DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN DEL CONCRETO EN MUESTRAS CILÍNDRICAS

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Carrera de Ingeniería Civil
PROPIEDADES FÍSICAS DE LOS AGREGADOS - PESOS ESPECÍFICOS Y
PESOS UNITARIOS SUELTOS Y COMPACTADOS
MÉTODO DE ENSAYO NORMALIZADO PARA LA DETERMINACIÓN DE
LA RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN DEL CONCRETO EN MUESTRAS
CILÍNDRICAS - MÉTODO DE ENSAYO PARA LA MEDICIÓN DEL
ASENTAMIENTO DEL CONCRETO DE CEMENTO PORTLAND.
Autor/Integrantes:
MANUEL PINEDO CURI N00124498
ROGGER JAVIER MORALES VALLE N00301802
ELVIS JACHSON MEJIA MACEDO N00276362
ANA KARINA QUISPE ASENCIOS N00341862
WILSON DAVID SÁNCHEZ MANAYAY N00191812
JUAN JOSÉ LEYVA HOLANDA N00257404
HERMAN ALBERTO DIAZ ALARCON N00075091
Curso:
Tecnología del Concreto
Docente:
Carlos Alberto Villegas M.
Los olivos - Perú
2023
Curso: Tecnología del Concreto
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INDICE
I.
INTRODUCCION ..................................................................................................................... 3
II.
OBJETIVOS ............................................................................................................................. 4
2.1
Objetivo general ............................................................................................................ 4
2.2
Objetivos específicos ..................................................................................................... 4
III.
MARCO TEORICO ............................................................................................................... 4
3.1
NORMA PERUANA NTP 339.035 – ASTM C143 – MTC E705: MÉTODO DE ENSAYO
PARA LA MEDICIÓN DEL ASENTAMIENTO DEL CONCRETO DE CEMENTO PORTLAND. ............. 4
3.2
NTP 339.034 – ASTM C39 – MTC E704 MÉTODO DE ENSAYO NORMALIZADO PARA LA
DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN DEL CONCRETO EN MUESTRAS
CILÍNDRICAS .............................................................................................................................. 5
IV.
EQUIPOS, MATERIALES E INSTRUMENTOS ............................................................................ 5
4.1
EQUIPO DE PROTECCIÓN PERSONAL (EPP) ................................................................... 5
4.2
EQUIPO DE LABORATORIO ............................................................................................ 6
4.3
MATERIALES................................................................................................................... 6
V.
PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL ......................................................................................... 7
5.1
NTP 339.034 – ASTM C39 – MTC E704 MÉTODO DE ENSAYO NORMALIZADO PARA LA
DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN DEL CONCRETO EN MUESTRAS
CILÍNDRICAS .............................................................................................................................. 7
5.2
NORMA PERUANA NTP 339.035 – ASTM C143 – MTC E705: MÉTODO DE ENSAYO
PARA LA MEDICIÓN DEL ASENTAMIENTO DEL CONCRETO DE CEMENTO PORTLAND. ............. 8
VI.
RESULTADOS ...................................................................................................................... 9
VII.
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES .......................................................................... 11
VIII.
BIBLIOGRAFIA .................................................................................................................. 13
IX.
ANEXOS ........................................................................................................................... 14
9.1
X.
Panel fotográfico ......................................................................................................... 14
Índice de imágenes.............................................................................................................. 21
Curso: Tecnología del Concreto
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I. INTRODUCCION
En el Perú el método de compresión de probetas cilíndricos de concreto es el
más usado tanto para evaluar la resistencia a la compresión de estructuras como
para controlar el uso de encofrado, pero estos especímenes no siempre
experimentan el mismo historial térmico que los elementos a los que debe
representar por lo que su resultado de resistencia no es confiable debido a que
cuanto mayor sea el curado mayor será el desarrollo de la resistencia.
En base a lo anteriormente mencionado, con la intención de estimar de una
manera rápida y confiable la resistencia del concreto, se han ido desarrollando a
lo largo de los años distintos métodos tanto destructivos como no destructivos,
dentro del último se encuentra, el método de madurez.
La resistencia a la compresión del concreto es un parámetro de control,
evaluación y verificación de la calidad del concreto, la cual es realizada mediante
el ensayo de roturas de probetas cilíndricas de 6” (15 cm) de diámetro por 12”
(30 cm) de altura, este ensayo es practicada desde 1920, y es a partir de este
año que son utilizadas debido a que las resistencias obtenidas evidenciaron ser
muy cercanas a aquellas para las cuales se habían diseñado las mezclas, así
pues se establecen estas dimensiones como estándar para el control o
verificación del concreto. A través de los años se han realizado investigaciones
con el fin de proponer otro tamaño de cilindro más pequeño, como el de 10x20
cm (4”x8”), manteniendo siempre una relación altura/diámetro igual a dos, que
sustituya al cilindro estándar. En 1927, Tucker fue uno de los primeros en dar
una explicación teórica del efecto del tamaño del espécimen en la resistencia
promedio y la dispersión de la resistencia. Concluyó que la resistencia a la
compresión es independiente del diámetro, cuando se mantiene la misma
relación altura/diámetro, sin embargo, la desviación estándar se esperaba que
fuese inversamente proporcional al diámetro, de manera que la desviación
estándar de los cilindros de 4”x8” podría ser 1.5 veces la del cilindro de 6”x12”
(Guzmán & Eraso, s. f.).
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II. OBJETIVOS
2.1
Objetivo general
•
2.2
Determinar la resistencia a la tracción indirecta de especímenes cilíndricos de
concreto, tales como cilindros moldeados y testigos diamantinos.
Objetivos específicos
•
Evaluar la medición del asentamiento del concreto de cemento portland
III. MARCO TEORICO
3.1
NORMA PERUANA NTP 339.035 – ASTM C143 – MTC E705: MÉTODO
DE ENSAYO PARA LA MEDICIÓN DEL ASENTAMIENTO DEL CONCRETO DE
CEMENTO PORTLAND.
Esta Norma Técnica Peruana establece el método de ensayo para determinar
el asentamiento del concreto de cemento Portland, tanto en el laboratorio como
en el campo. Este método de ensayo se desarrolló para monitorear la
consistencia del concreto no endurecido en condiciones de laboratorio y en obra.
Con estricto control de todos los materiales del concreto, se ha encontrado que
el asentamiento del concreto se incrementa proporcionalmente con el contenido
de agua para una mezcla dada y, por lo tanto, está relacionado inversamente
con la resistencia del concreto
Este ensayo se aplica para determinar el asentamiento del concreto plástico de
cemento hidráulico. El asentamiento es un índice de la consistencia del concreto,
relacionado con su estado de fluidez.
CONCRETO FRESCO
Se denomina concreto fresco al material mientras permanece en estado fluido.
Comprende desde el momento en que todos los componentes son mezclados
hasta el endurecimiento de la masa. Esta fase es denominada periodo plástico,
que comprende el transporte, colocación en moldes o encofrados y
compactación manual o por vibración. El concreto en estado fresco es un
conjunto conformado de roca definidas como agregados, y una mezcla viscosa
de cemento en forma plástica. Las características mecánicas y físicas están
definidas por las propias características que componen al concreto endurecido.
Curso: Tecnología del Concreto
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En la actualidad las construcciones requieren de concreto como material
principal.
3.2
NTP 339.034 – ASTM C39 – MTC E704 MÉTODO DE ENSAYO
NORMALIZADO PARA LA DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA A LA
COMPRESIÓN DEL CONCRETO EN MUESTRAS CILÍNDRICAS
Esta norma Norma Técnica Peruana establece la determinación de la resistencia
a la compresión en especímenes cilíndricas de concreto y extracciones
diamantinas de concreto. Se aplica a concretos con pesos unitarios mayores a
800 kg/m³. El método consiste en aplicar una carga de compresión axial a los
cilindros moldeados o extracciones diamantinas a una velocidad que se
encuentra en un rango prescrito hasta la falla.
6Los resultados de este método de ensayo son usados como una referencia para
el control de calidad del concreto, proporciones, mezclado y operaciones de
colocación; determinación del cumplimiento con las especificaciones, control
para la evaluación de la efectividad de los aditivos; y usos similares. El personal
que ensaya los cilindros de concreto deberá cumplir los requisitos técnicos
requeridos, incluyendo un examen de desarrollo del ensayo evaluado por un
examinador independiente.
Este ensayo tiene por finalidad determinar la resistencia a la compresión de
testigos cilíndricos de concreto, para concretos con pesos unitarios superiores a
800 kg/m3. Los resultados de este ensayo son usados como una referencia para
el control de calidad del concreto, proporciones, mezclado y operaciones de
colocación; determinación del cumplimiento con las especificaciones; control
para la evaluación de la efectividad de los aditivos; y usos similares.
IV. EQUIPOS, MATERIALES E INSTRUMENTOS
4.1
EQUIPO DE PROTECCIÓN PERSONAL (EPP)
La seguridad y salud son dos elementos esenciales para las personas, y con el
uso de los equipos de protección personal, estos factores estarán cubiertos. Los
elementos de protección personal son todos aquellos dispositivos, accesorios y
vestimenta de diferentes diseños que emplea el trabajador para protegerse
contra posibles lesiones, es obligatorio utilizar estos elementos para realizar
cualquier tipo de manipulación de equipos en los laboratorios u obras en campo.
Para esta ocasión, se usarán:
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•
•
•
•
•
•
4.2
Guardapolvo manga larga / chaleco (polo manga larga con cuello
redondo)
Zapato punta de acero
Guantes de badana Guantes quirúrgicos
Mascarilla para polvo
Lentes de seguridad
Pantalones gruesos pero cómodos para libre movimiento
EQUIPO DE LABORATORIO
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
4.3
Balanza con capacidad de 2000 gr y sensibilidad de 2 gr.
Tanque de curado
Molde (cono de abrams)
Mezcladora o recipiente
Compactador
Mesa de fluidez
Badilejo
Prensa hidráulica
Espátula
Varilla compactadora
Stand y prensa hidráulica
MATERIALES
•
•
Muestra de concreto fresco
Probetas cilíndricas de concreto con f’c requerido
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V. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
5.1
NTP 339.034 – ASTM C39 – MTC E704 MÉTODO DE ENSAYO
NORMALIZADO PARA LA DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA A LA
COMPRESIÓN DEL CONCRETO EN MUESTRAS CILÍNDRICAS
Alcances:
• Los ensayos a compresión de probetas se realizarán tan pronto como sea
práctico luego de retirarlos del tanque de curado. Los cilindros serán
ensayados en condición de humedad.
• Todos los cilindros de ensayo para una determinada edad de ensayo
serán fracturados
dentro del tiempo permisible de tolerancias, como se determina:
PROCEDIMIENTO
•
•
•
•
•
Registrar el área de contacto del espécimen.
Colocar el bloque de rotura inferior, sobre el cabezal de la prensa
hidráulica.
Limpiar las caras de contacto de los bloques superior e inferior y las de la
probeta de ensayo, colocar el cilindro sobre el bloque inferior de rotura.
Alinear cuidadosamente los ejes de la probeta con el centro de empuje de
la rótula del bloque asentado.
Verificar que el indicar de carga se encuentre en cero.
Aplicar la carga continuamente y sin detenimiento.
Registrar la carga máxima alcanzada por el espécimen en el ensayo
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5.2
NORMA PERUANA NTP 339.035 – ASTM C143 – MTC E705:
MÉTODO DE ENSAYO PARA LA MEDICIÓN DEL ASENTAMIENTO DEL
CONCRETO DE CEMENTO PORTLAND.
Este ensayo se aplica para determinar el asentamiento del concreto plástico de
cemento hidráulico. El asentamiento es un índice de la consistencia del concreto,
relacionado con su estado de fluidez.
PROCEDIMIENTO
• Humedecer el Cono de Abrams y colocarlo sobre una superficie horizontal
rígida, plana, húmeda y no absorbente. Sujetar firmemente con los pies y
llenar con la muestra de concreto en tres capas, cada una de un tercio del
volumen del molde aproximadamente.
• Cada capa debe ser compactada con golpes de la varilla, distribuidos
uniformemente sobre su sección transversal. Para la capa del fondo es
necesario inclinar ligeramente la varilla dando aproximadamente la mitad
de los golpes cerca del perímetro y avanzando con golpes verticales en
forma de espiral, hacia el centro. La capa del fondo debe compactarse en
todo su espesor; las capas intermedia y superior en su espesor respectivo,
de modo que la varilla penetre 1 pulgada en la capa inmediatamente
inferior.
• Al llenar la capa superior debe apilarse concreto sobre el molde antes de
compactar. Si al hacerlo se asienta por debajo del borde superior, debe
agregarse concreto adicional para que en todo momento haya concreto
sobre el molde. Después de que la última capa ha sido compactada debe
enrasarse. Inmediatamente se retira el molde, se alza cuidadosamente en
dirección vertical en un compactada debe enrasarse. Inmediatamente se
retira el molde, se en un tiempo aproximado de 3 a 7 segundos.
• La operación completa de ensayo debe hacerse sin interrupción en un
tiempo máximo de 2 minutos 30 segundos y debe hacerse a más tardar 5
minutos después de haberse tomado la muestra.
• Inmediatamente después se mide el asentamiento, determinando la
diferencia entre la altura del molde y la altura medida sobre el centro
original de la base superior del espécimen.
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VI. RESULTADOS
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VII.
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
Los resultados de las pruebas de Resistencia a Compresión se emplean
fundamentalmente para verificar que la mezcla del concreto suministrada
cumpla con los requerimientos de la resistencia especificada (f’c).
También se puede utilizar para fines de control de calidad, aceptación del
concreto o para estimar la resistencia en elementos estructurales que
permitan definir la 21 programación de los siguientes procesos
constructivos en la ejecución de una obra (remoción de encofrados,
puntales, etc.)
El resultado obtenido nos demuestra que nuestro concreto está bien para
usar en obra.
El ensayo de resistencia a la compresión del concreto es un método muy
empleado por los ingenieros y proyectistas, porque a través de este
ensayo se puede verificar si el concreto que se está empleando en una
determinada obra logra alcanzar la resistencia de diseño.
El ensayo de resistencia a la compresión es considerado como un método
destructivo ya que es necesario la rotura de las probetas para así
determinar la resistencia a la compresión alcanzadas de las mismas.
Si la temperatura de la mezcla fuera mayor quiere decir que el fraguado
se acelera por el calor de hidratación esto podría afectar al momento del
secado presentando grietas.
Al realizar la elaboración de las vigas y probetas se debe tener control de
los varillados y golpes en cada capa, pues si fueran menores podrían
presentar cangrejeras al momento de desencofrar, y por el contrario si nos
excedemos podemos caer en un resultado que los agregados gruesos se
asienten en el fondo del vaciado.
Tener un buen diseño es primordial y tener los agregados listos con
exámenes de laboratorio previos, para saber su nivel de absorción y el
porcentaje de humedad, pues saber esto nos ayudará en tener una
correcta relación agua cemento.
Tener cuidado en medir los tiempos para que el muestreo no exceda los
15 minutos.
Tener control de la temperatura de nuestro diseño es crucial para conocer
la reacción del cemento con el agua, el calor de hidratación no
proporcionará el tiempo de fraguado. Y si tiene alta temperatura puede
que el concreto presente grietas.
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•
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No exceder en los varillados en la medición de asentamiento, esto podría
afectar en que
los agregados gruesos queden en el fondo, dándonos
un asentamiento erróneo.
No exceder los varillados al momento de la elaboración de las probetas y
vigas pues podría presentar una mala resistencia mecánica al tener los
agregados asentados en el fondo de los moldes.
Tener criterio en todos los ensayos al momento del varillado que sea de
manera uniforme.
Se recomienda realizar un buen curado para tener buenos resultados en
este ensayo.
Si se quiere tener algún resultado de la resistencia en particular, se debe
de tener un cuidado riguroso en el procedimiento de nuestros concreto.
Se debe limpiar la probeta de concreto antes de pesarlo y sacar sus
medidas.
Recomendamos estar atentos a la hora de realizar este ensayo ya que al
primer quiebre debe apagarse la máquina axial.
Recomendamos el uso de una balanza digital ya que tiene menor margen
de error que otras balanzas
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VIII.
BIBLIOGRAFIA
•
NORMA PERUANA NTP 339.035 – ASTM C143 – Mtc E705: Método De
Ensayo Para La Medición Del Asentamiento Del Concreto De Cemento
Portland.
•
NORMA PERUANA NTP 339.034 – ASTM C39 – Mtc E704 Método De
Ensayo Normalizado Para La Determinación De La Resistencia A La
Compresión Del Concreto En Muestras Cilíndricas
•
NORMA TECNICA PERUANA: NTP 334.051– MTC E609 – ASTM C109.
Método de ensayo para determinar resistencia de mortero hidráulico
•
NORMA TÉCNICA PERUANA NPT. 400.017 1999 AGREGADOS. Método
de ensayo para determinar el peso unitario del agregado.
•
NORMA INTERNCIONAL ASTM C-29 | MTC E203 1999 AGREGADOS.
Determinar Peso Unitarios y % de Vacíos.
•
Norma Técnica Peruana E.060 CONCRETO ARMADO, NTP 239.403:
2022.
https://www.cip.org.pe/publicaciones/2021/enero/portal/e.060-
concreto-armado-sencico.pdf
•
Norma Técnica Peruana NTP 400.037 (14 de enero de 2015) Agregados.
Especificaciones normalizadas para agregados en concreto. INDECOPI.
Lima, Perú: Comisión de Normalización y de Fiscalización de Barreras
Comerciales no Arancelarias – INDECOPI.
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IX. ANEXOS
9.1
Panel fotográfico
Equipo De Laboratorio
Figura 1: compactador, recipiente, espátulas y cucharon
Figura 2: balanza, tamices y probetas
Figura 3: cono de abrams, moldes cilíndricos, mezcladora de concreto
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Equipo De Protección Personal
Figura 4: botas y lentes de seguridad
Figura 5: guantes y bata
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MÉTODO DE ENSAYO PARA LA MEDICIÓN DEL ASENTAMIENTO DEL
CONCRETO DE CEMENTO PORTLAND.
Figura 6: pesado de baldes
figura 7: proceso de pesado de materiales: arena 18.5 kg, piedra 19.5 kg, cemento 7.5kg y agua 5.0 litros
Curso: Tecnología del Concreto
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Figura 8: proceso de mezclado 3 min (arena + piedra + cemento + agua) reposo 3min y remezclado 2 min
Figura 9: medición de temperatura
figura 10: asentamiento del concreto fresco o slump, se llena el cono en 3 capas compactando
con la varilla 25 veces por capa
Curso: Tecnología del Concreto
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Figura 11: medición de slump
figura 12: se colocó la mezcla en el molde en 3 capas, cada capa compactada con 25 veces y 15
golpes con el martillo de goma y pesado del recipiente de concreto para calcular el volumen
Figura 13: se llenaron los moldes cilíndricos, previa aplicación del aceite desmoldante, dejar reposar 24 horas para
realizar las pruebas de resistencia de compresión
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MÉTODO DE ENSAYO NORMALIZADO PARA LA DETERMINACIÓN DE
LA RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN DEL CONCRETO EN MUESTRAS
CILÍNDRICAS
Figura 14: mediciones de volumen de probetas o muestras cilíndricas
Figura 15: colocación de muestras en la prensa hidráulica
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Figura 16: ensayo de probeta 1 y toma de datos
Figura 17: ensayo de probeta 2 y toma de datos
Figura 18: ensayo de muestra 3 y toma de datos
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X. Índice de imágenes
Figura 1: compactador, recipiente, espátulas y cucharon ........................................................... 14
Figura 2: balanza, tamices y probetas ......................................................................................... 14
Figura 3: cono de abrams, moldes cilíndricos, mezcladora de concreto ..................................... 14
Figura 4: botas y lentes de seguridad .......................................................................................... 15
Figura 5: guantes y bata .............................................................................................................. 15
Figura 6: pesado de baldes .......................................................................................................... 16
figura 7: proceso de pesado de materiales: arena 18.5 kg, piedra 19.5 kg, cemento 7.5kg y agua
5.0 litros....................................................................................................................................... 16
Figura 8: proceso de mezclado 3 min (arena + piedra + cemento + agua) reposo 3min y
remezclado 2 min ........................................................................................................................ 17
Figura 9: medición de temperatura ............................................................................................. 17
figura 10: asentamiento del concreto fresco o slump, se llena el cono en 3 capas compactando
con la varilla 25 veces por capa ................................................................................................... 17
Figura 11: medición de slump ..................................................................................................... 18
figura 12: se colocó la mezcla en el molde en 3 capas, cada capa compactada con 25 veces y 15
golpes con el martillo de goma y pesado del recipiente de concreto para calcular el volumen 18
Figura 13: se llenaron los moldes cilíndricos, previa aplicación del aceite desmoldante, dejar
reposar 24 horas para realizar las pruebas de resistencia de compresión ................................. 18
Figura 14: mediciones de volumen de probetas o muestras cilíndricas ..................................... 19
Figura 15: colocación de muestras en la prensa hidráulica ......................................................... 19
Figura 16: ensayo de probeta 1 y toma de datos ........................................................................ 20
Figura 17: ensayo de probeta 2 y toma de datos ........................................................................ 20
Figura 18: ensayo de muestra 3 y toma de datos ....................................................................... 20
Curso: Tecnología del Concreto
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