump
f'c
210 kg/cm2
:
N°
PROBETA
: 3"
PROPIEDADES FISICAS DE LA PROBETA
Diámetro
Superior
Inferior
D1
D2
(cm) (cm)
D1
D2
(cm) (cm)
MAXIMA
ESFUERZO
CARGA DE EDAD
ABSOLUTO
Total Area Altura PRUEBA (Días)
(kgf/cm2)
(cm2) (cm)
(kgf)
(cm)
1
15.05 15.10 15.00 14.95 15.03 177.30 30.00 27600.00 14.00
155.66
2
15.00 14.90 15.00 15.00 14.98 176.13 30.00 28010.00 14.00
159.03
3
15.00 15.10 14.95 15.05 15.03 177.30 30.00 28410.00 14.00
160.23
PROMEDIO
Tabla N° 37: Resistencia a los 14 días “Pucallpa”
Fuente: Elaboración Propia.
158.31
4.1.1.4. Resistencia a los 28 días.
Fecha de Moldeo : 15/01/2018
N° de Muestras: 3
Fecha de Rotura :
12/02/2018
Slump
f'c
210 kg/cm2
:
N°
PROBETA
: 3"
PROPIEDADES FISICAS DE LA PROBETA
Diámetro
Superior
Inferior
D1
D2
(cm) (cm)
D1
D2
(cm) (cm)
MAXIMA
ESFUERZO
CARGA DE EDAD
ABSOLUTO
Total Area Altura PRUEBA (Días)
(kgf/cm2)
(cm2) (cm)
(kgf)
(cm)
1
15.00 14.80 14.90 14.95 14.91 174.66 30.00 35865.00 28.00
205.34
2
14.95 14.90 15.00 15.05 14.98 176.13 30.00 36144.00 28.00
205.22
3
15.00 15.00 15.05 14.95 15.00 176.72 30.00 36880.00 28.00
208.70
PROMEDIO
Tabla N° 38: Resistencia a los 28 días “Cerro de Pasco”
Fuente: Elaboración Propia.
206.42
“ESTUDIO COMPARATIVO DE LA RESISTENCIA A LA COMPRESION DE LOS
CONCRETOS ELABORADOS CON ADITIVOS ACELERANTE Y RETARDANTE DE
FRAGUA EN ALTITUDES CALIDAS, TEMPLADAS Y FRIAS”.
Bach. Alex Jhonatan Alva Cruz
168
Bach. Walter Fabian Beraun
UNIVERSIDAD NACIONAL HERMILIO VALDIZAN
FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL Y ARQUITECTURA
E. A. P. INGENIERIA CIVIL
Fecha de Moldeo :
15/12/2017
N° de Muestras:
3
Fecha de Rotura :
12/01/2017
Slump
3"
f'c
210 kg/cm2
:
N°
PROBETA
:
PROPIEDADES FISICAS DE LA PROBETA
Diámetro
Superior
D1
(cm)
Inferior
D2
(cm)
D1
(cm)
D2
(cm)
Total
(cm)
MAXIMA
CARGA
ESFUERZO
EDAD
DE
ABSOLUTO
Area Altura
(Días)
(kgf/cm2)
(cm2) (cm) PRUEBA
(kgf)
1
14.95 14.90 15.00 14.95 14.95 175.54 30.00 38554.00 28.00
219.63
2
14.95 15.05 15.00 15.00 15.00 176.72 30.00 37942.00 28.00
214.71
3
15.00 15.05 15.00 14.95 15.00 176.72 30.00 36942.00 28.00
209.05
PROMEDIO
Tabla N° 39: Resistencia a los 28 días “Huánuco”
Fuente: Elaboración Propia.
214.46
Fecha de Moldeo : 15/02/2018
N° de Muestras: 3
Fecha de Rotura :
01/03/2018
Slump
f'c
210 kg/cm2
:
N°
PROBETA
: 3"
PROPIEDADES FISICAS DE LA PROBETA
Diámetro
Superior
D1
(cm)
Inferior
D2
(cm)
D1
(cm)
D2
(cm)
MAXIMA
CARGA
ESFUERZO
EDAD
DE
ABSOLUTO
Total Area Altura
(Días)
(kgf/cm2)
(cm2) (cm) PRUEBA
(cm)
(kgf)
1
15.05 14.90 14.95 14.90 14.95 175.54 30.00 34490.00 28.00
196.48
2
14.95 15.00 15.00 15.05 15.00 176.72 30.00 35320.00 28.00
199.87
3
15.00 15.05 15.00 14.95 15.00 176.72 30.00 35150.00 28.00
198.91
PROMEDIO
Tabla N° 40: Resistencia a los 28 días “Pucallpa”
Fuente: Elaboración Propia.
198.42
“ESTUDIO COMPARATIVO DE LA RESISTENCIA A LA COMPRESION DE LOS
CONCRETOS ELABORADOS CON ADITIVOS ACELERANTE Y RETARDANTE DE
FRAGUA EN ALTITUDES CALIDAS, TEMPLADAS Y FRIAS”.
Bach. Alex Jhonatan Alva Cruz
169
Bach. Walter Fabian Beraun
UNIVERSIDAD NACIONAL HERMILIO VALDIZAN
FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL Y ARQUITECTURA
E. A. P. INGENIERIA CIVIL
4.1.2.
Resistencia a la compresión del concreto en
diferentes edades con los aditivos acelerante y
retardante de fragua.
A continuación se muestran los resultados
obtenidos en el laboratorio de las probetas de
concreto con el aditivo ensayadas:
4.1.2.1. Resistencia a los 3 días con aditivo.
RESISTENCIA DE DISEÑO PARA CONCRETO DE 210kg/cm2 (CON
ADITIVO ACELERANTE Y RETARDANTE)
Fecha de Moldeo : 15/01/2018
N° de Muestras: 3
Fecha de Rotura :
18/01/2018
Slump
f'c
210 kg/cm2
:
N°
PROBETA
: 3"
PROPIEDADES FISICAS DE LA PROBETA
Diámetro
Superior
Inferior
D1
(cm)
D2
(cm)
1
15.00
15.00
15.05 15.10 14.98 176.13 30.00 17935.00
3.00
101.83
2
14.95
15.00
14.90 15.05 14.98 176.13 30.00 18338.00
3.00
104.12
3
15.00
14.95
15.20 15.10 15.03 177.30 30.00 18866.00
3.00
106.40
D1 (cm)
D2
(cm)
MAXIMA
CARGA
ESFUERZO
EDAD
DE
ABSOLUTO
Area
Altura
Total
(Días)
(kgf/cm2)
(cm2) (cm) PRUEBA
(cm)
(kgf)
PROMEDIO
104.12
Tabla N° 41: Resistencia a los 3 días con aditivo acelerante “Cerro de Pasco”
Fuente: Elaboración Propia.
“ESTUDIO COMPARATIVO DE LA RESISTENCIA A LA COMPRESION DE LOS
CONCRETOS ELABORADOS CON ADITIVOS ACELERANTE Y RETARDANTE DE
FRAGUA EN ALTITUDES CALIDAS, TEMPLADAS Y FRIAS”.
Bach. Alex Jhonatan Alva Cruz
170
Bach. Walter Fabian Beraun
UNIVERSIDAD NACIONAL HERMILIO VALDIZAN
FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL Y ARQUITECTURA
E. A. P. INGENIERIA CIVIL
Fecha de Moldeo : 15/02/2018
N° de Muestras: 3
Fecha de Rotura :
18/02/2018
Slump
f'c
210 kg/cm2
:
N°
PROBETA
: 3"
PROPIEDADES FISICAS DE LA PROBETA
Diámetro
Superior
D1
(cm)
Inferior
D2
(cm)
D1
(cm)
D2
(cm)
MAXIMA
CARGA
ESFUERZO
EDAD
DE
ABSOLUTO
Total Area Altura
(Días)
(kgf/cm2)
(cm2) (cm) PRUEBA
(cm)
(kgf)
1
15.05 15.00 14.95 14.90 14.98 176.13 30.00 11980.00
3.00
68.02
2
15.00 14.90 14.95 15.05 14.98 176.13 30.00 11454.00
3.00
65.03
3
15.00 15.05 15.10 15.00 15.04 177.60 30.00 12751.00
3.00
71.80
PROMEDIO
68.28
Tabla N° 42: Resistencia a los 3 días con aditivo retardante “Pucallpa”
Fuente: Elaboración Propia.
4.1.2.2. Resistencia a los 7 días con aditivo.
Fecha de Moldeo : 15/01/2018
N° de Muestras: 3
Fecha de Rotura :
22/01/2018
Slump
f'c
210 kg/cm2
:
N°
PROBETA
: 3"
PROPIEDADES FISICAS DE LA PROBETA
Diámetro
Superior
D1
(cm)
D2
(cm)
Inferior
D1
(cm)
D2
(cm)
MAXIMA
CARGA
ESFUERZO
EDAD
DE
ABSOLUTO
Total Area Altura
(Días)
(kgf/cm2)
(cm2) (cm) PRUEBA
(cm)
(kgf)
1
15.00 15.05 15.05 15.00 15.06 178.19 30.00 31750.00
7.00
178.18
2
15.05 14.95 15.00 14.90 14.99 176.42 30.00 32436.00
7.00
183.86
3
15.05 15.10 14.90 14.90 15.04 177.60 30.00 31935.00
7.00
179.81
PROMEDIO
180.62
Tabla N° 43: Resistencia a los 7 días con aditivo acelerante “Cerro de Pasco”
Fuente: Elaboración Propia.
“ESTUDIO COMPARATIVO DE LA RESISTENCIA A LA COMPRESION DE LOS
CONCRETOS ELABORADOS CON ADITIVOS ACELERANTE Y RETARDANTE DE
FRAGUA EN ALTITUDES CALIDAS, TEMPLADAS Y FRIAS”.
Bach. Alex Jhonatan Alva Cruz
171
Bach. Walter Fabian Beraun
UNIVERSIDAD NACIONAL HERMILIO VALDIZAN
FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL Y ARQUITECTURA
E. A. P. INGENIERIA CIVIL
Fecha de Moldeo : 15/02/2018
N° de Muestras: 3
Fecha de Rotura :
22/02/2018
Slump
f'c
210 kg/cm2
:
N°
PROBETA
: 3"
PROPIEDADES FISICAS DE LA PROBETA
Diámetro
Superior
D1
(cm)
Inferior
D2
(cm)
D1 (cm)
D2
(cm)
MAXIMA
CARGA
ESFUERZO
EDAD
DE
ABSOLUTO
Total Area Altura
(Días)
(kgf/cm2)
(cm2) (cm) PRUEBA
(cm)
(kgf)
1
15.00 15.00
15.00
15.10 15.03 177.30 30.00 19651.00
7.00
110.83
2
15.00 15.00
14.95
14.95 14.98 176.13 30.00 20364.00
7.00
115.62
3
15.05 15.10
15.05
15.10 15.08 178.49 30.00 20080.00
7.00
112.50
PROMEDIO
Tabla N° 44: Resistencia a los 7 días con aditivo retardante “Pucallpa”
Fuente: Elaboración Propia.
112.98
4.1.2.1. Resistencia a los 14 días con aditivo.
Fecha de Moldeo : 15/01/2018
N° de Muestras: 3
Fecha de Rotura :
29/01/2018
Slump
f'c
210 kg/cm2
:
N°
PROBETA
: 3"
PROPIEDADES FISICAS DE LA PROBETA
Diámetro
Superior
D1
(cm)
D2
(cm)
Inferior
D1 (cm)
D2
(cm)
MAXIMA
CARGA
ESFUERZO
EDAD
DE
ABSOLUTO
Total Area Altura
(Días)
(kgf/cm2)
(cm2) (cm) PRUEBA
(cm)
(kgf)
1
15.00 15.00
15.00
14.95 14.99 176.42 30.00 33942.00 14.00
192.39
2
15.00 15.00
15.05
14.95 14.96 175.83 30.00 34805.00 14.00
197.94
3
14.95 14.90
15.00
15.05 15.05 177.90 30.00 34446.00 14.00
193.63
PROMEDIO
194.66
Tabla N° 45: Resistencia a los 14 días con aditivo acelerante “Cerro de Pasco”
Fuente: Elaboración Propia.
“ESTUDIO COMPARATIVO DE LA RESISTENCIA A LA COMPRESION DE LOS
CONCRETOS ELABORADOS CON ADITIVOS ACELERANTE Y RETARDANTE DE
FRAGUA EN ALTITUDES CALIDAS, TEMPLADAS Y FRIAS”.
Bach. Alex Jhonatan Alva Cruz
172
Bach. Walter Fabian Beraun
UNIVERSIDAD NACIONAL HERMILIO VALDIZAN
FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL Y ARQUITECTURA
E. A. P. INGENIERIA CIVIL
Fecha de Moldeo :
15/02/2018
N° de Muestras:
3
Fecha de Rotura :
01/03/2018
Slump
3"
f'c
210 kg/cm2
:
N°
PROBETA
:
PROPIEDADES FISICAS DE LA PROBETA
Diámetro
Superior
D1
(cm)
Inferior
D2
(cm)
D1 (cm)
D2
(cm)
MAXIMA
CARGA
ESFUERZO
EDAD
DE
ABSOLUTO
Total Area Altura
(Días)
(kgf/cm2)
(cm2) (cm) PRUEBA
(cm)
(kgf)
1
15.00 15.00
15.00 14.95 14.99 176.42 30.00 28011.00 14.00
158.77
2
15.00 14.95
15.00 14.95 14.98 176.13 30.00 27301.00 14.00
155.01
3
15.05 15.00
15.00 15.05 15.03 177.30 30.00 26824.00 14.00
151.29
PROMEDIO
Tabla N° 46: Resistencia a los 14 días con aditivo retardante “Pucallpa”
Fuente: Elaboración Propia.
155.02
4.1.2.1. Resistencia a los 28 días con aditivo.
Fecha de Moldeo :
15/01/2018
N° de Muestras:
3
Fecha de Rotura :
12/022018
Slump
3"
f'c
210 kg/cm2
:
N°
PROBETA
:
PROPIEDADES FISICAS DE LA PROBETA
Diámetro
Superior
D1
(cm)
D2
(cm)
Inferior
D1 (cm)
D2
(cm)
MAXIMA
CARGA
ESFUERZO
EDAD
DE
ABSOLUTO
Total Area Altura
(Días)
(kgf/cm2)
(cm2) (cm) PRUEBA
(cm)
(kgf)
1
15.00 14.95
14.95
14.95 14.91 174.66 30.00 38385.00 28.00
219.77
2
15.05 15.10
15.00
15.05 14.98 176.13 30.00 38521.00 28.00
218.71
3
15.00 14.80
14.90
14.95 15.00 176.72 30.00 38472.00 28.00
217.71
PROMEDIO
218.73
Tabla N° 47: Resistencia a los 28 días con aditivo acelerante “Cerro de Pasco”
Fuente: Elaboración Propia.
“ESTUDIO COMPARATIVO DE LA RESISTENCIA A LA COMPRESION DE LOS
CONCRETOS ELABORADOS CON ADITIVOS ACELERANTE Y RETARDANTE DE
FRAGUA EN ALTITUDES CALIDAS, TEMPLADAS Y FRIAS”.
Bach. Alex Jhonatan Alva Cruz
173
Bach. Walter Fabian Beraun
UNIVERSIDAD NACIONAL HERMILIO VALDIZAN
FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL Y ARQUITECTURA
E. A. P. INGENIERIA CIVIL
Fecha de Moldeo :
15/02/2018
N° de Muestras:
3
Fecha de Rotura :
15/03/2018
Slump
3"
f'c
210 kg/cm2
:
N°
PROBETA
:
PROPIEDADES FISICAS DE LA PROBETA
Diámetro
Superior
D1
(cm)
D2
(cm)
Inferior
D1 (cm)
D2
(cm)
MAXIMA
CARGA
ESFUERZO
EDAD
DE
ABSOLUTO
Total Area Altura
(Días)
(kgf/cm2)
(cm2) (cm) PRUEBA
(cm)
(kgf)
1
15.00 14.95
14.90
14.90 14.94 175.25 30.00 38150.00 28.00
217.69
2
14.95 15.00
15.00
15.05 15.00 176.72 30.00 37455.00 28.00
211.95
3
15.00 15.00
15.00
15.00 15.00 176.72 30.00 37951.00 28.00
214.76
PROMEDIO
Tabla N° 48: Resistencia a los 28 días con aditivo retardante “Pucallpa”
Fuente: Elaboración Propia.
4.1.3.
214.80
Evolución de la resistencia a la compresión sin
aditivo.
Con los datos anteriores se realizaron gráficas para representar
la frecuencia de las resistencia del concreto sin aditivo en sus
diferentes edades; en cada cuadro se realiza la comparación con las
diferentes lugares en donde se han elaborado el concreto.
“ESTUDIO COMPARATIVO DE LA RESISTENCIA A LA COMPRESION DE LOS
CONCRETOS ELABORADOS CON ADITIVOS ACELERANTE Y RETARDANTE DE
FRAGUA EN ALTITUDES CALIDAS, TEMPLADAS Y FRIAS”.
Bach. Alex Jhonatan Alva Cruz
174
Bach. Walter Fabian Beraun
UNIVERSIDAD NACIONAL HERMILIO VALDIZAN
FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL Y ARQUITECTURA
E. A. P. INGENIERIA CIVIL
FRECUENCIA: 3er. DIA SIN ADITIVO
ESFUERZO ABSOLUTO (KG/CM²)
100.00
80.00
60.00
0
1
2
3
4
MUESTRAS DE MENOR A MAYOR RESISTENCIA
Cerro de Pasco
Huánuco
Pucallpa
Fig. N° 26: Curva de la Evolución de la Resistencia a Compresión sin aditivo (3 días)
Fuente: Elaboración Propia
FRECUENCIA: 7mo. DIA SIN ADITIVO
ESFUERZO ABSOLUTO (KG/CM²)
160.00
140.00
120.00
100.00
0
1
2
3
4
MUESTRAS DE MENOR A MAYOR RESISTENCIA
Cerro De Pasco
Huánuco
Pucallpa
Fig. N° 27: Curva de la Evolución de la Resistencia a Compresión sin aditivo (7 días)
Fuente: Elaboración Propia
“ESTUDIO COMPARATIVO DE LA RESISTENCIA A LA COMPRESION DE LOS
CONCRETOS ELABORADOS CON ADITIVOS ACELERANTE Y RETARDANTE DE
FRAGUA EN ALTITUDES CALIDAS, TEMPLADAS Y FRIAS”.
Bach. Alex Jhonatan Alva Cruz
175
Bach. Walter Fabian Beraun
UNIVERSIDAD NACIONAL HERMILIO VALDIZAN
FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL Y ARQUITECTURA
E. A. P. INGENIERIA CIVIL
ESFUERZO ABSOLUTO (KG/CM²)
FRECUENCIA: 14vo. DIA SIN ADITIVO
220.00
200.00
180.00
160.00
140.00
0
1
2
3
4
MUESTRAS DE MENOR A MAYOR RESISTENCIA
Cerro De Pasco
Huánuco
Pucallpa
Fig. N° 28: Curva de la Evolución de la Resistencia a Compresión sin aditivo (14 días)
Fuente: Elaboración Propia
FRECUENCIA: 28vo. DIA SIN ADITIVO
ESFUERZO ABSOLUTO (KG/CM²)
240.00
220.00
200.00
180.00
0
1
2
3
4
MUESTRAS DE MENOR A MAYOR RESISTENCIA
Cerro De Pasco
Huánuco
Pucallpa
Fig. N° 29: Curva de la Evolución de la Resistencia a Compresión sin aditivo (28 días)
Fuente: Elaboración Propia
“ESTUDIO COMPARATIVO DE LA RESISTENCIA A LA COMPRESION DE LOS
CONCRETOS ELABORADOS CON ADITIVOS ACELERANTE Y RETARDANTE DE
FRAGUA EN ALTITUDES CALIDAS, TEMPLADAS Y FRIAS”.
Bach. Alex Jhonatan Alva Cruz
176
Bach. Walter Fabian Beraun
UNIVERSIDAD NACIONAL HERMILIO VALDIZAN
FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL Y ARQUITECTURA
E. A. P. INGENIERIA CIVIL
4.1.4.
Evolución de la resistencia a la compresión
con aditivo.
Seguimos con las curvas de evolución de la resistencia a la
compresión pero en este caso se seguirá comparando con los
aditivos mencionados anteriormente.
FRECUENCIA: 3er. DIA CON ADITIVO
ESFUERZO ABSOLUTO (KG/CM²)
120.00
100.00
80.00
60.00
0
1
2
3
4
MUESTRAS DE MENOR A MAYOR RESISTENCIA
Cerro De Pasco
Pucallpa
Fig. N° 30: Curva de la Evolución de la Resistencia a Compresión con aditivo (3 días)
Fuente: Elaboración Propia
“ESTUDIO COMPARATIVO DE LA RESISTENCIA A LA COMPRESION DE LOS
CONCRETOS ELABORADOS CON ADITIVOS ACELERANTE Y RETARDANTE DE
FRAGUA EN ALTITUDES CALIDAS, TEMPLADAS Y FRIAS”.
Bach. Alex Jhonatan Alva Cruz
177
Bach. Walter Fabian Beraun
UNIVERSIDAD NACIONAL HERMILIO VALDIZAN
FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL Y ARQUITECTURA
E. A. P. INGENIERIA CIVIL
FRECUENCIA: 7mo. DIA CON ADITIVO
ESFUERZO ABSOLUTO (KG/CM²)
200.00
180.00
160.00
140.00
120.00
100.00
0
1
2
3
4
MUESTRAS DE MENOR A MAYOR RESISTENCIA
Cerro De Pasco
Pucallpa
Fig. N° 31: Curva de la Evolución de la Resistencia a Compresión con aditivo (7 días)
Fuente: Elaboración Propia
FRECUENCIA: 14vo. DIA CON ADITIVO
ESFUERZO ABSOLUTO (KG/CM²)
220.00
200.00
180.00
160.00
140.00
0
1
2
3
4
MUESTRAS DE MENOR A MAYOR RESISTENCIA
Cerro De Pasco
Pucallpa
Fig. N° 32: Curva de la Evolución de la Resistencia a Compresión con aditivo (14 días)
Fuente: Elaboración Propia
“ESTUDIO COMPARATIVO DE LA RESISTENCIA A LA COMPRESION DE LOS
CONCRETOS ELABORADOS CON ADITIVOS ACELERANTE Y RETARDANTE DE
FRAGUA EN ALTITUDES CALIDAS, TEMPLADAS Y FRIAS”.
Bach. Alex Jhonatan Alva Cruz
178
Bach. Walter Fabian Beraun
UNIVERSIDAD NACIONAL HERMILIO VALDIZAN
FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL Y ARQUITECTURA
E. A. P. INGENIERIA CIVIL
FRECUENCIA: 28vo. DIA CON ADITIVO
ESFUERZO ABSOLUTO (KG/CM²)
240.00
220.00
200.00
0
1
2
3
4
MUESTRAS DE MENOR A MAYOR RESISTENCIA
Cerro De Pasco
Pucallpa
Fig. N° 33: Curva de la Evolución de la Resistencia a Compresión con aditivo (28 días)
Fuente: Elaboración Propia.
4.1.5.
Evolución de la resistencia en los diferentes lugares
donde se han elaborado el concreto.
A continuación se expresan gráficamente la resistencia en cada lugar;
expresando en cada una de ellas los límites máximos, mínimos y promedio
de la resistencia por cada día de prueba:
“ESTUDIO COMPARATIVO DE LA RESISTENCIA A LA COMPRESION DE LOS
CONCRETOS ELABORADOS CON ADITIVOS ACELERANTE Y RETARDANTE DE
FRAGUA EN ALTITUDES CALIDAS, TEMPLADAS Y FRIAS”.
Bach. Alex Jhonatan Alva Cruz
179
Bach. Walter Fabian Beraun
UNIVERSIDAD NACIONAL HERMILIO VALDIZAN
FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL Y ARQUITECTURA
E. A. P. INGENIERIA CIVIL
RESISTENCIA DEL CONCRETO EN CERRO DE PASCO SIN ADITIVO
ESFUERZO ABSOLUTO (KG/CM²)
220
206.42
200
183.86
180
160
139
140
120
100
69.98
80
60
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
26
28
30
EDAD DEL ENSAYO EN DIAS
Cerro de Pasco Sin Aditivo
Valor Promedio
Fig. N° 34: Resistencia del concreto elaborado en Cerro de Pasco sin aditivo
Fuente: Elaboración Propia
RESISTENCIA DEL CONCRETO EN HUANUCO SIN ADITIVO
ESFUERZO ABSOLUTO (KG/CM²)
240
214.46
220
194.08
200
180
160
135.17
140
120
100
73.26
80
60
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
26
28
30
EDAD DEL ENSAYO EN DIAS
Huánuco
Valor Promedio
Fig. N° 35: Resistencia del concreto elaborado en Huánuco sin aditivo
Fuente: Elaboración Propia
“ESTUDIO COMPARATIVO DE LA RESISTENCIA A LA COMPRESION DE LOS
CONCRETOS ELABORADOS CON ADITIVOS ACELERANTE Y RETARDANTE DE
FRAGUA EN ALTITUDES CALIDAS, TEMPLADAS Y FRIAS”.
Bach. Alex Jhonatan Alva Cruz
180
Bach. Walter Fabian Beraun
UNIVERSIDAD NACIONAL HERMILIO VALDIZAN
FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL Y ARQUITECTURA
E. A. P. INGENIERIA CIVIL
RESISTENCIA DEL CONCRETO EN PUCALLPA SIN ADITIVO
ESFUERZO ABSOLUTO (KG/CM²)
220
198.42
200
180
158.31
160
140
118.51
120
100
78.56
80
60
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
26
28
30
EDAD DEL ENSAYO EN DIAS
Pucallpa Sin Aditivo
Valor Promedio
Fig. N° 36: Resistencia del concreto elaborado en Pucallpa sin aditivo
Fuente: Elaboración Propia
4.1.6.
Evolución de la resistencia en los diferentes lugares
donde se han elaborado el concreto con aditivo.
RESISTENCIA PROMEDIO EN CERRO DE PASCO CON ADITIVO
ESFUERZO ABSOLUTO (KG/CM²)
240.00
218.73
220.00
194.66
200.00
180.62
180.00
160.00
140.00
120.00
104.12
100.00
80.00
60.00
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
26
28
30
EDAD DEL ENSAYO EN DIAS
Valor Promedio
Cerro de Pasco Con Aditivo
Fig. N° 37: Resistencia del concreto elaborado en Cerro de Pasco con aditivo
Fuente: Elaboración Propia
“ESTUDIO COMPARATIVO DE LA RESISTENCIA A LA COMPRESION DE LOS
CONCRETOS ELABORADOS CON ADITIVOS ACELERANTE Y RETARDANTE DE
FRAGUA EN ALTITUDES CALIDAS, TEMPLADAS Y FRIAS”.
Bach. Alex Jhonatan Alva Cruz
181
Bach. Walter Fabian Beraun
UNIVERSIDAD NACIONAL HERMILIO VALDIZAN
FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL Y ARQUITECTURA
E. A. P. INGENIERIA CIVIL
RESISTENCIA DEL CONCRETO EN PUCALLPA CON ADITIVO
ESFUERZO ABSOLUTO (KG/CM²)
240.00
214.80
220.00
200.00
180.00
155.02
160.00
140.00
112.98
120.00
100.00
68.28
80.00
60.00
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
26
28
30
EDAD DEL ENSAYO EN DIAS
Valor Promedio
Pucallpa Con Aditivo
Fig. N° 38: Resistencia del concreto elaborado en Pucallpa con aditivo
Fuente: Elaboración Propia
4.1.7.
Gráfico comparativo de la resistencia del concreto
elaborado en los diferentes lugares sin aditivo.
Se percibe que el grafico de resistencia del concreto
trabajado con cemento andino tiene mayor desarrollo en
comparación de los demás gráficos, debido a que posee un
valor más alto.
Resumen de Promedios:
RESISTENCIA PROMEDIO EN DIFERENTES EDADES SIN ADITIVO
LUGAR
3 días
7 días
14 días
28 días
Cerro De Pasco 69.98Kg/cm² 139.00 Kg/cm² 183.86 Kg/cm² 206.42 Kg/cm²
Huánuco
73.26 Kg/cm² 135.17 Kg/cm² 194.08 Kg/cm² 214.46 Kg/cm²
Pucallpa
78.56 Kg/cm² 118.51 Kg/cm² 158.31 Kg/cm² 198.42 Kg/cm²
Tabla N° 49: Resistencia promedio de todas las marcas en diferentes edades
Fuente; Elaboración Propia
“ESTUDIO COMPARATIVO DE LA RESISTENCIA A LA COMPRESION DE LOS
CONCRETOS ELABORADOS CON ADITIVOS ACELERANTE Y RETARDANTE DE
FRAGUA EN ALTITUDES CALIDAS, TEMPLADAS Y FRIAS”.
Bach. Alex Jhonatan Alva Cruz
182
Bach. Walter Fabian Beraun
UNIVERSIDAD NACIONAL HERMILIO VALDIZAN
FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL Y ARQUITECTURA
E. A. P. INGENIERIA CIVIL
RESISTENCIA DE LAS DIFERENTES ZONAS SIN ADITIVO
ESFUERZO ABSOLUTO (KG/CM²)
240
210.00
220
189.00
200
180
160
136.50
140
120
100
84.00
80
60
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
26
28
30
EDAD DEL ENSAYO EN DIAS
Cerro De Pasco
Huánuco
Pucallpa
Valor Promedio
Fig. N° 39: Resistencia del concreto en los diferentes lugares
Fuente: Elaboración Propia
4.1.8.
Gráfico comparativo de la resistencia del concreto
elaborado en los diferentes lugares con aditivo
Se percibe que el grafico de resistencia del concreto fabricado
con cemento andino tiene mayor desarrollo en comparación de
los demás gráficos, debido a que posee un valor más alto.
Resumen de Promedios:
RESISTENCIA PROMEDIO EN DIFERENTES EDADES CON ADITIVO
LUGAR
3 días
7 días
14 días
28 días
Cerro De Pasco 69.98Kg/cm² 139.00 Kg/cm² 183.86 Kg/cm² 206.42 Kg/cm²
Pucallpa
78.56 Kg/cm² 118.51 Kg/cm² 158.31 Kg/cm² 198.42 Kg/cm²
Tabla N° 50: Resistencia promedio de todas las marcas en diferentes edades
Fuente; Elaboración Propia
“ESTUDIO COMPARATIVO DE LA RESISTENCIA A LA COMPRESION DE LOS
CONCRETOS ELABORADOS CON ADITIVOS ACELERANTE Y RETARDANTE DE
FRAGUA EN ALTITUDES CALIDAS, TEMPLADAS Y FRIAS”.
Bach. Alex Jhonatan Alva Cruz
183
Bach. Walter Fabian Beraun
UNIVERSIDAD NACIONAL HERMILIO VALDIZAN
FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL Y ARQUITECTURA
E. A. P. INGENIERIA CIVIL
RESISTENCIA PROMEDIO EN DIFERENTES EDADES CON ADITIVO
ESFUERZO ABSOLUTO (KG/CM²)
240.00
210.00
220.00
189.00
200.00
180.00
160.00
136.50
140.00
120.00
100.00
84.00
80.00
60.00
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
26
28
30
EDAD DEL ENSAYO EN DIAS
Cerro De Pasco
Pucallpa
Valor Promedio
Fig. N° 40: Resistencia del concreto en los diferentes lugares
Fuente: Elaboración Propia.
4.1.9.
Gráfico comparativo de la resistencia del concreto con y
sin aditivo elaborado en los diferentes lugares.
Se percibe en los gráficos que la resistencia del concreto
trabajado con aditivo de fragua desarrolla mayor resistencia
que lo esperado en todos los días donde se realizaron los
ensayos, mientras que el concreto sin aditivo es menor que
lo esperado.
“ESTUDIO COMPARATIVO DE LA RESISTENCIA A LA COMPRESION DE LOS
CONCRETOS ELABORADOS CON ADITIVOS ACELERANTE Y RETARDANTE DE
FRAGUA EN ALTITUDES CALIDAS, TEMPLADAS Y FRIAS”.
Bach. Alex Jhonatan Alva Cruz
184
Bach. Walter Fabian Beraun
UNIVERSIDAD NACIONAL HERMILIO VALDIZAN
FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL Y ARQUITECTURA
E. A. P. INGENIERIA CIVIL
•
Cerro de Pasco
Esperada
(kg/cm²)
(%)
84.00
40%
136.50
65%
189.00
90%
210.00
100%
3 días
7 días
14 días
28 días
Sin Aditivo
(kg/cm²)
(%)
69.98
33.32%
139.00
66.19%
183.86
87.55%
206.42
98.29%
Con Aditivo Acelerante
(kg/cm²)
(%)
104.12
49.58%
180.62
86.01%
194.66
92.69%
218.73
104.16%
3 días
7 días
14 días
104.16%
98.29%
100%
92.69%
87.55%
90%
86.01%
66.19%
65%
49.58%
240.00
210.00
180.00
150.00
120.00
90.00
60.00
30.00
0.00
33.32%
COMPARACION DE RESISTENCIA PROMEDIA EN
DIFERENRES EDADES (Cerro De Pasco)
40%
ESFUERZO ABSOLUTO (KG/CM²)
Tabla N° 51: Resistencia promedio con y sin aditivo “Cerro de Pasco”
Fuente: Elaboración Propia.
28 días
EDAD DEL ENSAYO
Esperada
Sin Aditivo
Con Aditivo Acelerante
Fig. N° 41: Resistencia del concreto con y sin aditivo “Cerro de Pasco”.
Fuente: Elaboración Propia
“ESTUDIO COMPARATIVO DE LA RESISTENCIA A LA COMPRESION DE LOS
CONCRETOS ELABORADOS CON ADITIVOS ACELERANTE Y RETARDANTE DE
FRAGUA EN ALTITUDES CALIDAS, TEMPLADAS Y FRIAS”.
Bach. Alex Jhonatan Alva Cruz
185
Bach. Walter Fabian Beraun
UNIVERSIDAD NACIONAL HERMILIO VALDIZAN
FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL Y ARQUITECTURA
E. A. P. INGENIERIA CIVIL
ESFUERZO ABSOLUTO (KG/CM²)
COMPARACION DE RESISTENCIA PROMEDIA EN
DIFERENRES EDADES (Cerro De Pasco)
240
220
200
180
160
140
120
100
80
60
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
26
28
30
EDAD DEL ENSAYO EN DIAS
Cerro de Pasco Sin Aditivo
Valor Promedio
Cerro de Pasco Con Aditivo
Fig. N° 42: Gráfico de la Resistencia del concreto con y sin aditivo “Cerro de Pasco”.
Fuente: Elaboración Propia
•
3 días
7 días
14 días
28 días
Huánuco
Esperada
(kg/cm²)
(%)
84.00
40%
136.50
65%
189.00
90%
210.00
100%
Sin Aditivo
(kg/cm²)
(%)
73.26
34.89%
135.17
64.37%
194.08
92.42%
214.46
102.12%
Tabla N° 52: Resistencia promedio con y sin aditivo “Huánuco”
Fuente: Elaboración Propia.
“ESTUDIO COMPARATIVO DE LA RESISTENCIA A LA COMPRESION DE LOS
CONCRETOS ELABORADOS CON ADITIVOS ACELERANTE Y RETARDANTE DE
FRAGUA EN ALTITUDES CALIDAS, TEMPLADAS Y FRIAS”.
Bach. Alex Jhonatan Alva Cruz
186
Bach. Walter Fabian Beraun
UNIVERSIDAD NACIONAL HERMILIO VALDIZAN
3 días
7 días
14 días
102.12%
92.42%
90%
64.37%
65%
34.89%
240.00
210.00
180.00
150.00
120.00
90.00
60.00
30.00
0.00
100%
COMPARACION DE RESISTENCIA PROMEDIA EN
DIFERENRES EDADES (Huánuco)
40%
ESFUERZO ABSOLUTO (KG/CM²)
FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL Y ARQUITECTURA
E. A. P. INGENIERIA CIVIL
28 días
EDAD DEL ENSAYO
Sin Aditivo
Esperada
Fig. N° 43: Resistencia del concreto con y sin aditivo “Huánuco”.
Fuente: Elaboración Propia
ESFUERZO ABSOLUTO (KG/CM²)
COMPARACION DE RESISTENCIA PROMEDIA EN
DIFERENRES EDADES (Huánuco)
240
220
200
180
160
140
120
100
80
60
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
26
28
30
EDAD DEL ENSAYO EN DIAS
Huánuco
Valor Promedio
Fig. N° 44: Gráfico de la Resistencia del concreto sin aditivo “Huánuco”.
Fuente: Elaboración Propia
“ESTUDIO COMPARATIVO DE LA RESISTENCIA A LA COMPRESION DE LOS
CONCRETOS ELABORADOS CON ADITIVOS ACELERANTE Y RETARDANTE DE
FRAGUA EN ALTITUDES CALIDAS, TEMPLADAS Y FRIAS”.
Bach. Alex Jhonatan Alva Cruz
187
Bach. Walter Fabian Beraun
UNIVERSIDAD NACIONAL HERMILIO VALDIZAN
FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL Y ARQUITECTURA
E. A. P. INGENIERIA CIVIL
•
Pucallpa
Esperada
(kg/cm²)
(%)
84.00
40%
136.50
65%
189.00
90%
210.00
100%
3 días
7 días
14 días
28 días
Sin Aditivo
Con Aditivo Retardante
(kg/cm²)
(%)
(kg/cm²)
(%)
78.56
37.41%
68.28
32.52%
118.51
56.43%
112.98
53.80%
158.31
75.39%
155.02
73.82%
198.42
94.49%
214.80
102.29%
3 días
7 días
14 días
102.29%
94.49%
100%
73.82%
75.39%
90%
53.80%
56.43%
65%
32.52%
240.00
210.00
180.00
150.00
120.00
90.00
60.00
30.00
0.00
37.41%
COMPARACION DE RESISTENCIA PROMEDIA EN
DIFERENTES EDADES (Pucallpa)
40%
ESFUERZO ABSOLUTO (KG/CM²)
Tabla N° 53: Resistencia promedio con y sin aditivo “Pucallpa”
Fuente: Elaboración Propia.
28 días
EDAD DEL ENSAYO
Esperada
Sin Aditivo
Con Aditivo Retardante
Fig. N° 45: Resistencia del concreto con y sin aditivo “Pucallpa”.
Fuente: Elaboración Propia
“ESTUDIO COMPARATIVO DE LA RESISTENCIA A LA COMPRESION DE LOS
CONCRETOS ELABORADOS CON ADITIVOS ACELERANTE Y RETARDANTE DE
FRAGUA EN ALTITUDES CALIDAS, TEMPLADAS Y FRIAS”.
Bach. Alex Jhonatan Alva Cruz
188
Bach. Walter Fabian Beraun
UNIVERSIDAD NACIONAL HERMILIO VALDIZAN
FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL Y ARQUITECTURA
E. A. P. INGENIERIA CIVIL
ESFUERZO ABSOLUTO (KG/CM²)
COMPARACION DE RESISTENCIA PROMEDIA EN
DIFERENRES EDADES (Pucallpa)
240
220
200
180
160
140
120
100
80
60
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
26
28
30
EDAD DEL ENSAYO EN DIAS
Pucallpa Sin Aditivo
Valor Promedio
Pucallpa Con Aditivo
Fig. N° 46: Gráfico de la Resistencia del concreto con y sin aditivo “Cerro de Pasco”.
Fuente: Elaboración Propia
4.1.10.
Gráfico comparativo de la resistencia del concreto con
y sin aditivo elaborado en los diferentes lugares.
Se observa en el gráficos que la resistencia del concreto elaborado con
aditivo desarrollo mayor resistencia que la esperada en todos los lugares de
estudio observándose una variación mayor en los primeros 14 días y mientras
cumple los 28 días se va acercándose a lo esperado.
Esperada
Sin Aditivo
Con Aditivo Acelerante
49.58%
∆
(kg/c
m²)
20.12
9.58%
180.62
86.01%
44.12
21.01%
-2.45%
194.66
92.69%
5.66
2.69%
-1.71%
218.73
104.16%
8.73
4.16%
(kg/cm²)
(%)
(kg/cm²)
(%)
∆
(kg/cm²)
∆ (%)
(kg/cm²)
(%)
3 días
84.00
40%
69.98
33.32%
-14.02
-6.68%
104.12
7 días
136.50
65%
139.00
66.19%
2.50
1.19%
14 días
189.00
90%
183.86
87.55%
-5.14
28 días
210.00
100%
206.42
98.29%
-3.58
∆ (%)
“ESTUDIO COMPARATIVO DE LA RESISTENCIA A LA COMPRESION DE LOS
CONCRETOS ELABORADOS CON ADITIVOS ACELERANTE Y RETARDANTE DE
FRAGUA EN ALTITUDES CALIDAS, TEMPLADAS Y FRIAS”.
Bach. Alex Jhonatan Alva Cruz
189
Bach. Walter Fabian Beraun
UNIVERSIDAD NACIONAL HERMILIO VALDIZAN
FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL Y ARQUITECTURA
E. A. P. INGENIERIA CIVIL
Esperada
Sin Aditivo
∆
(kg/cm²)
∆ (%)
34.89%
-10.74
-5.11%
135.17
64.37%
-1.33
-0.63%
90%
194.08
92.42%
5.08
2.42%
100%
214.46 102.12%
4.46
2.12%
(kg/cm²)
(%)
3 días
84.00
40%
73.26
7 días
136.50
65%
14 días
189.00
28 días
210.00
Esperada
(kg/cm²) (%)
Sin Aditivo
Con Aditivo Retardante
∆
(kg/cm²)
(kg/cm²)
(%)
(kg/cm²)
(%)
∆
(kg/cm²)
∆ (%)
(kg/cm²)
3 días
84.00
40%
78.56
37.41%
-5.44
-2.59%
68.28
32.52% -15.72
-7.48%
7 días
136.50
65%
118.51 56.43%
-17.99
-8.57%
112.98 53.80% -23.52
-11.20%
14 días 189.00
90%
158.31 75.39%
-30.69
-14.61% 155.02 73.82% -33.98
-16.18%
(%)
∆ (%)
28 días 210.00 100% 198.42 94.49% -11.58 -5.51% 214.80 102.29% 4.80
2.29%
Tabla N° 58: Variación de la Resistencia promedio con y sin aditivo en los diferentes
lugares.
Fuente; Elaboración Propia.
COMPARACION DE LAS RESISTENCIAS PROMEDIA DEL
CONCRETO EN DIFERENTES EDADES.
240
ESFUERZO ABSOLUTO (KG/CM²)
220
200
180
160
Cerro De Pasco Sin Aditivo
Cerro De Pasco con Aditivo
Huánuco
Pucallpa Sin Aditivo
Pucallpa Con Aditivo
Valor Promedio
140
120
100
80
60
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
26
28
30
EDAD DEL ENSAYO EN DIAS
Fig. N° 47: Resistencia del concreto con y sin aditivo en los diferentes lugares.
Fuente: Elaboración Propia.
“ESTUDIO COMPARATIVO DE LA RESISTENCIA A LA COMPRESION DE LOS
CONCRETOS ELABORADOS CON ADITIVOS ACELERANTE Y RETARDANTE DE
FRAGUA EN ALTITUDES CALIDAS, TEMPLADAS Y FRIAS”.
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5. CONCLUSIONES
1. Para realizar el estudio comparativo de la resistencia a la
compresión de los concretos elaborado con aditivo acelerante y
retardante de
fragua, se procedió a realizar un gráfico de
comparación mediante los resultados de los ensayos de rotura de
las probetas cilíndricas en los periodos en los que se realizó los
ensayos fueron 3, 7, 14 y 28 días, ya que se utilizó la misma
relación de agua - cemento para las muestras de concreto, es
decir, sin aditivos, con aditivo retardante y con aditivo acelerante.
Con esto, en investigaciones futuras sugerimos variar la cantidad
de aditivo bajo una misma relación agua–cemento para encontrar
la cantidad óptima de aditivo a una edad de 28 días o en su defecto,
para evaluar el poder reductor de agua del aditivo en cuestión y por
ende todas las demás características afines con la reducción de
agua, controlando otros parámetros, como tiempo de fraguado y
evolución de resistencias en particular.
2. La propiedad que con mayor frecuencia se hace referencia es la
resistencia a la compresión, debido a que es muy fácil evaluar y en
la mayoría de los casos es suficiente para garantizar un buen
comportamiento estructural. Sin embargo, no hay que olvidar que
existen otras propiedades que deben ser controladas para mejorar
la eficiencia de los procesos constructivos y aumentar su vida útil.
“ESTUDIO COMPARATIVO DE LA RESISTENCIA A LA COMPRESION DE LOS
CONCRETOS ELABORADOS CON ADITIVOS ACELERANTE Y RETARDANTE DE FRAGUA
EN ALTITUDES CALIDAS, TEMPLADAS Y FRIAS”.
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3. La dosificación de los aditivos debe hacerse siguiendo las
instrucciones de los fabricantes, pues utilizados en cantidades
menores o mayores a las recomendadas no producen los efectos
deseados sobre la resistencia del concreto.
4. El período de curado de los elementos de concreto debe ser de por
lo menos 7 días a una temperatura mínima de 10°C y máxima de
32°C.
5. Las particulares condiciones del clima imperante en las zonas del
proyecto de investigación, obliga a investigar las reales condiciones
de operación y manipuleo de los insumos componentes del
concreto, a través de ensayos de laboratorio ya que conocer los
tiempos de fraguado inicial y final, es importante porque así se
puede estimar el tiempo disponible para mezclar, transportar,
colocar, vibrar y afinar concreto en obra, así como para curarlo y
colocarlo en servicio.
6. Los resultados de resistencia obtenidos por medio de ensayos
realizados en el concreto evolucionan de manera distinta según la
zona que se analice, específicamente se observa que en una zona
fría y templada los primeros días van casi iguales con el valor
promedio dado luego en la zona fría se ve como la resistencia se
va perdiendo con respecto a la resistencia de la zona templada y
“ESTUDIO COMPARATIVO DE LA RESISTENCIA A LA COMPRESION DE LOS
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en la zona cálida la resistencia va lento con respecto a los dos
mencionados, en cambio con los aditivos se pudo observar que si
llegaron a la resistencia requerida a los 28 días.
RESISTENCIA PROMEDIO EN DIFERENTES EDADES SIN ADITIVO
LUGAR
3 días
7 días
14 días
28 días
Cerro De Pasco 69.98Kg/cm² 139.00 Kg/cm² 183.86 Kg/cm² 206.42 Kg/cm²
Huánuco
73.26 Kg/cm² 135.17 Kg/cm² 194.08 Kg/cm² 214.46 Kg/cm²
Pucallpa
78.56 Kg/cm² 118.51 Kg/cm² 158.31 Kg/cm² 198.42 Kg/cm²
RESISTENCIA PROMEDIO EN DIFERENTES EDADES CON ADITIVO
LUGAR
3 días
7 días
14 días
28 días
Cerro De Pasco 69.98Kg/cm² 139.00 Kg/cm² 183.86 Kg/cm² 206.42 Kg/cm²
Pucallpa
78.56 Kg/cm² 118.51 Kg/cm² 158.31 Kg/cm² 198.42 Kg/cm²
Tabla N° 59: Resistencia promedio con y sin aditivo en los diferentes lugares.
7. Por los resultados obtenidos en este proyecto de investigación y por
lo sustentando anteriormente; en el momento que se va a elegir en
utilizar un aditivo acelerante de fragua, cuando se tiene
condiciones particulares de clima imperante en la zona donde se
realizara su proyecto, es importante tener el conocimiento de cómo
se comportara el concreto con la adhesión de un aditivo
acelerante de fragua y que esta cumpla con las condiciones
óptimas de su diseño inicial, de ahí que el ingeniero responsable
sabrá lograr sacar lo mejor de cada concreto. En cuanto a la
dosificación
de los
aditivos
debe
hacerse
siguiendo las
instrucciones de los fabricantes, pues utilizados en cantidades
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menores o mayores a las recomendadas no producen los efectos
deseados sobre la resistencia del concreto.
8. Las pruebas en el concreto fresco se realizaron de forma correcta;
todas las herramientas requeridas estaban en perfecto estado.
Luego de ello se elaboraron las probetas y cuando esta actividad
se dio por finalizada, incluimos los aditivos según lo indicado en los
lugares a ensayar se observó que los resultados de las probetas de
concreto con aditivos fueron más eficientes que las probetas sin
aditivo.
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6.
RECOMENDACIONES.
1. La elección de un determinado aditivo acelerante y retardante es
un proceso muy importante en el que deben considerarse muchos
más aspectos que la simple comparación del costo unitario de los
aditivos. Según la aplicación, a la hora de seleccionar un
determinado aditivo, debe tenerse en cuenta la influencia del
mismo en los siguientes aspectos: incremento de la trabajabilidad,
capacidad reductora de agua, mantenimiento de la trabajabilidad
en el tiempo, desarrollo de resistencia temprana, retraso de
fraguado, desarrollo de resistencia a largo plazo, incorporación de
aire, presencia de otros aditivos químicos.
2. Es importante tener presente que las dosis excesivas de cemento
no conducen a la mejoría del hormigón, sino al empeoramiento de
las propiedades físico-mecánicas de éste. En particular, la
resistencia a compresión disminuye a medida que aumenta el
contenido de cemento, para una relación agua/cemento
constante. Es decir, cuanto mayor es el volumen de pasta y, por
lo tanto, menor el de áridos, más se reduce la resistencia.
3. En el diseño de mezclas no se debe olvidar que la durabilidad es
un requisito tan importante como la resistencia y trabajabilidad, de
manera que se tomaran las medidas necesarias, en función del
tipo de ambiente al que vaya a estar expuesto el hormigón, para
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que el periodo de vida útil sea el establecido.
4. El uso de aditivos abre un mundo de posibilidades en las
aplicaciones del hormigón, por lo que, ahora y cada vez más, son
una buena opción a considerar en cada caso concreto del proceso
de dosificación de mezclas.
5. Las pruebas realizadas en este estudio se elaboraron con
agregados de la región, por lo que es muy importante realizar un
estudio para completar la regionalización de los agregados por
sus características físicas y mecánicas.
6. Es de vital importancia tener conocimiento de la temperatura
húmeda relativa y aplicar el curado que se más conveniente
dependiendo de las condiciones climáticas, ya que estas afectan
de manera directa la contracción.
7. Para poder realizar las pruebas de laboratorio es necesario
apegarse a las normas y procesos vigentes en todas y cada una
de las mezclas para lograr resultados óptimos y tener un criterio
más certero al elegir una dosificación.
8. Es necesario crear conciencia en la responsabilidad que tiene el
diseñador en promover el uso de aditivos, el constructor de
conocerlos y el proveedor de actualizarse y tenerlos disponibles.
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7. LINEAS DE INVESTIGACION.
1. Realizar ensayos que cumple con los lineamientos de diseño
Experimental; descriptiva; analítica sobre esta tesis.
2. La evolución de la resistencia del concreto depende también de
la temperatura del entorno, evolucionando más rápidamente cuanto
mayor es la temperatura, pues la temperatura actúa como
catalizador de las reacciones de hidratación del cemento. Por lo que
3. Brindar facilidades a los estudiantes de último ciclo y
profesionales de la carrera a seguir una línea de investigación de
tesis basada en estudios comparativos de resistencia con diferentes
aditivos.
4. Diseñar y ensayar probetas cilíndricas con el diseño de mezclas
incorporando los aditivos acelerante y retardante planteados en
esta tesis (f’c=210 kg/cm2) y realizar los ensayos a los 3, 7, 14 y 28
días.
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Concreto Estructural (ACI 318S-08) y Comentario. MichiganEE.UU. American Concrete Institute.
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Concreto. Puno-Perú. UNA/FICA/EPIC.
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Concreto. Lima-Perú. Capitulo Peruano ACI.
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Concreto Armado. Lima-Perú. PUCP.
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IONAL
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FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y
ARQUITECTURA
ESCUELA ACADÉMICA PROFESIONAL
DE INGENIERÍA CIVILO IZ
PLAN DE TESIS
“ESTUDIO COMPARATIVO DE LA RESISTENCIA A LA
COMPRESION DE LOS CONCRETOS ELABORADOS CON
ADITIVOS ACELERANTE Y RETARDANTE DE FRAGUA EN
ALTITUDES CALIDAS, TEMPLADAS Y FRIAS”.
✓ FABIAN BERAUN, Walter
✓ ALVA CRUZ, Alex J.
HUÁNUCO - PERÚ
2017
PLAN DE TESIS
2017
PLAN DE TESIS
2017
INDICE
1.
GENERALIDADES ...................................................................................................3
Título de la investigación .....................................................................................3
Tesista: ...................................................................................................................3
Asesor ....................................................................................................................3
Fecha de inicio y fecha probable de término ....................................................3
Resumen ................................................................................................................3
Summary ................................................................................................................4
2.
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ...................................................................... 4
2.1
Antecedentes y fundamentación del problema ................................................4
2.1.1
Antecedentes.....................................................................................................4
2.1.1.1
Antecedentes internacionales .........................................................................4
2.1.1.2
Antecedentes nacionales .................................................................................5
2.1.1.3
Antecedentes Regionales ................................................................................6
2.1.2
Fundamentación del problema .......................................................................7
2.2
2.2.1
2.3
Formulación del problema ...................................................................................7
Problema general..............................................................................................7
Objetivos: general y específicos .........................................................................8
2.3.1
Objetivo general ................................................................................................8
2.3.2
Objetivos específicos .......................................................................................8
2.4.1
Justificación .......................................................................................................8
2.4.2
Importancia ........................................................................................................9
PLAN DE TESIS
2.5
3.
2017
Limitaciones ...........................................................................................................9
MARCO TEORICO....................................................................................................... 9
3.1
Conceptos fundamentales ...................................................................................9
3.1.1
Concreto .............................................................................................................9
3.1.2
Aditivo ................................................................................................................... 10
3.1.3
Cemento ...........................................................................................................11
3.1.4
Resistencia a la Compresión ........................................................................12
3.2
Marco situacional ................................................................................................12
3.3
Definición de términos básicos .........................................................................13
3.3.1
Estudio..............................................................................................................13
3.3.2
Comparativo ....................................................................................................13
3.3.3
Resistencia a la Compresión ........................................................................14
3.3.4
Aditivo Acelerante de Fragua ........................................................................14
3.4
HIPOTESIS, VARIABLES, INDICADORES Y DEFINICIONES
OPERACIONALES ....................................................................................................... 14
3.4.1
Hipótesis: general y específico .....................................................................14
3.4.1.1
Hipótesis general ............................................................................................14
3.4.2
Sistema de variables- dimensiones e indicadores .....................................15
3.4.2.1
Variable independiente ..................................................................................15
3.4.2.2
Variable dependiente .....................................................................................15
4.
MARCO METODOLOGICO ..................................................................................... 15
4.1.1
Nivel y tipo de investigación .........................................................................15
4.1.1.1
Nivel de investigación ....................................................................................15
PLAN DE TESIS
2017
4.1.1.2
Tipo de investigación.....................................................................................16
4.1.2
Diseño de investigación .................................................................................16
4.2
UNIVERSO, POBLACION Y MUESTRA ........................................................... 17
4.2.1
Determinación del universo/población ........................................................17
4.2.2
Selección de la muestra.................................................................................17
4.3
4.3.1
4.4
TECNICAS DE RECOLECCION Y TRATAMIENTO DE DATOS...............18
Ensayos de Laboratorio .................................................................................18
ASPECTOS ADMINISTRATIVOS Y PRESUPUESTALES ..........................18
4.4.1
Potencial humano ...........................................................................................18
4.4.2
Recursos materiales .......................................................................................18
4.4.3
Recursos financieros ......................................................................................19
4.4.4
Cronograma de acciones...............................................................................19
PLAN DE TESIS
1.
2017
GENERALIDADES
Título de la investigación:
“ESTUDIO
COMPARATIVO
COMPRESION
DE
LOS
DE
LA
RESISTENCIA
CONCRETOS
A
ELABORADOS
LA
CON
ADITIVOS ACELERANTE Y RETARDANTE DE FRAGUA EN
ALTITUDES CALIDAS, TEMPLADAS Y FRIAS”.
Tesista:
✓ Bach. Ing. Walter Fabián Beraún.
✓ Bach. Ing. Alex Jhonatan Alva Cruz.
Asesor:
Ing. Jorge Zevallos Huaranga.
Fecha de inicio y fecha probable de término:
Marzo – Agosto
Resumen
Este proyecto de investigación se realizó con el fin de comparar la
resistencia a la compresión de los concretos elaborados en altitudes
cálidas templadas y frías, con el fin de comparar la resistencia a la
compresión de los concretos elaborados con cemento tipo I,
PLAN DE TESIS
2017
permitiendo establecer su comportamiento al modificarlos con aditivos
acelerantes y retardantes de fragua, para lograr una mezcla de
concreto de 4000 psi.
Summary
This research project was carried out with the purpose of comparing the
compressive strength of the concretes made in warm and cold warm
altitudes, in order to compare the compression resistance of the concretes
made with type I cement, allowing to establish their behavior by modifying
them with accelerating and retarding additives, to achieve a concrete mix
of 4000 psi.
PLAN DE TESIS
2.
2017
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
2.1
Antecedentes y fundamentación del problema
2.1.1 Antecedentes
2.1.1.1 Antecedentes internacionales
Estudio
comparativo de la resistencia
a la compresión de los
concretos elaborados con cementos Tipo I y tipo III, modificados con
aditivos acelerante y retardante de fragua. Castellón Corrales,
Harold y de la Ossa Arias, Karen. Cartagena, Noviembre 2013
CONCLUSIÓNES:
Este proyecto de investigación se realizó con el fin de comparar la
resistencia a la compresión de los concretos elaborados con
cementos tipo I y tipo III, permitiendo establecer su comportamiento al
modificarlos con aditivos acelerante y retardante de fragua, para
lograr una mezcla de concreto de 4000 psi. Para dicho fin, primero
se reunieron los materiales a utilizar, entre ellos los agregados,
cementos, y aditivos, se realizó el diseño de mezcla, se les hicieron
los ensayos a los agregados siguiendo las normas NTC 176 para
agregados Gruesos y NTC 236 para agregados finos, se siguió con
la elaboración de las mezclas, haciendo las pruebas de asentamiento
al concreto tal como lo explica la norma NTC 396, luego se le realizó
PLAN DE TESIS
2017
el ensayo de resistencia a la compresión a los diferentes concretos
elaborados, y comparamos los resultados por medio de la norma
NSR 10 con los esperados.
2.1.1.2 Antecedentes nacionales
Relación de la resistencia a la compresión de cilindros de concreto a
edades de 3, 7, 14, 28 y 56 días respecto a la resistencia a la
compresión de cilindros de concreto a edad de 28 días. Br. Sánchez
Muñoz, Fernando Lorenzo Br. Tapia Medina, Robinson David, TrujilloPerú, 2015.
CONCLUSIONES:
Para llegar a cumplir con este objetivo, se tomó como material de esta
investigación las probetas cilíndricas, cuyas dimensiones son de 15
cm. x 30 cm. Se llevó a cabo la mezcla de los concreto utilizando 3
tipos
de
cementos comercializados
en
el
medio
(cementos
Pacasmayo): Cemento portland Tipo Ico, Cemento portland Tipo V y
Cemento portland Tipo Ms. Se efectuó tres (3) muestras de probetas o
testigos de concreto a diferentes relaciones de agua-cemento en las
cuales se ensayaron a las edades de 3, 7, 14, 28 y 56 días. Se llevó
diferentes diseños de mezcla de concreto para cada tipo de cemento
portland, ya que cada uno presenta diferentes condiciones químicas y
PLAN DE TESIS
2017
físicas, pero manteniendo la misma relación de agua-cemento y
conservando un Slump constante para cada tipo de concreto (Slump:
3” – 4”).
2.1.1.3
Antecedentes Regionales
Desempeño del concreto elaborado con la marca comercial del
cemento portland Tipo I con aditivos en altitudes cálidas,
templadas y frías.
CONCLUSIONES:
El presente trabajo tiene como objeto de estudio el comportamiento del
concreto producido en la autoconstrucción. Para ello se analizaron
muestras del concreto con aditivos, fueron entregados a los
constructores con la finalidad de modificar las propiedades del
concreto. Al usar el aditivo se redujo la cantidad de agua de mezcla y,
por lo tanto, se mejoró la calidad del concreto.
Los resultados de la investigación reflejan la falta de conocimiento
técnico por parte de los maestros de obra y propietarios, quienes optan
por dar mayor importancia a la economía y no a la calidad. Pese a que
el empleo de aditivos es cada vez mayor, con el presente estudio queda
PLAN DE TESIS
2017
demostrado que su aplicación es poco frecuente en obras informales
debido a que las personas lo consideran como un gasto extra e
innecesario en el presupuesto.
2.1.2 Fundamentación del problema
En la ingeniería se presentan diversos problemas no solo en
cuanto al cálculo y diseño estructural, sino también en cuanto
al material que se usa para una construcción y que este sea el
indicado para que se alcance la durabilidad y el máximo
rendimiento en el servicio para el cual la edificación este
destinada. La intemperie y el clima es uno de los factores que
influye mucho en cuanto a la elección del material apropiado
ya que no es lo mismo construir en altitudes cálidas, templadas y
frías que es precisamente a lo que es este presente proyecto de
investigación se hará mención al tratamiento con
aditivos
acelerante y retardante de fraguado en el concreto.
Los concretos de hoy en día requieren en su composición la
incorporación de aditivos y adiciones con la finalidad de
mejorar sus propiedades mecánicas y de durabilidad. En ese
sentido el presente trabajo de investigación ha experimentado
incorporando aditivos acelerante y retardante de fragua a la
PLAN DE TESIS
2017
mezcla de concreto para obtener concretos de alta resistencia.
2.2
Formulación del problema
2.2.1 Problema general
➢ ¿De qué manera influirá el estudio comparativo en la
resistencia a la compresión de los concretos elaborados
con aditivos acelerante y retardante de fragua en altitudes
cálidas, templadas y frías?
2.3
Objetivos: general y específicos
2.3.1 Objetivo general
➢ Realizar el estudio comparativo en la resistencia a la
compresión de los concretos elaborados con aditivos
acelerante y retardante de fragua en altitudes cálidas,
templadas y frías.
2.3.2 Objetivos específicos
➢ Determinar la resistencia a la compresión de los testigos
elaborados con aditivos acelerante y retardante de fragua
en altitudes cálidas, templadas y frías.
➢ Plantear un diseño de mezcla en cada altitud para una
resistencia (f'c) determinada.
PLAN DE TESIS
2017
➢ Elaborar testigos de concreto con un mismo diseño de
mezcla para los diferentes aditivos y someterlo a ensayos.
➢ Determinar mediante un análisis comparativo la resistencia
a la compresión de los testigos de concreto elaborados
con aditivos en altitudes cálidas, templadas y frías.
2.4
Justificación e importancia
2.4.1 Justificación
➢ ¿Por qué investigar?
La intemperie y el clima es uno de los factores que influye
mucho en cuanto a la elección del material apropiado ya que no
es lo mismo construir en altitudes cálidas, templadas y frías, que
es precisamente a lo que en este presente proyecto se hará
mención al tratamiento del concreto como material principal de
una edificación.
2.4.2 Importancia
Es de gran importancia la realización de este proyecto, debido a
que se brindara un análisis comparativo de las propiedades
mecánicas del concreto elaborado con aditivos acelerante y
retardante de fragua en altitudes cálidas, templadas y frías,
preveendo el colocado, acabado y cura.
PLAN DE TESIS
2.5
2017
Limitaciones
➢ La economía es un factor importante ya que para la
realización del proyecto de investigación se realizará los
ensayos para cada uno de las probetas con aditivos.
➢ La escasa información tanta impresa como virtual referido al
tema de investigación.
3.
MARCO TEORICO
PLAN DE TESIS
2017
3.1
Conceptos fundamentales
3.1.1
Concreto
El concreto es un material durable y resistente, pero dado que se trabaja
en su forma líquida, prácticamente puede adquirir cualquier forma. El
concreto es básicamente una mezcla de dos componentes: Agregado
y pasta. La pasta, compuesta de Cemento Portland agua, une a los
agregados (arena y grava o piedra triturada) para formar una masa
semejante a una roca pues la pasta endurece debido a la reacción
química entre el cemento y el agua.
El comportamiento mecánico del concreto y su durabilidad en servicio
dependen de tres aspectos básicos:
•
Las características, composición y propiedades de la pasta
de cemento o matriz cementante, endurecida.
•
La calidad propia de los agregados.
•
La afinidad de la matriz cementante con los agregados y su
capacidad para trabajar en conjunto.
3.1.2 Aditivo
Son componentes químicos que, añadidos en pequeñas cantidades,
modifican las propiedades del concreto.
PLAN DE TESIS
2017
Un aditivo es un material diferente a los normales en la
composición del concreto, es decir es un material que se agrega
inmediatamente antes, después o durante la realización de la
mezcla con el propósito de mejorar las propiedades del concreto,
tales como resistencia, manejabilidad, fraguado, durabilidad, etc.
En la actualidad, muchos de estos productos existen en el mercado,
y los hay en estado líquido y sólido, en polvo y pasta.
3.1.3 Cemento
Masa de barro y paja, moldeada en forma de ladrillo y secada al sol,
utilizada en la construcción. En general, se denomina cemento a un
conglomerante
hidráulico que, mezclado con agregados pétreos
(árido grueso o grava, más árido fino o arena) y agua, crea una
mezcla uniforme, maleable y plástica que fragua y se endurece al
reaccionar con el agua, adquiriendo consistencia pétrea, denominado
concreto. Su uso está muy generalizado en construcción e ingeniería
civil y siendo su principal función la de aglutinante.
El cemento Portland es un aglomerante plástico hidráulico,
resultado de mezclar piedra caliza y esquisto, la cual es triturada y
luego molida en un molino de bolas. Esta mezcla se cuece en
PLAN DE TESIS
2017
hornos, a una temperatura de 1400ºC a 1600ºC, obteniéndose un
material gris oscuro llamado clinker, Se admite la adición de otros
productos siempre que su inclusión no afecte las propiedades del
cemento resultante. Todos los productos adicionales deben
ser
pulverizados conjuntamente con el clinker. Cuando el cemento
portland es mezclado con el agua, se obtiene un producto de
características plásticas con propiedades adherentes que solidifica
en algunas horas y endurece progresivamente durante un período
de varias semanas hasta adquirir su resistencia característica.
3.1.4 Resistencia a la Compresión.
Se realizan pruebas de probetas de cemento, las cuales se rompen
primero
por flexotracción
con carga
centrada
y luego
por
compresión, realizándose esta a los 3, 7, 14 y 28 días.
3.2
Marco situacional
Los lugares de estudio se ubican en las Provincias de Cerro de Pasco,
Huánuco y Pucallpa.
Cerro de Pasco es una ciudad del centro del Perú, capital de la
provincia de Pasco y el departamento homónimo. Está situada a poco
más de 4.380 m.s.n.m., en la meseta del Bombón, altiplano de la
PLAN DE TESIS
2017
cordillera de los Andes, y culminando aún a los 4.338 m.s.n.m. en el
sector de Yanacancha. Es considerada la "capital minera del Perú", por
sus yacimientos de plata, cobre, zinc y plomo.
El clima es frío de la montaña, con lluvias intensas; presenta una
oscilación térmica leve de apenas 3 grados. La temperatura promedio
anual es de 5.9 ºC y la precipitación media ronda los 1180 mm. El
verano es lluvioso con temperaturas que oscilan entre los 13 °C y 1 °C.
El invierno es relativamente seco; las lluvias son escasas y las nevadas
esporádicas. En la estación invernal las temperaturas fluctúan entre los
11 °C y los −15 °C y también se presentan nevadas en cualquier época
del año. En distintos lugares cuando llueve se crea un desborde en los
drenajes, causando mucha suciedad en las calles de Pasco.
La ciudad de Huánuco se ubica en el departamento de Huánuco, en
el valle formado por el río Huallaga a los 1800 m.s.n.m. Está en la tierra
templada o yungas de la vertiente oriental de los Andes centrales.
Con una temperatura promedio de 24 °C, llamado por propios y
visitantes como “La ciudad del mejor clima del mundo", es tan
agradable y benigno su clima que el sol brilla todo el año, en un cielo
limpio con un resplandeciente celeste intenso. Su temperatura más
baja es en el invierno, es decir en los meses de julio y agosto (21 °C
PLAN DE TESIS
2017
en el día y 17 °C en las noches) y la temperatura más alta es en la
primavera, en los meses de noviembre y diciembre (30 °C en el día).
Cruzan la ciudad el imponente río Huallaga y el río Higueras con sus
limpias aguas, en cuya travesía se pueden apreciar hermosos paisajes
de variada vegetación.
La ciudad de Pucallpa se ubica en el departamento de Ucayali, en el
extremo centro-oriental del Perú, a orillas del río Ucayali, en plena
selva amazónica a 154 m.s.n.m. En la ciudad abundan los árboles,
especialmente en zonas poco desarrolladas. Sus tierras son arcillosas
y se disuelven fácilmente, volviéndose barrosas. Su inclinación
terrestre es leve, con un promedio de ±3 metros de elevación.
El clima es tropical, con temperatura cálida todo el año, clasificada
como clima ecuatorial según el sistema de Köppen. La temperatura
promedio es de 26 °C, con picos que pueden alcanzar 34 °C en los
días más calurosos. A mediados de 2008, la temperatura alcanzó los
37 °C. Las precipitaciones se producen entre los meses de octubre y
diciembre. Durante este período, la temperatura desciende hasta 21.5
°C aproximadamente. Se ha llegado a reportar más de 41.1 °C,
encontrándose entre los registros más calurosos de la selva baja.
PLAN DE TESIS
3.3
2017
Definición de términos básicos
3.3.1 Estudio
El estudio es el desarrollo de aptitudes y habilidades
mediante la incorporación de conocimientos nuevos.
3.3.2 Comparativo
El proceso de que compara n os sirve para hacer
comparación de una cosa con otra.
3.3.3 Resistencia a la Compresión.
Se realizan pruebas de probetas de cemento, las cuales se
rompen primero por flexotracción con carga centrada y luego
por compresión, realizándose a los 3, 7, 14 y 28 días.
3.3.4 Aditivo Acelerante de Fragua.
Los acelerantes son aditivos que reduce el tiempo de
transición de la mezcla para pasar del estado plástico al rígido.
3.3.5 Aditivo Retardante de Fragua.
Los retardantes son aditivos que aumenta el tiempo del
principio de transición de la mezcla para pasar del estado
plástico al estado rígido.
PLAN DE TESIS
3.4
2017
HIPOTESIS, VARIABLES, INDICADORES Y DEFINICIONES
OPERACIONALES
3.4.1 Hipótesis: general y específico
3.4.1.1 Hipótesis general
•
El desarrollo del estudio comparativo de la resistencia a la
compresión de los concretos elaborados con aditivos
acelerante y retardante de fragua, formara parte de la
solución a problemas de fragua en altitudes cálidas,
templadas y frías.
3.4.2 Sistema de variables- dimensiones e indicadores
3.4.2.1 Variable independiente
Resistencia a la compresión de los concretos elaborados con
aditivos acelerante y retardante de fragua en altitudes cálidas,
templadas y frías.
3.4.2.2 Variable dependiente
Estudio comparativo de la resistencia a la compresión de
los concretos elaborados con aditivos acelerante y retardante
de fragua en altitudes cálidas, templadas y frías.
PLAN DE TESIS
4.
2017
MARCO METODOLOGICO
4.1.1 Nivel y tipo de investigación
4.1.1.1
Nivel de investigación
El estudio se hará a nivel Descriptivo – Experimental - Analítico.
•
Experimental. Comprende los ensayos de laboratorio de las
probetas elaborado con aditivo acelerante de fragua en las
zonas alto andinas de Huánuco.
•
Descriptiva. El tipo de investigación será descriptivo porque
se someterá a un análisis en el que se mide y evalúa
propiedades y características importantes de las probetas
elaboradas con aditivo acelerante de fragua en las zonas
alto andinas en Huánuco.
•
Analítico.
Los
diferentes
tópicos
serán
analizados
ampliamente mediante sus correspondientes variables los
mismos que nos permitirán llegar a conclusiones valiosas
para contrastar la hipótesis de trabajo.
4.1.1.2
Tipo de investigación
El enfoque de la investigación a desarrollar es del tipo Cuantitativo.
PLAN DE TESIS
2017
4.1.2 Diseño de investigación
•
ENSAYOS A REALIZARSE
Estos ensayos se dan a nivel experimental, en donde se
ensayarán las probetas elaborado con las diferentes marcas
comerciales de Cemento Portland Tipo I.
Ensayos de los materiales para elaborar el concreto
GRAVEDAD ESPECÍFICA Y ABSORCION DE
AGREGADO. GRUESO.
GRAVEDAD ESPECÍFICA Y ABSORCION DE
AGREGADO. FINO.
PESO UNITARIO DE AGREGADO GRUESO
(SUELTO VARILLADO).
PESO UNITARIO DE AGREGADO FINO
(SUELTO VARILLADO).
DESGASTE LOS ANGELES.
Ensayos a los testigos de concreto
ROTURA DE PROBETAS ESFUERZO A
COMPRESION.
PLAN DE TESIS
2017
4.2
UNIVERSO, POBLACION Y MUESTRA
4.2.1 Determinación del universo/población
El universo estará dado por los lugares en donde se
realizarán las probetas para los ensayos a compresión y la
elección de la cantera la cual se elaborará los testigos de
concreto.
4.2.2 Selección de la muestra
•
Las muestras a estudiar van a ser los diferentes lugares
en donde se van a realizar las probetas para los ensayos a
compresión, las cuales son:
Cerro de Pasco, Huánuco y Pucallpa.
•
Probetas de concreto simple: La norma peruana indica que se
deben realizar ensayos a compresión a los 7, 14 y 28 días,
respetando este criterio se ensaya las probetas a los 7, 14 y
28 días; además se optó también a realizar a los 3 días,
debido a que el comportamiento de la
resistencia
a
compresión es más relevante en los primeros días dado
las condiciones del presente proyecto de investigación.
Teniendo en cuenta este criterio se ensayó las probetas de
concreto a los 3, 7, 14 y 28 días; tres probetas por cada día
PLAN DE TESIS
2017
y en los lugares que anteriormente sea mencionado.
4.3
TECNICAS DE RECOLECCION Y TRATAMIENTO DE DATOS
4.3.1 Ensayos de Laboratorio.
Se detallan los ensayos y procedimientos llevados a cabo
para la elaboración del concreto, lo cual he dividido en
dos partes:
• Características físicas de los agregados.
• Resultado de ensayo de agregados.
• Calcular la dosificación de la mezcla.
• Etapas para la elaboración y toma de muestra del concreto.
4.4
ASPECTOS ADMINISTRATIVOS Y PRESUPUESTALES
4.4.1 Potencial humano
El Proyecto de investigación estará a cargo de los investigadores y
para la etapa de estudios se contará también de un grupo de
colaboradores.
4.4.2 Recursos materiales
El proyecto demanda sobre todo instrumentos de recolección de
datos y ensayos a los materiales.
PLAN DE TESIS
2017
4.4.3 Recursos financieros
El Proyecto de investigación necesitará de recursos financieros de
aproximadamente S/. 10,000 Diez mil nuevos soles. Que se utilizará
para cubrir los gastos del grupo de colaboradores de medición de
datos y por costos de presentación de la tesis
4.4.4 Cronograma de acciones
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FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL Y ARQUITECTURA
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ANEXO 02
ENSAYOS DE AGREGADOS
“ESTUDIO COMPARATIVO DE LA RESISTENCIA A LA COMPRESION DE LOS
CONCRETOS ELABORADOS CON ADITIVOS ACELERANTE Y RETARDANTE DE FRAGUA
EN ALTITUDES CALIDAS, TEMPLADAS Y FRIAS”.
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ENSAYOS DE AGREGADOS
1.1
ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO DE AGREGADOS GRUESO Y
FINO.
OBJETIVO
Determinar, cuantitativamente, los tamaños de las partículas de
agregados gruesos y finos de un material, por medio de tamices de
abertura cuadrada.
Se determina la distribución de los tamaños de las partículas de una
muestra seca del agregado, por separación a través de tamices
dispuestos sucesivamente de mayor a menor abertura.
EQUIPOS Y HERRAMIENTAS
-
Balanza, con sensibilidad de por lo menos 0.1% del peso de la
muestra que va a ser ensayada.
-
Tamices.
Tamices
seleccionados
de
acuerdo
con
las
especificaciones del material que va a ser ensayado.
-
Estufa de tamaño adecuado, capaz de mantener una temperatura
uniforme de 110° ± 5 °C (230° ± 9 °F).
MUESTRA NECESARIA
Las muestras para el ensayo se obtendrán por medio de cuarteo,
manual
o
mecánico.
El
agregado
debe
estar
completamente
mezclado y tener la suficiente humedad para evitar la segregación y la
“ESTUDIO COMPARATIVO DE LA RESISTENCIA A LA COMPRESION DE LOS
CONCRETOS ELABORADOS CON ADITIVOS ACELERANTE Y RETARDANTE DE FRAGUA
EN ALTITUDES CALIDAS, TEMPLADAS Y FRIAS”.
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pérdida de finos. La muestra para el ensayo debe tener la masa seca
aproximada y consistir en una fracción completa de la operación de
cuarteo. No está permitido seleccionar la muestra a un peso exacto
determinado.
Agregado fino. Las muestras de agregado fino para el análisis
granulométrico, después de secadas, deberán tener mínimo 300gr.
Agregado grueso. Las muestras de agregado grueso para el análisis
granulométrico, después de secadas, deberán tener aproximadamente
los indicados en la Tabla A1.01.
Tabla A1.01: Peso Mínimo de Muestra para realizar Ensayo
TAMAÑO MÁXIMO NOMINAL
CON ABERTURAS
CUADRADAS
mm
9.5
12.5
19.0
25.0
37.5
50.0
63.0
75.0
90.0
100.0
112.0
125.0
150.0
pulg
3/8"
1/2"
3/4"
1"
1 1/2"
2"
2 1/2"
3"
3 1/2"
4"
4 1/2"
5"
6"
PESO MÍNIMO DE
LA MUESTRA DE
ENSAYO
kg
1
2
5
10
15
20
35
60
100
150
200
300
500
Fuente: Manual de Ensayo de Materiales, MTC E204-2000, (EAOP)
“ESTUDIO COMPARATIVO DE LA RESISTENCIA A LA COMPRESION DE LOS
CONCRETOS ELABORADOS CON ADITIVOS ACELERANTE Y RETARDANTE DE FRAGUA
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PROCEDIMIENTO
Selecciónese un grupo de tamices de tamaños adecuados para cumplir
con las especificaciones del material que se va a ensayar.
Colóquense los tamices en orden decreciente, por tamaño de
abertura. Efectúese la operación de tamizado a mano o por medio de
un tamizador mecánico, durante un período adecuado.
Limítese la cantidad de material en un tamiz dado, de tal forma que
todas las partículas tengan la oportunidad de alcanzar las aberturas
del tamiz varias veces durante la operación del tamizado.
Continúese el tamizado por un período suficiente, de tal forma que
después de terminado, no pase más del 1% de la cantidad en peso
retenida en cada tamiz, durante un (1) minuto de tamizado continuo a
mano, realizado de la siguiente manera: tómese individualmente cada
tamiz, con su tapa y un fondo que ajuste sin holgura, con la mano
en una posición ligeramente inclinada. Se golpea secamente el lado
del tamiz, con un movimiento hacia arriba contra la palma de la otra
mano, a razón de 150 veces por minuto, girando el tamiz
aproximadamente 1/6 de vuelta en cada intervalo de 25 golpes. Se
considerará satisfactorio el tamizado para tamaños mayores al tamiz
de 4.75 mm (No. 4), cuando el total de las partículas del material
sobre la malla forme una sola capa. Si el tamaño de los tamices hace
“ESTUDIO COMPARATIVO DE LA RESISTENCIA A LA COMPRESION DE LOS
CONCRETOS ELABORADOS CON ADITIVOS ACELERANTE Y RETARDANTE DE FRAGUA
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impracticable el movimiento de tamizado recomendado, utilícense
tamices de 203 mm (8") de diámetro para comprobar la eficiencia del
tamizado.
Determínese el peso de la muestra retenido en cada tamiz, con una
balanza que cumpla lo exigido en el ítem Herramientas y Equipos.
El peso total del material después del tamizado, debe ser comparado
con el peso original de la muestra que se ensayó. Si la cantidad
difiere en más del 0.3%, basado en el peso de la muestra original
seca, el resultado no debe ser aceptado.
CÁLCULOS
Calcúlese el porcentaje que pasa, el porcentaje total retenido, o el
porcentaje
de
las
fracciones
de
varios
tamaños,
con
una
aproximación de 0.1%, con base en el peso total de la muestra inicial
seca.
Cuando sea requerido, calcular el módulo de finura como la suma de los
porcentajes retenidos, acumulados para cada una de las siguientes
mallas, dividiendo la suma por 100:150 µm (Nº 100), 300 µm (Nº 50),
600 µm (Nº 30), 1,18 mm (Nº 16), 2,36 mm (Nº 8), 4,75 mm (Nº 4), 9,5
mm (3/8”), 19,0 mm (3/4”), 37,5 mm (1 ½”), y mayores, incrementando
en la relación de 2 a 1
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De acuerdo a la NTP 400.037 para determinar el Tamaño máximo
nominal del agregado grueso, corresponde al menor tamiz de la serie
utilizada que produce el primer retenido.
1.2
PESO UNITARIO DE LOS AGREGADOS.
OBJETIVO
Establecer el método para determinar el peso unitario suelto o
compactado de los agregados, ya sean finos, gruesos o una mezcla de
ambos.
EQUIPOS Y HERRAMIENTAS
-
Balanza. Debe medir con una exactitud de 0.1% con respecto al
material usado.
-
Varilla compactadora, de acero, cilíndrica, de 16 mm (5 /8") de
diámetro, con una longitud aproximada de 600 mm (24"). Un
extremo debe ser semiesférico y de 8 mm de radio (5 /16").
-
Recipientes de medida, metálicos, cilíndricos, preferiblemente
provistos de agarraderas, a prueba de agua, con el fondo y borde
superior
pulido,
plano
y
suficientemente rígido,
para
no
deformarse bajo duras condiciones de trabajo. Los recipientes de
15 a 30 litros deben ir reforzados en su boca con una banda de
acero de 40 mm de ancho. La capacidad del recipiente utilizado en
el ensayo, depende del tamaño máximo de las partículas del
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agregado que se va a medir, de acuerdo con los límites
establecidos en la Tabla A1.02.
Tabla A1.02: Capacidad del Recipiente
TAMAÑO MÁXIMO
NOMINAL DEL
AGREDADO
mm
pulg
12.5
1/2"
25.0
1"
37.5
1 1/2"
75.0
3"
112.0
4 1/2"
CAPACIDAD DEL
RECIPIENTE
L (m3)
2.8 (0.0028)
9.3 (0.0093)
14.0 (0.014)
28.0 (0.028)
70.0 (0.070)
P3
1/10
1/3
1/2
1
2 1/2
Fuente: Manual de Ensayo de Materiales, MTC E203-2000, (EAOP)
PROCEDIMIENTO
Método del apisonado. Para agregados de tamaño nominal menor o
igual que 39 mm (11/2").
El agregado debe colocarse en el recipiente, en tres capas de igual
volumen aproximadamente, hasta colmarlo.
Cada una de las capas se empareja con la mano y se apisona con
25 golpes de varilla, distribuidos uniformemente en cada capa,
utilizando el extremo semiesférico de la varilla.
Al apisonar la primera capa, debe evitarse que la varilla golpee el
fondo del recipiente. Al apisonar las capas superiores, se aplica la
fuerza necesaria para que la varilla solamente atraviese la respectiva
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capa.
Una vez colmado el recipiente, se enrasa la superficie con la varilla,
usándola como regla, y se determina el peso del recipiente lleno, en kg
(lb).
CÁLCULOS
El peso unitario seco es el cociente entre el peso de
la muestra
compactada y el volumen del recipiente que lo contiene expresado en
kg/m3.
1.3
PESO
ESPECÍFICO
Y
ABSORCIÓN
DE
AGREGADOS
GRUESOS.
OBJETIVO
Describe el procedimiento que debe seguirse para la determinar el
peso específico, así como la absorción, después de 24 horas de
sumergidos en agua, de los agregados con tamaño igual o mayor a
4.75 mm (tamiz No. 4).
EQUIPOS Y HERRAMIENTAS
-
Balanzas, con capacidad igual o superior a 5000 g, según el
tamaño máximo de la muestra para ensayo, con sensibilidad de
0.5 g para pesos hasta de 5000 g, o 0.0001 veces el peso de la
muestra, para pesos superiores.
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-
Canastillas metálicas, como recipientes para las muestras en las
pesadas sumergidas. Se dispondrá de dos tipos de canastillas
metálicas, de aproximadamente igual base y altura, fabricadas
con armazón de suficiente rigidez y paredes de tela metálica con
malla de 3 mm. Para agregados con tamaño máximo inferior a 38
mm (1 ½") se utilizarán canastillas con capacidades de 4 a 7 dm3
y para tamaños superiores canastillas con capacidades de 8 a 16
dm3 (litros).
-
Dispositivo de suspensión. Se utilizará cualquier dispositivo que
permita suspender las canastillas de la balanza, una vez sumergida
MUESTRA
Se
comienza
por
mezclar
completamente
los
agregados,
cuarteándolos a continuación, hasta obtener aproximadamente la
cantidad mínima necesaria para el ensayo, después de eliminar el
material inferior a 4.75 mm. Las cantidades mínimas para ensayo se
indican en la Tabla A1.03, en función del tamaño máximo nominal del
agregado.
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Tabla A1.03: Peso Mínimo de Muestra para realizar Ensayo
TAMAÑO MÁXIMO
NOMINAL
mm
Hasta 12.5
19.0
25.0
37.5
50.0
63.0
75.0
90.0
Pulg
1/2"
3/4"
1"
1 1/2"
2"
2 1/2"
3"
3 1/2"
PESO MÍNIMO DE LA
MUESTRA DE
ENSAYO
kg
2
3
4
5
8
12
18
25
Fuente: Manual de Ensayo de Materiales, MTC E206-2000, (EAOP)
PROCEDIMIENTO
La muestra se lava inicialmente con agua hasta eliminar completamente
el polvo u otras sustancias extrañas adheridas a la superficie de las
partículas; se seca a continuación en una estufa a 100° - 110 °C y se
enfría al aire a la temperatura ambiente durante 1 a 3 horas. Una vez
fría se pesa, repitiendo el secado hasta lograr peso constante, y se
sumerge en agua, también a temperatura ambiente, durante 24 ± 4
horas.
Después del período de inmersión, se saca la muestra del agua y se
secan las partículas rodándolas sobre un pifio absorbente de gran
tamaño, hasta que se elimine el agua superficial visible, secando
individualmente los fragmentos mayores. Se tomarán las precauciones
necesarias para evitar cualquier evaporación de la superficie de los
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agregados. A continuación, se determina el peso de la muestra en el
estado de saturada con superficie seca (S.S.S.). Estas y todas las
pesadas subsiguientes se realizarán con una aproximación de 0.5 g
para pesos hasta 5000 g y de 0.0001 veces el peso de la muestra
para pesos superiores.
A continuación, se coloca la muestra en el interior de la canastilla
metálica y se determina su peso sumergida en el agua, a la
temperatura entre 21° y 25 °C y un peso unitario de 0.997 ± 0.002
g/cm3. Se tomarán las precauciones necesarias para evitar la
inclusión
de
aire
en
la
muestra
sumergida,
agitando
convenientemente. La canastilla y la muestra deberán quedar
completamente sumergidas durante la pesada y el hilo de suspensión
será lo más delgado posible para que su inmersión no afecte a las
pesadas.
Se seca entonces la muestra en horno a 100° - 110 °C, se enfría al aire
a la temperatura ambiente durante 1 a 3 horas y se determina su
peso seco hasta peso constante.
CÁLCULOS
Por medio de las siguientes expresiones se determina el peso
específico y la absorción.
“ESTUDIO COMPARATIVO DE LA RESISTENCIA A LA COMPRESION DE LOS
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𝐴
𝐴
Peso Específico = 𝐸𝑚𝑝𝑢𝑗𝑒 = 𝐴−𝐶
Absorción =
𝐵−𝐴
𝐴
(A1.01)
∗ 100 (A1.02)
A
=
Peso en el aire de la muestra seca en gramos
B
=
Peso en el aire de la muestra saturada con
superficie seca, en gramos.
C
=
Peso
sumergido
en
agua
de
la
muestra
saturada, en gramos.
1.4
GRAVEDAD ESPECÍFICA Y ABSORCIÓN DE AGREGADOS
FINOS.
OBJETIVO
Describe el procedimiento que debe seguirse para la determinación del
peso específico a 23/23 °C (73.4/73.4 °F) así como la absorción
después de 24 horas de sumergidos en agua, de los agregados con
tamaño inferior a 4.75 mm (tamiz No. 4).
EQUIPOS Y HERRAMIENTAS
-
Balanza, con capacidad mínima de 1000 g y sensibilidad de 0.1 g.
-
Matraz aforado o picnómetro, en el que se puede introducir la
totalidad de la muestra y capaz de apreciar volúmenes con una
exactitud de ± 0.1 cm3 Su capacidad hasta el enrase será, como
mínimo, un 50 por ciento mayor que el volumen ocupado por la
“ESTUDIO COMPARATIVO DE LA RESISTENCIA A LA COMPRESION DE LOS
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muestra.
-
Molde cónico. Un tronco de cono recto, construido con una chapa
metálica de 0.8 mm de espesor como mínimo, y de 40 ± 3 mm de
diámetro interior en su base menor, 90 ± 3 mm de diámetro interior
en una base mayor y 75 ± 3 mm de altura.
-
Varilla para apisonado, metálica, recta, con un peso de 340 ± 15 g
y terminada por uno de sus extremos en una superficie circular
plana para el apisonado, de 25 ± 3 mm de diámetro.
-
Bandejas de zinc, de tamaño apropiado.
-
Un dispositivo que proporcione una corriente de aire caliente de
velocidad moderada.
PROCEDIMIENTO
Después de homogeneizar completamente la muestra y eliminar el
material de tamaño superior a 4.75 mm (tamiz No. 4), se selecciona,
por cuarteo, una cantidad aproximada de 1 Kg., que se seca en el
horno a 100 - 110 °C, se enfría luego al aire a la temperatura ambiente
durante 1 a 3 horas. Una vez fría se pesa, repitiendo el secado
hasta lograr peso constante. A continuación se cubre la muestra
completamente con agua y se la deja así sumergida durante 24 ±
4horas.
Después del período de inmersión, se decanta cuidadosamente el
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agua para evitar la pérdida de finos y se extiende la muestra sobre
una bandeja, comenzando la operación de desecar la superficie de las
partículas, dirigiendo sobre ella una corriente moderada de aire
caliente, mientras se agita continuamente para que la desecación sea
uniforme, y continuando el secado hasta que las partículas puedan fluir
libremente.
Para fijar este punto, cuando se empiece a observar visualmente que se
está aproximando el agregado a esta condición, se sujeta firmemente
el molde cónico con su diámetro mayor apoyado sobre una superficie
plana no absorbente, echando en su interior a través de un embudo y
sin apelmazar, una cantidad de muestra suficiente, que se apisona
ligeramente con 25 golpes de la varilla, levantando a continuación, con
cuidado, verticalmente el molde. Si la superficie de las partículas
conserva aún exceso de humedad, el cono de agregado mantendrá
su forma original, por lo que se continuará agitando y secando la
muestra, realizando frecuentemente la prueba del cono hasta que se
produzca un primer desmoronamiento superficial, indicativo de que
finalmente ha alcanzado el agregado la condición de superficie seca
Inmediatamente, se introducen en el picnómetro previamente tarado,
500.0 g del agregado fino, preparado como se ha descrito
anteriormente, y se le añade agua hasta aproximadamente un 90 por
ciento de su capacidad; para eliminar el are atrapado se rueda el
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picnómetro sobre una superficie plana, e incluso agitando o invirtiéndolo
si es preciso, introduciéndolo seguidamente en un baño de agua a una
temperatura entre 21° y 25°C durante 1 hora, transcurrida la cual se
enrasa con agua a igual temperatura, sé saca del baño, se seca
rápidamente su superficie y se determina su peso total (picnómetro,
muestra y agua), con una aproximación de 0.1 g.
Si se desea, el peso de agua necesaria para el enrase final del
picnómetro aforado puede determinarse volumétricamente con una
bureta que aproxime 0.1 cm 3. En estos casos, el peso total del
picnómetro enrasado será:
C = 0.9975𝑉a+ 𝑆+ 𝑀
(A1.03)
Donde:
C = Peso total del picnómetro con muestra y agua hasta el enrase, en
gramos.
S = Peso de la muestra saturada, con superficie seca, en gramos. Va =
Volumen de agua añadida, en cm3.
M = Peso del picnómetro vacío, en gramos.
Tomándose el valor 0.9975 como promedio del peso específico del
agua en el intervalo de temperaturas utilizado.
Se saca el agregado fino del matraz y se deseca en el horno a 100 110
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°C, hasta peso constante; se enfría al aire a temperatura ambiente
durante 1 a 1-½ horas y se determina finalmente su peso seco.
CÁLCULOS
Se calculan los pesos específicos aparente a 23/23 °C (73.4/73.4 °F),
saturado superficie seca así como la absorción, por las siguientes
expresiones (se expresarán siempre las temperaturas a las cuales se
hayan realizado las medidas):
𝐴
Peso Específico = 𝐵+𝐴−𝑆
Absorción =
𝑆−𝐴
𝐴
∗ 100
(A1.04)
(A1.05)
A = Peso al aire de la muestra desecada, en gramos.
B = Peso del picnómetro aforado lleno de agua, en gramos.
C = Peso total del picnómetro aforado con la muestra y lleno
de agua, en gramos.
S = Peso de la muestra saturada, con superficie seca en gramos.
1.5
HUMEDAD DE LOS AGRGADOS GRUESO Y FINO.
En los agregados existen poros, los cuales encuentran en la intemperie
y pueden estar llenos con agua, estos poseen un grado de humedad, el
cual es de gran importancia ya que con él podríamos saber si nos
aporta agua a la mezcla.
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OBJETIVO
Establecer el método de ensayo para determinar el porcentaje de
humedad total en una muestra de agregado grueso y fino por medio del
secado
EQUIPOS Y HERRAMIENTAS
-
Balanza. Una balanza o báscula con precisión dentro del 0.1% de
la carga de ensayo en cualquier punto dentro del rango de uso,
graduada como mínimo a 0,05 kg.
-
Horno. Fuente de Calor capaz de mantener una temperatura de
110°C ± 5°C.
-
Recipiente. Se utiliza para introducir la muestra en el horno.
ESTADOS DE LOS AGREGADOS
Los agregados pueden tener algún grado de humedad lo cual está
directamente relacionado con la porosidad de las partículas. La
porosidad depende a su vez del tamaño de los poros, su permeabilidad
y la cantidad o volumen total de poros.
Las partículas de agregado pueden pasar por cuatro estados, los
cuales se describen a continuación:
-
Totalmente seco. Se logra mediante un secado al horno a 110°C
hasta que los agregados tengan un peso constante. (Generalmente
24 horas).
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-
Parcialmente seco. Se logra mediante exposición al aire libre.
-
Saturado y Superficialmente seco. (SSS). En un estado límite en el
que los agregados tienen todos sus poros llenos de agua pero
superficialmente se encuentran secos. Este estado sólo se logra en
el laboratorio.
-
Totalmente Húmedo. Todos los agregados están llenos de agua y
además existe agua libre superficial.
PROCEDIMIENTO
El procedimiento a seguir para el desarrollo del ensayo de humedad
total es el siguiente:
Primero se debe comenzar con la extracción y preparación de la
muestra la cual debe realizarse de acuerdo con el procedimiento
descrito en la Norma La muestra debe ser representativa según el
lugar de abastecimiento que se va a ensayar y en el caso de agregados
de masa normal, la masa de la muestra no debe ser menor que la
cantidad especificada en la siguiente Tabla A1.04.
Tabla A1.04: Peso Mínimo de Muestra para realizar Ensayo
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PESO MÍNIMO
TAMAÑO MÁXIMO DE
LA
NOMINAL (mm)
MUESTRA (kg)
6.3
1/4"
0.5
9.5
3/8"
1.5
12.5
1/2"
2
19.0
3/4"
3
25.0
1"
4
37.5
1 1/2"
6
50.0
2"
8
63.0
2 1/2"
10
75.0
3"
13
Fuente: Manual de Ensayo de Materiales, NTP 339.185, (EAOP)
Después de escogida la muestra se prosigue a calcular su masa con
aproximación de 0.1%, evitando la pérdida de humedad y del mismo
material; luego de haberlo pesado se deposita la muestra en un
recipiente para después ser sometido a una temperatura de 110°C
±5°C en el horno y de ésta de manera extraer la humedad.
Inmediatamente el material esté seco se saca del horno y se deja
enfriar (para no causar daños en la balanza) para finalmente calcular su
masa.
CÁLCULOS
El contenido de humedad en los agregados se puede calcular mediante
la utilización de la siguiente fórmula:
Contenido de Humedad =
𝐴−𝐷
𝐷
∗ 100 (A1.06)
P = Es el contenido de humedad [%].
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A = Es la masa inicial de la muestra en gramos.
D.= Es la masa de la muestra seca en gramos.
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