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"DETERMINACION COMPRESIÓN A LOS 28, 56, Y 90 DÍAS DE MEZCLAS DE CONCRETO CON LA SUSTITUCIÓN PARCIAL DEL CEMENTO ADICIONADO PARENA DE SÍLICE.
UNIVERSIDAD CENTROCCIDENTAL
“LISANDRO ALVARADO”
DECANATO DE INGENIERIA CIVIL
"DETERMINACION DE LA INFLUENCIA SOBRE LA RESISTENCIA A COMPRESIÓN A LOS 28, 56, Y 90 DÍAS DE MEZCLAS DE CONCRETO CON LA SUSTITUCIÓN PARCIAL DEL CEMENTO ADICIONADO PARENA DE SÍLICE.
Barquisimeto, 2014
DE LA INFLUENCIA SOBRE LA RESISTENCIA A COMPRESIÓN A LOS 28, 56, Y 90 DÍAS DE MEZCLAS DE CONCRETO CON LA SUSTITUCIÓN PARCIAL DEL CEMENTO ADICIONADO P OR
"DETERMINACION COMPRESIÓN A LOS 28, 56, Y 90 DÍAS DE MEZCLAS DE CONCRETCON LA SUSTITUCIÓN PARCIAL DEL CEMENTO ADICIONADO P OR ARENA DE SÍLICE.
UNIVERSIDAD CENTROCCIDENTAL
“LISANDRO ALVARADO”
DECANATO DE INGENIERIA CIVIL
"DETERMINACION DE LA INFLUENCIA SOBRE LA RESISTENCIA A COMPRESIÓN A LOS 28, 56, Y 90 DÍAS DE MEZCLAS DE CONCRETCON LA SUSTITUCIÓN PARCIAL DEL CEMENTO ADICIONADO P OR ARENA DE SÍLICE.
Elaborado por:
Br. VICTOR CRESPO
Br. EDWIN ALEXADER MOGOLLON
TUTOR: Ing. Alejandro Giménez.
Barquisimeto, 2014
DE LA INFLUENCIA SOBRE LA RESISTENCIA A COMPRESIÓN A LOS 28, 56, Y 90 DÍAS DE MEZCLAS DE CONCRETO CON LA SUSTITUCIÓN PARCIAL DEL CEMENTO ADICIONADO P OR
AGRADECIMIENTOS
Primeramente queremos agradecer a Dios, por habernos guiado a lo largo de
nuestra carrera, por ser nuestra fortaleza en los momentos difíciles y brindarnos una
vida llena de gratos momentos y darnos la oportunidad de cumplir una de las metas
más importantes de nuestras vidas.
A la Universidad Centroccidental "Lisandro Alvarado" por ser nuestra casa
de estudios, permitiendo nuestra formación como profesionales integrales, resaltando
la ética, valores y el compromiso con nuestro país.
Queremos agradecer de la forma más sincera posible a todas y cada una de las
personas que prestaron su apoyo de forma incondicional para el desarrollo del
presente trabajo de grado brindándonos su colaboración y motivación haciendo de
alguna forma nuestro trabajo más sencillo, entre los cuales se encuentran nuestro tutor
y amigo Profesor Alejandro Giménez por guiarnos en esta etapa de la carrera y
habernos brindado de manera gentil sus conocimientos a lo largo de todo nuestro
trabajo.
Al Técnico Héctor Encinoza, por su valiosa colaboración, asesoría y
dedicación durante cada uno de los ensayos realizados en el Laboratorio de
Materiales de Construcción.
A todos nuestros compañeros, amigo y familiares queremos darle las gracias por ser
parte de este gran logro.
Víctor Crespo y Edwin Mogollón
DEDICATORIA
En primer lugar quiero agradecer a mi DIOS bueno y verdadero
JESUCRISTO por permitirme gozar de una buena vida llena de salud y colocar en
mi camino a todas las grandes personas que de una u otra forma formaron parte
fundamental en alcanzar una de las muchas metas pautadas.
A mi madre Silvia de Mora por apoyo incondicional en cada uno de los
momentos difíciles en esta etapa de mi vida, dándome ánimos en cada momento,
recordándome que uno puede transformar su destino con las acciones que ejercemos.
Muchas gracias mama no tengo como pagar tanto amor y sacrificio.
A mis hermanos Cristina, Marlín, David por siempre apoyarme en todo y
demostrar su cariño de las maneras posibles esto es parte de ustedes.
A mí cuñado Erizón y amigo Luis Morillo y Exequiel Mora por ser
excelentes personas la cuales han sido incondicionales, serviciales, buenas para
conmigo, apoyándome en todo momento y más aun por siempre animarme y darme
palabras de aliento cuando las necesite.
A mis amigos y panas Marcelinicus quintus meridius, el pequeño Juan,
Llijad , Víctor (margaro), Didson, Carlos (mamera), Carlos (Mr. burns), imanuel
(panadeiro) por siempre compartir los buenos y malos momentos pero siempre con
una buena aptitud, dando lo mejor para ser en algún momento de la vida los mejores.
A madre, padre y hermana Marlene y Tomas, Patricia, por siempre recibirme
en su casa con la mejor disposición del mundo gracias por ser tan generosos y
amables para conmigo.
Y por ultimo pero no menos importante a mi novia Leiddy por ser tan
amorosa conmigo, por darme apoyo en cada momento desde que estamos juntos y
más aun por comprenderme siempre. Por todo eso y más quiero decirte que eres la
mujer perfecta.
DEDICATORIA
A Jesús, María y José, por estar presentes día a día en cada momento de mi
vida, llenándome de bendiciones, salud y fuerzas para seguir adelante, superando los
obstáculos que se presentan a lo largo de mi camino y permitir alcanzar el éxito.
A mi madre Madeleine Mogollón, por la educación que me ha dado, basada
en valores, respeto y amor. Gracias a usted he llegado a esta gran etapa de mi carrera.
Sin su apoyo incondicional, su gran esfuerzo, palabras de aliento y confianza en mí,
esto no sería posible. Mi logro lo comparto con usted así como he compartido el
amor mutuo del lazo que nos une. Te admiro madre.
A mis hermanas y hermanos Maigle, Raudy, Yiretzi, Wilmer, Lisbeth, Edgar
y Jorge por los sabios consejos y ayudarme en todo lo que fue posible a lo largo de
mi carrera sin esperar nada a cambio, es una bendición tenerlos a todos, los quiero
mucho.
A mí cuñado Carlos, Sobrina Camila y sobrino Jorge por tenerme presente y
brindarme su apoyo.
A la memoria de quien fue una persona muy especial para mí, Sra Petra Pérez,
quien me hizo sentir como un miembro más de su familia en su hogar, brindándome
momentos de alegría con sus lindas ocurrencias, Te extrañamos.
A mis amigas y amigos Jeaneth, Aura, Armanda, Anamileth, Gisela, Mirla,
Yadira, Felenny, Fabiola, Kleiwer, Octavio, Jhon, Marcelino, Didson, Frerikson,
José Miguel y Hugo con quienes he compartido grandes e importantes momentos.
A todas aquellas personas que formaron parte de mi vida y me motivaron para
lograr este mérito. A TODOS, muchísimas gracias por ser parte de este gran logro.
Edwin Mogollón
INDICE GENERAL
Pag. RESUMEN……………………………………………………………………….. I
INTRODUCCIÓN………………………………………………………………... 1
CAPITULO I. EL PROBLEMA
Planteamiento del Problema……………………………………………………… 3
Objetivos de la investigación…………………………………………………….. 6
Objetivo General……………………………………………………………......... 6
Objetivos Específicos….…………………………………………………………. 6
Justificación………………………………………………………………………. 7
Alcances………………………………………………………………………….. 8
Limitaciones……………………………………………………………………… 9
CAPITULO II. MARCO TEÓRICO
Antecedentes de la Investigación………………………………………………… 10
Bases Teóricas……………………………………………………………………. 16
Componentes De Concretos Convencionales……………………………………. 16
Definición De Términos Básicos………………………………………………… 23
CAPITULO III. MARCO METODOLÓGICO
Tipo de Investigación…………………………………………………………….. 25
Método de Diseño………………………………………………………………... 27
Composición de la Mezcla……………………………………………………….. 27
Mezcla Patrón…………………………………………………………………….. 28
Caracterización de los Agregados………………………………………………... 28
Caracterización de la Arena de Sílice…………………………………………….. 36
Granulometría…………………………………………………………………….. 36
Evaluación Física de las mezclas en estado fresco……………………………….. 39
Evaluación Mecánica de las mezclas en estado endurecido……………………… 41
CAPITULO IV. ANALISIS DE RESULTADOS
Análisis E Interpretación de los Resultados……………………………………… 43
Caracterización de los Agregados………………………………………………... 43
Propiedades del Concreto en Estado Fresco……………………………………… 47
Asentamiento…………………………………………………………………... 47
Peso Unitario…………………………………………………………………... 48
Propiedades Del Concreto En Estado Endurecido……………………………….. 49
Resistencia a la Compresión.…………………………………………………... 49
Criterio De Aceptación Y Rechazo………………………………………………. 54
CAPITULO V. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
Conclusiones……………………………………………………………………... 58
Recomendaciones………………………………………………………………… 60
REFERENCIAS BIBLIOGRAFÍCAS...…………………………………………. 61
FIGURAS………………………………………………………………………… 64
ANEXOS…………………………………………………………………………. 74
INDICE DE FIGURAS
FIGURAS Pag.
Figura N° 1. Método de Cuarteo para agregado fino……………………………... 64
Figura N° 2. Método de Cuarteo para agregado grueso…………………………... 64
Figura N° 3. Tamizadora para agregado fino……………………………………... 64
Figura N° 4. Tamizado para agregado grueso…………………………………….. 64
Figura N° 5. Peso de agregado grueso seco………………………………………. 65
Figura N° 6. Agregado fino y grueso sumergido…………………………………. 65
Figura N° 7. Agregado grueso Sss………………………………………………... 65
Figura N° 8. Balanza Hidrostatica………………………………………………... 65
Figura N° 9. Secado en hornilla, agregado grueso………………………………... 66
Figura N° 10. Agredo fino Sss……………………………………………………. 66
Figura N° 11. Peso de agregado fino seco……………………………………….. 66
Figura N° 12. Matraz de chapman………………………………………………... 67
Figura N° 13. Secado en hornilla, agregado fino…………………………………. 67
Figura N° 14. Secado en hornilla, agregado grueso………………………………. 67
Figura N° 15. Envase con muestra suelta para agragdo Fino……………………. 68
Figura N° 16. Envase con muestra suelta para agregado fino……………………. 68
Figura N° 17. Envase con muestra compactada para agregado fino…………….. 68
Figura N° 18. Envase con muestra compactada para agregado grueso…………... 69
Figura N° 19. Ensayo de cloruro de sulfato………………………………………. 69
Figura N° 20. Ensayo de cloruro de sulfato………………………………………. 69
Figura N° 21. Lavado del agrgado fino…………………………………………… 69
Figura N° 22. Lavado del agrgado grueso………………………………………... 69
Figura N° 23. Mezclado de concreto……………………………………………... 70
Figura N° 24. Compactacion del concreto en cono de ABRAMS……………….. 70
Figura N° 25. Medicion del asentamiento de la mezcla de concreto……………... 70
Figura N° 26. Mezclado de concreto……………………………………………... 71
Figura N° 27. compactacion de la mezcla en los moldes normalizados…………. 71
Figura N° 28. Colocacion de la mezcla en los moldes normalizados……………. 71
Figura N° 29. Fraguado de la mezcla……………………………………………... 72
Figura N° 30. cilindros sumergidos………………………………………………. 72
Figura N° 31. Compresion de provetas en prensa Universal……………………... 72
Figura N° 32. Lectura de carga aplicada………………………………………….. 72
INDICE DE CUADROS
CAPÍTULO III Pag.
Cuadro N° 1. Ensayo de Granulometría…………………………………………... 29
Cuadro N° 2. Ensayo de Peso Específico Agregado Grueso……………………... 30
Cuadro N° 3. Ensayo de Peso Específico Agregado Fino………………………... 31
Cuadro N° 4. Ensayo de Peso Unitario de los Agregados………………………... 32
Cuadro N° 5. Ensayo de Impurezas Orgánicas...…………………………………. 33
Cuadro N° 6. Ensayo de Cloruros y Sulfatos……………………………………... 34
Cuadro N° 7. Ensayo del Material más fino que el cedazo #200…………………. 35
Cuadro N° 8. Método de Mezcla de Concreto……..……………………………. 38
Cuadro N° 9. Ensayo de Asentamiento…………………………………………… 39
Cuadro N° 10. Ensayo de Peso Unitario de los agregados………………………. 40
Cuadro N° 11. Ensayo de Compresión de cilindros de Concreto.………………... 41
INDICE DE GRAFICOS
CAPÍTULO IV Pag.
Gráfico N˚ 1. Granulometría del Agregado Grueso………………………………. 44
Gráfico N˚ 2. Granulometría del Agregado Fino…………………………………. 46
Gráfico N˚ 3. Asentamiento………………………………………………………. 47
Gráfico N˚ 4. Peso unitario de las mezcla de estudio…………………………….. 48
Gráfico N˚ 5. Resistencia a compresión a los 28 días…………………………….. 50
Gráfico N˚ 6. Resistencia a compresión a los 56 días…………………………….. 51
Gráfico N˚ 7. Resistencia a compresión a los 90 días…………………………….. 52
Gráfico N˚ 8. Resistencia a compresión de las diferentes mezclas de estudio…… 53
Gráfico N˚ 9. Evaluación de las mezclas a los 28 días…………………………… 54
Gráfico N˚ 10. Evaluación de las mezclas a los 28 días…………………………. 55
Gráfico N˚ 11. Evaluación de las mezclas a los 56 días…………………………. 55
Gráfico N˚ 12. Evaluación de las mezclas a los 56 días…………………………. 56
Gráfico N˚ 13. Evaluación de las mezclas a los 90 días………………………….. 56
Gráfico N˚ 14. Evaluación de las mezclas a los 90 días………………………….. 57
ANEXOS
Gráfico N˚ 9. Combinación de agregados β………………………………………. 80
INDICE DE TABLAS
CAPÍTULO III Pag.
Tabla N° 1. Granulometría de Arena de Sílice…………………………………… 36
Tabla N° 2. Dosificación para concreto 250 Kg/cm2 PATRON………………….. 37
Tabla N° 3. Dosificación para concreto 250 Kg/cm2 SUSTITUCION…………… 37
CAPITULO IV
Tabla N° 4. Caracterización del Agregado Grueso……………………………….. 43
Tabla N° 5. Caracterización del Agregado Fino………………………………….. 45
ANEXOS
Tabla N° 6. Granulometría del Agregado Grueso………………………………… 74
Tabla N° 7. Granulometría del Agregado Fino…………………………………… 74
Tabla N° 8. Peso Específico y Absorción del Agregado Grueso………………… 75
Tabla N° 9. Peso Específico y Absorción del Agregado Fino…………………… 75
Tabla N° 10.Peso Unitario Suelto y Compacto del Agregado Grueso…………... 76
Tabla N° 11. Peso Unitario Suelto y Compacto del Agregado Fino……………… 76
Tabla N° 12. Valores Usuales de las Relaciones Peso/Volumen de los Agregados no Livianos………………………………………………………………………...
77
Tabla N° 13. Material más Fino que el Cedazo #200. Agregado Grueso………… 77
Tabla N° 14. Material más Fino que el Cedazo #200. Agregado Fino…………… 77
Tabla N° 15. Impurezas Orgánicas……………………………………………….. 78
Tabla N° 16. Agua de Mezclado………………………………………………….. 85
Tabla N° 17. Resistencia a la Compresión y Relación Agua Cemento………….. 86
Tabla N° 18. Volumen de Agregado Grueso Para un Volumen Unitario de Concreto…………………………………………………………………………...
86
Tabla N° 19. Corrección Higroscópica Para F’c 250 Kg/Cm2…………………… 90
Tabla N° 20. Asentamiento Para F’c 250 Kg/Cm2……………………………….. 91
Tabla N° 21. Peso Unitario Para F’c 250 Kg/Cm2……………………………….. 91
Tabla N° 22. Resistencia a Compresión Para f’c 250 Kg/cm2 a los 28 días……... 92
Tabla N° 23. Resistencia a Compresión Para f’c 250 Kg/cm2 a los 56 días……... 93
Tabla N° 24. Resistencia a Compresión Para f’c 250 Kg/cm2 a los 90 días……... 94
"DETERMINACION DE LA INFLUENCIA SOBRE LA RESISTENC IA A COMPRESIÓN A LOS 28, 56, Y 90 DÍAS DE MEZCLAS DE CONCRETO CON LA SUSTITUCIÓN PARCIAL DEL CEMENTO ADICIONADO P OR ARENA DE SÍLICE”.
Elaborado por:
Br. CRESPO VICTOR Br. MOGOLLON EDWIN ALEXADER
TUTOR: Ing. Alejandro Giménez. Departamento de Construcción
RESUMEN
El presente trabajo de investigación tiene como finalidad evaluar el comportamiento de las propiedades físicas y mecánicas de mezclas de concreto de resistencia normales utilizados en elementos estructurales, sustituyendo parte del peso del cemento por arena de sílice. Para ello, se realizaron diseños de mezclas tomando como variable fija la resistencia de diseño, asentamiento y el tamaño del agregado a utilizar determinando la relación agua-cemento. Esto, siguiendo la metodología establecida por Joaquín Porrero en el Manual del Concreto Estructural, de acuerdo a la Norma COVENIN 1753-03 y el método ACI. Las propiedades físicas estudiadas en las diversas mezclas en estado fresco fueron asentamiento y peso unitario. Por otra parte, las propiedades mecánicas en estado endurecido fueron la resistencia a la compresión. El tipo de cemento empleado para la ejecución del estudio fue CPCA 2 mientras que la adición considerada fue arena de sílice. Para lograr el estudio, fue necesario elaborar cilindros normalizados de concreto los cuales fueron ensayados a compresión, a veintiocho (28), cincuenta y seis (56) y noventa (90) días. Los resultados obtenidos se analizaron y compararon con las Normas COVENIN, para determinar si los ensayos realizados a las mezclas de concreto durante su confección se encontraban dentro de los límites establecidos. Durante el proceso se observó la evolución de las mezcla a diferentes edades establecidas con sus respectivas resistencias alcanzadas. Evidenciando incrementos de resistencia, destacando que los métodos utilizados para la mezcla patrón cumplieron con las expectativas establecidas al comienzo de presente trabajo dando respuesta a muchas interrogantes sobre su utilización en obras para elementos estructurales. En cuanto a la utilización de los métodos con sus respectiva sustitución, se observa que el método porrero cumple con los parámetros presentando incrementos de resistencias aunque menores que su mezcla patrón, en cambio para el método ACI no es recomendable ya que para ninguna de las edades la adición no reacciono de la manera esperada asumiendo que para este método su velocidad es muy baja como para implementarlo en obras que es el objetivo de todas las investigaciones que se realizan en la actualidad, ya que eso permite conocer las cualidades de los materiales empleados actualmente.
Palabras claves: diseño de mezcla, asentamiento, arena de sílice, cementos adicionados y resistencia a compresión.
INTRODUCCIÓN
En los últimos años se han intensificado investigaciones relacionadas con el
mejoramiento de los materiales utilizados en obras de ingeniería, con el objeto de
mejorar sus propiedades y disminuir el costo de fabricación y los que en su
utilización implique. Una de las últimas tecnologías desarrolladas con muchas
aplicaciones en este campo es la utilización de cementos adicionados y la
incorporación de humo de sílice, cenizas volantes, escorias de alto horno o de
fundición y las cenizas de cascaras de arroz, ya que en la actualidad se han estado
probando nuevas relaciones con diferentes productos, buscando un mejor desempeño
en obra y logrando de esta manera corregir algunos de los innumerables problemas
que atacan a las edificaciones y medio ambiente.
Es en el marco de esta tecnología que se desarrolla el presente trabajo, que
tiene como objetivo principal la determinación de la influencia sobre la resistencia
mecánica y las propiedades físicas de concretos modificados con la incorporación de
arena de sílice y cementos adicionados, para ello, se realizaran diseños de mezclas
utilizando la aplicación de los métodos planteados en el Manual de Concreto
Estructural y ACI cumpliendo con lo establecido en la norma COVENIN. (1753-03)
Las adiciones pueden ser añadidas a la mezcla de concreto como un cemento
o como un ingrediente dosificado pero necesitan cumplir con normas establecidas
para su uso en el concreto, Entre las adiciones se puede considerar el arena de sílice,
partículas finas que cuando se le añade al concreto, físicamente llena los espacios
vacíos entre las partículas de cemento obteniéndose un concreto extremadamente
denso e impermeable y a su vez mejora la durabilidad y la resistencia.
También se encuentran los cementos adicionado, es decir, aquellos logrados
restando una porción al portland e incorporando otros aditivos de adhesión, por
ejemplo, mas piedra caliza triturada, pero sin ser sometida a altas temperaturas.
En Venezuela aunque pudiera colaborar a degradar menos el ambiente, la
razón para fabricar cementos adicionados es el déficit que existe del producto, se
desconocen las razones por las cuales el cemento tradicional ha desaparecido, no se
sabe si es un problema de producción, comercialización o de materia prima. Dada
esta condición, producir cementos adicionados puede ser una solución al problema
por que ahorra materia prima y contamina menos el ambiente. En nuestro país se
están produciendo dos tipos de cementos adicionados el CPCA1 y el CPCA2 la
diferencia es que uno contiene mayor porcentaje de adición que el otro.
Para determinar la influencia de sílice y cementos adicionados en el concreto,
se realiza un trabajo experimental que consiste en la inspección visual de la mezcla en
cuanto a su trabajabilidad, asentamiento y también en la resistencia mecánica, el cual
consta de un ensayo de inmersión de pequeños cilindros normalizado de concreto la
cual después de un proceso de curado habiendo cumplido con el tiempo estipulado
son ensayados a compresión, Al finalizar los ensayos, se analizan los resultados
obtenidos y se verifica si cumple con los requerimientos de resistencia y se decide
cuál de las mezclas elaboradas por ambos métodos es la más conveniente.
CAPITULO I
EL PROBLEMA
Planteamiento del Problema
En nuestro país durante años se ha utilizado el cemento como elemento
primordial en todos los trabajos relacionado con la construcción, durante ese tiempo
los adelantos tecnológicos y los requerimientos de obras han influido en la creación
de nuevos materiales que han implicado el estudio exhaustivo de las propiedades del
cemento usado tradicionalmente para garantizar su resistencia, durabilidad,
trabajabilidad entre otras.
El cemento es el componente activo del concreto e influye en todas las
característica de este material, constituye aproximadamente un 20 % del peso del
concreto y se obtiene a partir de materias primas abundantes en la naturaleza, Cuando
se habla de cemento implícitamente se alude al cemento portland ya que es usado
exclusivamente con fines estructurales y que presenta una muy buena calidad. El
cemento portland es una especie de cal hidráulica perfeccionada, se produce haciendo
la combinación de materias de carácter acido provenientes de arcillas con otras de
carácter básico aportadas por calizas.
Existen diversos tipo de cemento, el portland debido a sus propiedades y
composición ha marcado pauta en todas las obras a nivel nacional por su
confiabilidad, que al mezclarlos con agua, agregado fino (arena), agregado grueso
(piedra) y en algunos casos la incorporación de un cuarto componente denominado
aditivo, que mejora algunas de sus propiedades, produce una pasta que al reaccionar
químicamente da vida a lo que denominamos concreto.
De esta manera la unión de los componentes antes mencionados del concreto
producen una masa plástica y fluida que en estado fresco adopta casi cualquier forma,
esta mezcla puede ser colocada y moldeada con relativa facilidad, pero gradualmente
pierde esta característica y al cabo de algún tiempo se vuelve rígida y comienza a
adquirir las propiedades, aspecto y comportamiento de un cuerpo solido, para
convertirse finalmente en el material mecánicamente resistente que es el concreto
endurecido.
También se encuentran los cementos adicionado, es decir, aquellos logrados
restando una porción al portland e incorporando otros aditivos de adhesión, por
ejemplo, mas piedra caliza triturada, pero sin ser sometida a altas temperaturas. Si le
quitamos algunos componentes mineralógicos al cemento y le adicionamos caliza, las
propiedades químicas y alcalinas tienden a variar de manera significativas.
Los cementos adicionados son un tema novedoso y se ha convertido en un
fenómeno mundial ya que las industrias cementeras son altamente contaminantes por
su producción de dióxido de carbono (CO2), entre otros elementos. En la búsqueda
de la disminución de emanación de este agente contaminante, se comienza a producir
internacionalmente lo que se denomina cemento adicionado. Con esto se busca
evaluar el comportamiento de dichos cementos en la elaboración de concreto armado,
ya que este material sirve para levantar estructuras de las cuales deben garantizarse
resistencia, durabilidad y seguridad.
En Venezuela aunque pudiera colaborar a degradar menos el ambiente, la
razón para fabricar cementos adicionados es el déficit que existe del producto, se
desconocen las razones por las cuales el cemento tradicional ha desaparecido, no se
sabe si es un problema de producción, comercialización o de materia prima.
Dada esta condición, producir cementos adicionados puede ser una solución al
problema por que ahorra materia prima y contamina menos el ambiente. En nuestro
país se están produciendo dos tipos de cementos adicionados el (CPCA 1) y el
(CPCA 2) la diferencia es que uno contiene mayor porcentaje de adición que el otro.
Por todo lo expuesto anteriormente, se establece que la finalidad de esta
investigación es hacer uso de cementos adicionados e incorporar el arena de sílice en
la dosificación de mezclas de concreto, para obtener una mezcla alternativa que
contribuya a disminuir los factores dañinos al medio ambiente y comparar sus
características físicas y propiedades (resistencia, manejabilidad, entre otras) con
respecto a las de una mezcla patrón tradicional.
Es por ello que los profesionales de la Ingeniería Civil deben asumir el reto de
poner en práctica nuevas tecnologías haciendo uso de subproductos industriales, para
responder satisfactoriamente las exigencias de la construcción y de esta manera
determinar cuan confiable y útil seria la combinación de la incorporación de arena de
sílice y cementos adicionados (CPCA 2) en el comportamiento físico-mecánico de las
muestras de cemento.
OBJETIVOS DE LA INVESTIGACION
Objetivo General
• Evaluar la influencia sobre la resistencia a compresión a los 28, 56, y 90 días
de mezclas de concreto con la sustitución parcial del cemento adicionado por
arena de sílice.
Objetivos Específicos
• Diseñar y elaborar mezclas de concreto utilizando el método PORRERO con
sustitución del 15% de arena de sílice para resistencia de 250 kg/cm2.
• Diseñar y elaborar mezclas de concreto utilizando el método ACI con
sustitución del 15% de arena de sílice para resistencia de 250 kg/cm2.
• Evaluación física de mezclas de concreto con sustitución del 15% de arena
de sílice para resistencia de 250 kg/cm2.
• Evaluación mecánica de mezclas de concreto con sustitución del 15% de
arena de sílice para resistencia de 250 kg/cm2.
• Comparación de mezclas patrón con las evaluadas
JUSTIFICACIÓN
En el área de la construcción se ha utilizado el cemento como elemento
primordial en los trabajos relacionado con las obras civiles y ha surgido la necesidad
de mejorar la calidad del concreto, por tal motivo el ingeniero civil debe estar en la
capacidad de proponer el uso de diferentes adiciones en mezclas de concreto que
puedan brindar soluciones tomando en consideración los costos y medio ambiente.
El concreto empleado en la construcción está conformado por: agregados (fino
y grueso), agua y cemento. Este concreto es de tipo convencional pero puede ser
transformado en concreto de alta resistencia al agregarle aditivos y adiciones en su
composición. Los primeros se encargan de mejorar las propiedades de la mezcla
antes, durante y después de la elaboración de la misma, mientras que las adiciones
son un subproducto industrial, integrados por granos sumamente pequeños, con una
finura similar a la del cemento que se emplean generalmente como material
reemplazante del mismo, contribuyendo en el incremento de las resistencias a
compresión y garantizando la durabilidad de las estructuras.
Entre las adiciones más comunes se pueden mencionar las escorias de alto
horno, el polvo de cuarzo, la cascarilla de arroz, las cenizas volantes y por supuesto el
polvo de sílice.
Por ello, esta investigación se enfoca en desarrollar nuevas opciones
para el mejoramiento de las características del concreto, mediante la incorporación de
polvo de sílice y cementos adicionados en su composición. De esta manera, se
aportan nuevos resultados técnicos que podrán ser empleados como materiales de
consulta por los estudiantes y profesionales del área, además de impulsar el desarrollo
de edificaciones con materiales novedosos.
ALCANCES
Esta investigación se desarrollará en los Laboratorios de la Universidad
Centroccidental Lisandro Alvarado, con el fin de evaluar la utilización del arena de
sílice como sustituto parcial del cemento. El estudio tiene la finalidad de ofrecer una
mezcla de concreto innovadora y ecológica en el ámbito de la construcción.
Los diseños de mezcla estudiados cumplirán con las siguientes descripciones:
Resistencia del Concreto Fc'= 250Kg/cm2 se sustituirá parcialmente el cemento en un
15% para cada diseño.
Es importante mencionar que el polvo de sílice será empleado sin proceso de
tamizado previo, es decir, tal cual como se obtiene en la empresa procesadora.
En relación a todo lo anterior, el análisis de este trabajo está enfocado en la
comparación de las propiedades de la mezcla patrón con las elaboradas haciendo uso
de adiciones de arena de sílice, y a su vez recomendar su uso.
LIMITACIONES
No se pudo evaluar una mayor cantidad de probetas con respaldado estadístico debido
a:
• Los costó y disponibilidad asociados a los materiales (cemento y agregados)
a utilizar para la elaboración de las mezcla.
• Cantidad de equipos y espacio físicos insuficientes para la confección de las
probetas y el curado de las mismas.
Sin embargo se realizó una caracterización de las mezclas de concreto a evaluar con
el número mínimo recomendado.
CAPITULO II
MARCO TEÓRICO
ANTECEDENTES DE LA INVESTIGACIÓN
En la antigüedad las civilizaciones preocupadas por mejorar su condición de
vida debido al crecimiento poblacional adoptaron nuevas técnicas o métodos de
construcción que obligo la utilización de nuevos materiales que pudiesen satisfacer
sus necesidades a corto, mediano o largo plazo. Los romanos conocían sobre la
actividad de la ceniza volcánica, cuando ella se combinaba con la cal. De hecho esa
mezcla era usada en sus construcciones de las cuales hoy perduran ejemplos
admirables. En el siglo XX, la producción de cementos adicionados ha sido
practicada por muchas décadas, particularmente en Europa, pero también en Japón y
en la India y en la actualidad se realiza estas incorporaciones en nuestro país. El uso
de la escoria granulada de altos hornos también tiene una historia de más de cien
años, desde cuando las industrias del hierro y el acero de Europa central y occidental
operaron sus propias fábricas de cemento. En cuanto a cementos con puzolanas
naturales su uso ha sido muy arraigado por varias décadas en Grecia e Italia,
prácticamente en todas las construcciones de concreto, y hoy su uso es generalizado
en muchos países del mundo (Salamanca, 2000).
Los cementos adicionados son mezclas de Clinker de cemento portland,
sulfato de calcio (yeso) y adiciones minerales; estos cementos pueden ser producidos
por molienda conjunta de esos componentes o por la mezcla de los componentes
finamente molidos. Entre las adiciones minerales de uso más frecuentes se encuentran
las adiciones Puzolánicas, las cuales son adiciones que sólo endurecen en la presencia
de Clinker de cemento portland, debido a que la reacción ocurre entre los silicatos
activos del material puzolánico y el hidróxido de calcio liberado por el Clinker en el
transcurso de la hidratación. Los materiales más comunes pertenecientes a este grupo
son: la puzolana natural, por lo general de origen volcánico y la ceniza volante
(Salamanca, 2000). Las razones para el uso de los cementos adicionados se ha
venido incrementado por múltiples motivos entre los cuales se destaca, el
mejoramiento de las propiedades del cemento y de su calidad, la posibilidad de
producir cementos especiales para aplicaciones específicas, la opción de usar
subproductos de otras industrias, entre otros.
Blarasin, A. (2011); En la presente investigación se evaluó el
comportamiento físico y mecánico de los concretos de altas resistencia, variando la
granulometría y sustituyendo dosis de cemento por arena de sílice para esto se
elaboraron diseños experimentales de mezclas con diferentes dosificaciones, para
estudiar las propiedades del concreto variando la granulometría de los agregados.
Todos los diseños de mezcla fueron realizados siguiendo la metodológica descrita en
el Manual de Concreto estructural Conforme a Norma COVENIN 1753:03 de Joaquín
Porrero S. Se elaboraron dos probetas cilíndricas por mezclas de 10cm de diámetro y
20cm diámetro y 20 cm altura para ser ensayados a compresión a los 3, 7, 14, 28, 56,
90 días además se realizaron dos probetas cilíndricas por mezclas de 15cm de
diámetro y 30 cm de altura para ser ensayadas a tracción indirecta a los 28 días.
También se realizaron probetas de 10 cm de diámetro y 5 cm de altura
aproximadamente, para analizar la porosidad; así como los correspondientes ensayos
de los agregados. Los resultados de la pruebas se tabularon, analizaron y compararon
con la Norma COVENIN, ACI y el manual DURAR - CYTED (1998) para
comprobar si el concreto elaborado y sus ensayos cumplían con los límites
establecidos por la norma correspondiente, obteniéndose resistencia de 595.80 y
250.60 Kg/cm2 en mezclas patrón y de 659.75 y 385 kg/cm2 en mezclas con
adiciones como valores mínimos y máximos a compresión y 62.5 y 15.69 Kg/cm2
para sus similares en tracción indirecta. Además de catalogar el concreto de buena
calidad y compacidad apto para ambientes agresivos al alcanzar valores inferiores a
10 en porosidad total.
Kratz, M. (2008); La obtención de hormigones de alta resistencia requiere el
empleo de altas dosis de cemento de clase resistente elevada, lo que puede conducir a
pastas viscosas y a valores elevados del calor de fraguado, con el consiguiente peligro
de fisuración de los elementos de hormigón. Por ello, casi siempre es necesario
sustituir una parte del cemento por ciertas adiciones minerales, especialmente arena
de sílice. El concreto ultra resistente se plantea que es aquel que posee una textura
especialmente compacta con una granulometría máxima de <1 mm. En función del
empleo de agregados muy finos así como la adición de arena de sílice, este concreto
alcanza una resistencia a la compresión de más de 150 N/mm2. Otra característica del
concreto ultra resistente es la baja relación agua/cementante. Para alcanzar valores
<0.2 y a la vez asegurar una buena capacidad de procesamiento, se deben adicionar
fluidificantes de altas prestaciones. Sin embargo, los concretos ultra resistentes sin
refuerzo, como lo demostraron los ensayos, presentan una falla de fragilidad súbita y
una baja resistencia a la tensión con relación a la resistencia a la compresión. Para
alcanzar una suficiente ductilidad, se requiere adicionar fibras de acero,
eventualmente también en combinación con fibras de polipropileno. Para garantizar
una suficiente homogenización del material, se requieren procedimientos de mezcla
controlables y ante todo, reproducible; el mismo material de construcción puede
presentar diferentes propiedades según el modo de producción. Por esta razón es
importante unificar el proceso de fabricación.
Byung-Wan, J. (2007); En la universidad Hanyang, Seoul-Korea, se estudió
la elaboración de un mortero de cemento con nano sílice, en donde especifican lo
siguiente, el sílice amorfo o vítreo, que es el componente principal de una puzolana,
reacciona con el hidróxido de calcio (resultante de la hidratación del silicato de
calcio). La tasa de la reacción puzolánica es proporcional al área disponible para la
reacción. Esta área aumenta con nano partículas, de ahí que sea posible agregar nano-
SiO2, con el propósito de mejorar el desempeño del concreto. Fueron evaluadas las
resistencias de mortero de cemento con diferentes proporciones agua-cemento (a/c).
Estas proporciones fueron 0.23, 0.25, 0.32, 0.35 y 0.48, y cuatro contenidos de nano
sílice: 3, 6, 9 y 12% por peso de cemento. Los resultados fueron comparados con las
resistencias a la compresión de mortero de cemento con la adición de arena de sílice
también evaluada a una relación a/c de 0.35 y tres contenidos de arena de sílice: 5, 10
y 15% por peso de cemento. Los resultados experimentales muestran que las
resistencias a la compresión de morteros con nano sílice fueron todos más altos que
aquellos conteniendo arena de sílice a los 7 y 28 días. Las nano-partículas mostraron
ser mejores en incrementar la resistencia que la arena de sílice.
Montoya, M. (2009); En este proyecto se identifica la reacción entre sílices
de diferentes tamaños de partículas, tal como el humo de sílice ( microsilice) y el
pirosil (sílice porosa) y el cemento portland cemento portland tipo III por métodos de
caracterización como difreccion de rayos x y ensayos de resistencias mecánicas para
cuantificar el incremento en las resistencias a la compresión y así reconocer y
cuantificar las mejoras en las propiedades que le atribuye las diversas sílices a la
mezcla cementicias.
Los resultados mostraron que la reacción entre las dos sílices y el hidróxido
de calcio del cemento aumentan las resistencias mecánicas y además hacen que su
reacción con el hidróxido de calcio forme complejos de silicatos cálcicos, factor que
se ve incrementado en ambos casos por el carácter amorfo de los materiales utilizados
y el área superficial, siendo la de pirosil 140 veces más alta que la del cemento, la
cual favorece la reactividad y aumenta su carácter puzolánico.
Finalmente las resistencias desarrolladas por el humo de sílice permiten
demostrar que después de un 10 % de sustitución esta ya no es efectiva, ya que las
resistencias disminuyen frente a una muestra patrón, lo que lleva a concluir que la
situación óptima de humo de sílice es del 10% mientras que para el pirosil las
resistencias constituyen un dato prometedor inclusive para adiciones de tan solo 5%
esto debido a la densificación de la matriz que le proporciona mayores resistencias a
la compresión con incrementos hasta el 20 % a 28 días de curado, pero con la
desventaja de que la demanda de agua se incrementa a causa de la reologia misma del
pirosil.
Con las adiciones activas se busca mejorar propiedades en el cemento portland
como el desarrollo de resistencias, el desarrollo de calor de hidratación y la
durabilidad. Estas mejoras pueden lograrse de manera aceptable con adiciones más o
menos conocidas como el humo de sílice, las cenizas volantes, el metacaolin y las
cenizas de la cascarilla de arroz entre otras.
Cada día los cementos, como el resto de materiales ingenieriles, se les exige
un mejor desempeño en cuanto a la resistencia mecánicas y al ataque de agentes
agresores, es por esto, que algunos investigadores en el mundo han realizado ensayos
adicionales.
En general los resultados de resistencia mecánica han sido muy
prometedores, algunos de los cuales han estado por encima de los obtenidos con la
adición más utilizada en el mundo hoy en día que es el humo de sílice, evaluando el
desempeño mecánico de un cemento portland tipo III al ser adicionado con sílice de
diferentes tamaños de partícula buscando desarrollar un producto de alto desempeño a
costo razonable.
Bolívar, N. Gómez, R. González, N. (2012); El presente trabajo de
investigación tiene como finalidad evaluar el comportamiento de las propiedades
físicas y mecánicas de mezclas de concreto de altas resistencias, sustituyendo parte
del cemento por arena de sílice. Para ello, se realizaron diseños de mezclas tomando
como variable fija las resistencias de diseño y determinando las diferentes relaciones
agua-cemento. Esto, siguiendo la metodología establecida por Joaquín Porrero en el
Manual del Concreto Estructural, de acuerdo a la Norma COVENIN 1753-03.
Las propiedades físicas estudiadas en las diversas mezclas en estado fresco
fueron asentamiento, peso unitario y tiempo de fraguado. Por otra parte, las
propiedades mecánicas en estado endurecido fueron la resistencia a la compresión,
porosidad e índice de actividad Puzolánica.
El tipo de cemento empleado para la ejecución del estudio fue Portland Tipo I
mientras que la adición considerada fue arena de sílice.
Para lograr el estudio, fue necesario elaborar cilindros normalizados de
concreto los cuales fueron ensayados a compresión, a siete (07) y veintiocho (28)
días. También se realizaron probetas cilíndricas de diez centímetros de diámetro y
cinco centímetros de altura para realizar el estudio de la porosidad, además de
probetas cubicas de cinco centímetros de lado, las cuales se emplearon para
determinar el Índice de Actividad Puzolánica. Los resultados obtenidos se analizaron
y compararon con las Normas COVENIN y el Manual DURAR-CYTED, para
determinar si los ensayos realizados a las mezclas de concreto se encontraban dentro
de los límites establecidos. De acuerdo a lo anterior, se establece que para esta
investigación, el porcentaje de sustitución más óptimo de cemento por arena de sílice
fue de 15% logrando mayores resistencias a compresión. En cuanto a la porosidad, se
clasifica al concreto como de durabilidad moderada e inadecuada, no apto para
soportar los efectos de ambientes agresivos. Y al estudiar la arena de sílice, se
comprobó que es puzolanicamente activa para ser empleada en mezclas de concreto.
BASES TEÓRICAS
Para el desarrollo de la presente investigación, fue necesario el conocimiento
de una serie de conceptos relacionados con el área de estudio, entre los cuales
destacan: El concreto y sus agregados, arena de sílice y cementos adicionados como
principal material de la mezcla a ensayar; por último los fundamentos teóricos de los
ensayos a realizar.
COMPONENTES DE CONCRETOS CONVENCIONALES
El concreto es una mezcla de dos componentes: La pasta y los agregados. La
pasta, compuesta de cemento Portland y agua, une a los agregados (arena y grava o
piedra triturada) para formar una masa semejante a una roca debido a la reacción
química entre el agua y el cemento (Bran, 2005).
A continuación se describen los componentes esenciales para una mezcla de
concreto convencional:
� AGUA: Es una sustancia cuya molécula está formada por dos átomos de
hidrógeno y uno de oxígeno (H2O). Es esencial para la supervivencia de todas
las formas conocidas de vida. El agua como componente del concreto
determina la consistencia de la mezcla. Su objetivo es hidratar el cemento y
lograr una mezcla trabajable y homogénea. Debe estar libre de sustancias tales
como ácidos, aceites, materia orgánica o cualquier otra que pueda ocasionar
alteraciones durante el proceso de fraguado, disminución de la resistencia e
incluso afectar la durabilidad.
� CEMENTO: Es un conglomerante formado a partir de una mezcla de caliza y
arcillas calcinadas y posteriormente molidas. Tiene la propiedad de endurecer
al contacto con el agua (Rivva, 2000). En Venezuela, el cemento
generalmente usado es el Portland tipo I, el cual tiene como objetivo
primordial proveer el mecanismo de adhesión mortero-unidad así como
también la resistencia a la compresión.
� AGREGADO FINO: Está conformado por arenas naturales o
manufacturadas, con tamaños de partículas que pueden llegar hasta diez
milímetros (Rivva, 2000). El agregado fino que se obtiene del procesamiento
de rocas se conoce comúnmente como piedra triturada; si dicho material pasa
casi totalmente el cedazo #50 recibe el nombre de polvo de piedra. El
agregado fino o arena debe ser bien gradado, para que pueda llenar los
espacios vacíos, además actúa como lubricante en la mezcla dándole
trabajabilidad a la misma.
� AGREGADO GRUESO: Está conformado por gravas o piedras trituradas
con tamaños de partículas que oscilan entre nueve y treinta y ocho milímetros.
Debe ser bien gradado, además de poseer un tamaño máximo adecuado a las
condiciones de la estructura. En general, los agregados deben cumplir con
algunas normas para que su empleo se optimice: deben ser partículas
resistentes, y libres de impurezas y productos químicos absorbidos,
revestimiento de arcilla u otros materiales finos en cantidades que puedan
afectar la hidratación y la adherencia de la pasta de cemento (Rivva, 2000).
MATERIALES CEMENTANTES
Los materiales cementantes son sustancias que por sí solas tienen propiedades
hidráulicas cementantes (fraguan y endurecen en presencia de agua). Estos materiales
incluyen a la escoria granulada de alto horno molida, al cemento natural, a la cal
hidráulica hidratada y, a las combinaciones de estos y de otros materiales (Rivva,
2000).
DISENO DE MEZCLA
Proporcionar o diseñar una mezcla de concreto consiste en determinar las
cantidades relativas de materiales que hay que emplear en la mezcla para obtener un
concreto adecuado para un uso determinado. La dosificación puede ser: Netamente
empírica (proporciones arbitrarias) basado en observación y cierta experiencia;
basada en consideraciones teóricas (método de proporcionamiento fundamentado en
relaciones vacíos- cemento o vacíos morteros); Método empírico directo respaldado
por principios y consideraciones técnicas (método de tanteos recomendado en la
actualidad). Este último método, consiste en proporcionar y hacer masada de prueba,
basadas en un control de la relación agua-cemento y tomando en cuenta los factores
que afectan al concreto resultante (cemento, graduación y propiedades del agregado,
etc.). Las propiedades del concreto se comprueban prácticamente y pueden hacerse
después de los ajustes necesarios para obtener las mezclas de proporciones
adecuadas, que de la calidad deseada (Bran, 2005).
ADITIVOS
Son productos que, al ser agregados en la mezcla de concreto durante su
amasado, producen modificaciones especificas en estado fresco o luego de
endurecida, siendo la principal el logro de una mejor trabajabilidad.
Según Porrero (2004) los aditivos son agrupados, de acuerdo a los efectos
sobre las propiedades del concreto:
a. Modificadores de la Relación Triangular: Se encargan de
modificar una o varias de las |constantes k, m y n, según el
efecto que predomina en su acción final, la cual puede
clasificarse en acción plastificante, ahorrador de cemento,
reductora de agua o una combinación de cualquiera de ellos.
b. Mejoradores de la Tixotropía o Superplastificante: Logran
un incremento de moderado a significativo del asentamiento
medido con el Cono de Abrams. Este incremento de fluidez se
logra sin modificar la dosis de cemento ni la relación de
agua/cemento.
c. Modificadores del Tiempo de Fraguado: Se encargan de
acelerar o retardar los tiempos de fraguado.
� Aceleradores: Se consideran de alta
velocidad de reacción y los de ganancia más
moderada en la aceleración de la reacción. En el
primer caso, el fraguado puede producirse a los
pocos segundos de su aplicación, generando una
elevada temperatura en la masa de concreto.
Los aditivos de moderada aceleración en
la velocidad de fraguado son empelados
principalmente en climas fríos.
� Retardadores: Se emplean cuando el tiempo
requerido para las operaciones de transporte,
colocación y vibrado del concreto es mayor que
el lapso estimado para el fraguado inicial de la
mezcla.
d. Impermeabilizantes: Son aditivos integrales cuyas moléculas
se orientan en las superficies de los canales y poros de la masa
creando un efecto hidrófobo
e. Incorporadores de aire: Generan un conjunto de vacíos, los
cuales usualmente ocupan un volumen entre el 3 y el 7 % de la
pieza de concreto
CONCRETOS ADICIONADOS
Son mezclas cuyo contenido de cemento es sustituido parcialmente por
adiciones minerales, según lo reseña Rodrigo Salamanca, docente de la Universidad
Militar Nueva Granada, en su trabajo "Los Concretos Adicionados". Las adiciones
minerales de uso más frecuente se clasifican en tres grupos, dependiendo de su
actividad y de su contribución al desarrollo de la resistencia de la mezcla:
� Adiciones hidráulicas: Poseen un potencial hidráulico natural, pero requieren
un activador para su endurecimiento bajo agua. Dicho activador puede ser cal,
yeso, clinker de cemento Portland o un activador químico. La adición más
común de este grupo es la escoria (Salamanca, 2000).
� Adiciones Puzolánicas: Son aquellas que endurecen en presencia de clinker
de cemento Portland, debido a la reacción que ocurre entre los silicatos
activos del material puzolánico y el hidróxido de calcio liberado por el clinker
en el transcurso de la hidratación. Las adiciones más comunes son la puzolana
natural generalmente de origen volcánico y las cenizas volantes (Salamanca,
2000).
� Adiciones Inertes: No poseen actividad hidráulica ni puzolánica, pero
contribuyen al desarrollo de otras propiedades del cemento. Se usa
comúnmente el llenante calizo (polvo de piedra caliza, cenizas de carbón,
entre otros), en especial cuando se produce cemento para mampostería
(Salamanca, 2000).
PUZOLANAS
Son materiales silíceos o aluminio-silíceos que poseen poco valor cementante,
pero al ser finamente molidos y en presencia de agua reaccionan químicamente con el
hidróxido de calcio para formar compuestos cementantes (Herrera, 2007).
Entre los diferentes tipos de puzolanas que se pueden encontrar se tiene:
Puzolanas Naturales:
Rocas volcánicas, en las que el constituyente amorfo es vidrio producido por
enfriamiento brusco de la lava. Por ejemplo las cenizas volcánicas, la pómez y la
escoria.
� Rocas o suelos en las que el constituyente silíceo contiene ópalo, ya sea por la
precipitación de la sílice de una solución o de los residuos de organismos de
lo cual son ejemplos las tierras de diatomeas, o las arcillas calcinadas por vía
natural a partir de calor o de un flujo de lava.
Puzolanas Artificiales:
� Cenizas volantes: Se producen en la combustión de carbón mineral (lignito),
fundamentalmente en las plantas térmicas de generación de electricidad.
� Arcillas activadas o calcinadas artificialmente: Por ejemplo residuos de la
quema de ladrillos de arcilla y otros tipos de arcilla que hayan estado
sometidas a temperaturas superiores a los 800 °C.
� Escorias de fundición: Principalmente de la fundición de aleaciones ferrosas
en altos hornos. Estas escorias deben ser violentamente enfriadas para lograr
que adquieran una estructura amorfa.
� Cenizas de residuos agrícolas: La ceniza de cascarilla de arroz, ceniza del
bagazo y la paja de la caña de azúcar. Cuando son quemados
convenientemente, se obtiene un residuo mineral rico en sílice y alúmina,
cuya estructura depende de la temperatura de combustión.
ARENA DE SÍLICE
La arena de sílice, al que también se le conoce como arena de sílice o humo de
sílice condensado, es otro material que se emplea como aditivo puzolánico (Rivva,
2000). El Instituto Americano del Concreto (ACI) la define como un subproducto que
se obtiene de la producción de silíceo metálico o ferro silicio, en hornos de arco
eléctrico. En cuanto a su tamaño, establece que son conjunto de partículas
extremadamente finas, de las cuales más del 95% son menores a 1µm.
Este producto en forma de polvo de color gris claro a oscuro o en ocasiones
gris azulado verdoso, es resultado de la reducción de cuarzo muy puro con carbón
mineral en un horno de arco eléctrico durante la manufactura del silicio o de
aleaciones de ferro silicio(Rivva,2000). El humo de sílice asciende como vapor
oxidado de los hornos a 2000°C. Se enfría, se condensa y se recolecta en enormes
bolsas de tela. Entonces se le procesa para retirarle las impurezas y para controlar su
tamaño de partícula.
De acuerdo a la Asociación de Humo de Sílice (SFA, Abril 2005), los
beneficios de adicionar arena de sílice resultan en cambios de la micro estructura de
las mezclas de concreto. Dichos cambios provienen de dos procesos diferentes pero
igualmente importantes:
� El aspecto físico de las partículas de arena. Al agregar miles de
pequeñas partículas a la mezcla de concreto, éstas se encargan de
llenar los espacios vacíos entre el agregado grueso y entre las
partículas de cemento. Este fenómeno es conocido como micro-filling
o micro-llenado. Incluso, si la arena no reacciona químicamente, el
efecto de micro llenado brinda importantes mejoras en la naturaleza
del concreto.
� La contribución química. A causa del gran contenido de dióxido de
silicio, es un material puzolánico muy reactivo en el concreto.
DEFINICIÓN DE TÉRMINOS BÁSICOS
Es necesario definir conceptos esenciales que serán empleados a lo largo de la
investigación. Éstos, fueron extraídos del Manual del Concreto Estructural (Porrero,
2004).
ASENTAMIENTO: Es la medida de la consistencia del concreto en estado
fresco, evaluada mediante el ensayo del Cono de Abrams. Según la norma COVENIN
339, es un índice bastante práctico, aunque no mide todas las propiedades prácticas de
la mezcla, ni las valora con el mismo grado de influencia que ellos realmente tiene en
el concreto, ofrecen una información útil sobre todo en términos comparativos.
CALOR DE HIDRATACIÓN: Es el calor que se desarrolla durante la
reacción química del cemento con el agua, tales como las producidas durante el
proceso de fraguado y endurecimiento del cemento.
COMPACTACIÓN: Es un procedimiento manual o mecánico por medio de
la cual se trata de densificar la masa de concreto fresco, logrando la reducción al
mínimo de los espacios vacíos.
CURADO: Proceso de modificar las condiciones ambientales que rodea la
pieza, mediante riego o inmersión en agua, suministro de calor o vapor.
CURVA GRANULOMÉTRICA: Representación gráfica de la
granulometría de un agregado.
DOSIFICACIÓN: Proporción en peso o volumen, según la cual se mezclan
los componentes del concreto.
FRAGUADO: Proceso de hidratación de los componentes de un aglomerante
hidráulico.
LEY DE ABRAMS: Establece la correspondencia entre la resistencia del
concreto y la relación agua/cemento en peso. Se simboliza como "valor α".
PESO ESPECÍFICO DEL CONCRETO: Peso por unidad de volumen de
concreto, excluyendo el volumen de poros.
RELACIÓN AGUA/CEMENTO: Expresa la íntima relación que existe
entre el peso del agua utilizada en la mezcla y el peso del cemento.
RETRACCIÓN: Disminución de volumen que sufre el concreto. A medida
que el ambiente sea más desecante, la disminución será tanto mayor.
SEGREGACIÓN: Tendencia de separación de agregados, que ocurre cuando
hay presencia de granos con tamaños muy diferentes.
TRABAJABILIDAD: Conjunto de propiedades del concreto en estado fresco
que permiten manejarlo, colocarlo en los moldes y compactarlo, sin que se produzca
segregación.
CAPITULO III
MARCO METODOLÓGICO
Tipo de investigación
La presente investigación es de tipo Descriptiva-Experimental.
Es descriptiva, porque nos permite llegar a conocer detalladamente la
metodología, procesos y cualidades predominantes a través de la descripción exacta
de las actividades. Su objetivo no se limita a la recolección de datos, sino a la
predicción e identificación de las relaciones que existen entre dos o más variables.
Los investigadores recogen los datos sobre la base de una hipótesis o teoría, exponen
y resumen la información de manera cuidadosa y luego analizan minuciosamente los
resultados, a fin de extraer generalizaciones significativas que contribuyan al
conocimiento. Van Dalen y Meyer en el Manual de Técnica de la Investigación
Educacional (2006).
Por otra parte es, experimental ya que en este tipo de diseños de investigación se tiene
un alto grado de control, en ellos se provoca o manipula el fenómeno. Se trabaja con
una variable independiente que es controlada y donde los efectos en variables
dependientes son estudiados, de igual manera se tiene control máximo de todas las
variables extrañas más Significativas que puedan intervenir en los efectos que genera
la variable Independiente. (Tamayo: 1995)
La metodología se basara en ensayos de laboratorio presididos por las Normas
COVENIN.
� Método de Cuarteo, de acuerdo a las especificaciones establecidas en
la Norma COVENIN 290, para la obtención de muestras
representativas de agregados finos y agregados gruesos.
� Composición Granulométrica de Agregados Finos y Gruesos,
empleando el procedimiento de la Norma COVENIN 255-98.
� Determinación Cualitativa de Impurezas Orgánicas en el Agregado
Fino para concreto, según la Norma COVENIN 256 - 77.
� Determinación de Partículas más finas que el Cedazo Nro. 200 en el
Agregado Fino, de acuerdo a la Norma COVENIN 258 - 77.
� Determinación de Peso Unitario en estado suelto (P.U.S.) y Peso
Unitario en estado compacto (P.U.C.) del agregado fino y grueso,
según la metodología establecida en la Norma COVENIN 263-78.
� Resistencia al Desgaste del Agregado Grueso con partículas menores a
38,2 mm (1 ½ “) haciendo uso de la Máquina de Los Ángeles,
siguiendo el procedimiento de la Norma COVENIN 266-77.
� Peso Específico y Absorción del Agregado Fino, según las
especificaciones de la Norma COVENIN 268-98.
� Peso Específico y Absorción del Agregado Grueso, según la Norma
COVENIN 269-98.
MÉTODO DE DISEÑO
En esta investigación se evaluaran las propiedades de mezclas de concreto
elaboradas con arena de sílice como sustituto parcial del cemento. En estado fresco
se determina el asentamiento y el peso unitario de la mezcla. En estado endurecido se
obtiene la resistencia a la compresión.
Para aplicar el diseño de mezclas de concreto es necesario caracterizar los agregados.
Posteriormente, se realizara el diseño de acuerdo al Método del Manual Concreto
Estructural (Método de Porrero), conforme con la Norma COVENIN 1753-2003
"Proyecto y Diseño de Obras en Concreto Estructural" y el método estadounidense
ACI (American Concrete Institute ) que establece los Requisitos de reglamento para
concreto estructural (ACI 318S-05) y comentario (ACI 318SR-05), con sustitución
del 15% de cemento por polvo de sílice.
COMPOSICIÓN DE LA MEZCLA
El concreto elaborado para la presente investigación está conformado por
agregados minerales como son arena natural de río y piedra picada, mezclados con
cemento adicionados(CPCA2), agua y adición de polvo de sílice, formando una pasta
de consistencia plástica, que se endurece y desarrolla resistencias a la compresión.
Los componentes empleados deben cumplir con la Norma COVENIN vigente,
con la finalidad de garantizar mezclas de buena calidad. Los agregados específicos
que se utilizaran son:
� Agregado fino: Arena natural de río proveniente de la ciudad de
ACARIGUA SECTOR LA BALONERA.
� Agregado grueso: piedra picada N°1 proveniente de ciudad de
ACARIGUA SECTOR LA BALONERA.
� La adición de arena de sílice proviene de la Reprocesadora Industrial de
Arena Sílice, C.A. (RIAS, C.A.), ubicada en la Zona Industrial II de la
ciudad de Barquisimeto en el Estado Lara.
MEZCLA PATRÓN
Es aquella pasta de concreto que se prepara cada vez en la mezcladora sin
adiciones, es decir, con los componentes convencionales (agua, cemento, agregado
fino y grueso) la cual servirá para la comparación de las mezclas adicionadas y poder
dar las conclusiones pertinentes al tema estudiado.
CARACTERIZACION DE LOS AGREGADOS
A continuación se describen de forma sistemática todos los procedimientos
para la caracterización de agregados que se realizaron en el laboratorio, para luego
confeccionar las mezclas de concreto en estudio.
ENSAYO DE GRANULOMETRIA
NORMA COVENIN 255-1998
AGREGADOS. DETERMINACION DE LA COMPOSICION GRANULOM ETRICA OBJETIVO: * Calcular el tamaño máximo del agregado grueso. * Calcular el módulo de finura del agregado fino.
MATERIAL Y EQUIPO A UTILIZAR
Balanza Tamices
Tamizadora de agregado fino Tamizadora de agregado
grueso (manual). Agregados en condición de
humedad seca. Cuarteador de agregados
PROCEDIMIENTO 1. Se hizo la toma de muestras en la pila, en la base de la misma, en el centro y
en el tope.
2. Se pesaron 15 kilogramos aproximadamente de piedra y aproximadamente
1000 gramos de arena, por cuarteo. (FIG. 1 y 2)
3. Se colocó el agregado fino en la tamizadora, por un periodo aproximado de
tres (03) minutos. (FIG. 3)
4. Se colocó el agregado grueso en los tamices, siendo agitado de forma manual,
por un periodo aproximado de tres (03) minutos. No fue posible usar la
tamizadora mecánica por encontrarse averiada. (FIG. 4)
5. Se pesaron los agregados retenidos en cada tamiz.
6. Se determinó el peso pasante sumando los pesos retenidos y restándolos al
peso total de cada muestra.
7. Se obtuvieron los porcentajes retenidos, retenidos acumulados y pasantes.
8. Se calculó el tamaño máximo de la piedra y el módulo de finura de la arena.
9. Se realizaron las gráficas.
CUADRO N˚ 1. Ensayo de Granulometría
Fuente Propia: Crespo, Mogollón (2014)
ENSAYO PARA LA DETERMINACION DEL PESO ESPECIFICO Y PORCENTAJE DE ABSORCION DEL AGREGADO GRUESO
NORMA COVENIN 269-78
METODO DE ENSAYO PARA DETERMINAR EL PESO ESPECIFICO Y ABSORCION DEL
AGREGADO GRUESO OBJETIVO: * Calcular el peso específico del agregado grueso. * Calcular el porcentaje de absorción del agregado grueso.
MATERIAL Y EQUIPO A UTILIZAR
Balanza
Hornillas eléctricas
Recipientes
PROCEDIMIENTO
1. Por el método de cuarteo manual, se tomaron 2500 gramos de la muestra.
2. Se tomó el peso de la misma en la balanza. (FIG. 5)
3. La muestra fue colocada en un recipiente con agua, dejándola sumergida más
o menos 24 horas. (FIG. 6)
4. Transcurrido el tiempo, se retiró el agregado del recipiente y se procedió a
secar la superficie con un paño, dejándolo en condición de humedad saturada
con superficie seca. (FIG. 7)
5. Se registró el peso en gramos.
6. Se colocó el agregado en la balanza hidrostática y se tomó la lectura de la
misma. (FIG. 8)
7. Se determinó el peso específico.
8. Luego, el agregado fue colocado en un recipiente y llevado a la hornilla
eléctrica para eliminar la humedad del mismo. (FIG. 9)
9. Se retira del calor, se deja enfriar un intervalo de tiempo.
10. Se pesa la muestra y se calcula el porcentaje de absorción.
CUADRO N˚ 2. Ensayo de peso específico. Agregado grueso
Fuente Propia: Crespo, Mogollón (2014)
ENSAYO PARA LA DETERMINACION DEL PESO ESPECIFICO Y PORCENTAJE DE ABSORCION DEL AGREGADO FINO
NORMA COVENIN 268-78
METODO DE ENSAYO PARA DETERMINAR EL PESO ESPECIFICO Y ABSORCION DEL
AGREGADO FINO OBJETIVO: * Calcular el peso específico del agregado fino.
* Calcular el porcentaje de absorción del agregado fino.
MATERIAL Y EQUIPO A
UTILIZAR
Balanza Matraz de Chapman
Hornillas eléctricas Secador eléctrico
Recipientes metálicos Compactador metálico
PROCEDIMIENTO
1. Por el método de cuarteo manual, se tomaron 1000 gramos aproximadamente
de la muestra. (FIG. 1)
2. Se tomó el peso de la misma en la balanza.
3. La muestra fue colocada en un recipiente con agua, dejándola sumergida más
o menos 24 horas. (FIG. 6)
4. Transcurrido el tiempo, se extendió la muestra en una bandeja plana y se
procedió a secar haciendo uso de un secador eléctrico. (FIG. 10)
5. Se colocó la muestra en el molde metálico y se compactó con 25 golpes.
6. Se pesan 500 gramos (FIG. 11), los cuales se colocan en el Matraz de
Chapman y se agregan 200 centímetros cúbicos de agua. (FIG. 12) y Se deja
en reposo.
7. Se determina el volumen total y se calcula el peso específico saturado con
superficie seca.
8. Los 500 gramos sobrantes, se colocan en un recipiente metálico y se llevan a
secar en la hornilla eléctrica.
9. Se registró el peso en gramos.
10. Se obtiene el porcentaje de absorción.
CUADRO N˚ 3. Ensayo de peso específico. Agregado fino
Fuente Propia: Crespo, Mogollón (2014)
ENSAYO PARA LA DETERMINACION DEL PESO UNITARIO DE L OS AGREGADOS
NORMA COVENIN 263-78
METODO DE ENSAYO PARA DETERMINAR EL PESO UNITARIO D EL AGREGADO
OBJETIVO: * Calcular el peso unitario del agregado
MATERIAL Y EQUIPO A UTILIZAR
Balanza
Barra compactadora
Recipiente cilíndrico
PROCEDIMIENTO
1. Se toma la muestra de manera aleatoria.
2. Se coloca en el envase metálico.
3. Se pesó el envase con la muestra suelta. (FIG. 15 y 16)
4. Se determina el peso unitario suelto del agregado.
5. Para el peso unitario compacto, con la barra compactadora se le da 25 golpes a
la primera capa de la muestra.
6. Se añade la segunda capa y se repite el procedimiento descrito anteriormente
y se enrasa.
7. Se pesó el envase con la muestra compactada. (FIG. 17 y 18)
8. Se determina el peso unitario compactado del agregado
CUADRO N˚ 4. Ensayo de peso unitario de los agregados
Fuente Propia: Crespo, Mogollón (2014)
ENSAYO CUALITATIVO PARA LA DETERMINACION DE IMPUREZAS ORGANICAS
NORMA COVENIN 256-77
METODO DE ENSAYO PARA LA DETERMINACION CUALITATIVA DE IMPUREZAS
ORGANICAS EN ARENAS PARA CONCRETO OBJETIVO: * Determinar la presencia o no de impurezas orgánicas en el
agregado fino.
MATERIAL Y EQUIPO A
UTILIZAR
Balanza Agregado Fino
Vaso de Precipitado Hidróxido de sodio
Patron Gadner (Test de colores)
PROCEDIMIENTO
1. Se toma la muestra de manera aleatoria.
2. Se le realiza un cuarteo manual.
3. Se selecciona una porción del cuarteo y se vierte en el vaso precipitado, de
forma tal que llene hasta un tercio de su altura.
4. Se añade la solución de NaOH al 3% a la muestra, hasta que el volumen de
arena y de líquido después de agitar sea igual a dos tercios de la altura del
envase.
5. Se agita de forma circular.
6. Se deja reposar por un día.
7. Se visualiza la muestra.
8. Se compara esta muestra con la escala de colores (Patrón Gadner) para
determinar el grado de impurezas.
CUADRO N˚ 5. Ensayo de impurezas orgánicas
Fuente Propia: Crespo, Mogollón (2014)
ENSAYO PARA LA DETERMINACION CUALITATIVA DE CLORURO S Y SULFATOS
NORMA COVENIN 261-77
METODO DE ENSAYO CUALITATIVO PARA DETERMINAR CLORUR OS Y SULFATOS. OBJETIVO: * Determinar la presencia de cloruros y sulfatos
MATERIAL Y EQUIPO A
UTILIZAR
Balanza, agregado fino, Hidróxido de sodio
Agua destilada Papel de filtro
Reactivos: Solución de nitrato de plata al 1% Solución de cloruro de bario al 10% Ácido nítrico diluido al 5% Ácido clorhídrico diluido al 5 %
PROCEDIMIENTO
1. Se toma la muestra de manera aleatoria.
2. Se le realiza un cuarteo manual.
3. En un vaso de precipitado, se colocan alrededor de 10 gramos de arena, se
añade agua destilada y se agita cuidadosamente la mezcla.
4. Luego se filtra. Este procedimiento se realiza hasta que desparezca la turbidez.
5. En un tubo de ensayo se colocan 2 cm3 del líquido filtrado previamente. Se
acidifica con 1 cm3 de la solución de ácido nítrico y se añaden unas gotas de
solución de nitrato de plata. Un precipitado blanco indica presencia de
cloruros. (FIG. 19)
6. Aparte, en otro tubo de ensayo, se introducen unos 2 cm3 del líquido filtrado,
el cual se acidifica con 1 cm3 de la solución de ácido clorhídrico y se le
añaden algunas gotas de solución de cloruro de bario. Se tapa el tubo y se
agita. Cualquier precipitado, aun fino y transparente indica presencia de
sulfatos. (FIG. 20).
CUADRO N˚ 6. Ensayo de Cloruros y Sulfatos
Fuente Propia: Crespo, Mogollón (2014)
ENSAYO PARA LA DETERMINACION DEL MATERIAL MAS FINO QUE EL CEDAZO NUMERO 200
NORMA COVENIN 258-77
METODO DE ENSAYO PARA LA DETERMINACION POR LAVADO D EL CONTENIDO
DE MATERIALES MAS FINOS QUE EL CEDAZO NUMERO 200 EN AGREGADOS MINERALES
OBJETIVO: * Determinar por lavado el porcentaje más fino que el tamiz # 200
MATERIAL Y
EQUIPO A
UTILIZAR
Balanza Recipientes
Hornilla Eléctrica Tamices
Agregados en condición de
humedad seca.
PROCEDIMIENTO
1. Se selecciona una muestra de arena y de piedra de manera aleatoria.
2. Se pesó de agregado fino 999.99 gr y de agregado grueso 2500.3 gr.
3. Se agrega la arena en un recipiente transparente y este se coloca sobre el
tamiz Nro. 16 y Nro. 200. (FIG. 21)
4. Se lava, agitándolo de manera continua.
5. En el caso del agregado grueso, se puede lavar directamente sobre el
tamiz Nro. 16. (FIG. 22)
6. Liberando las partículas ultra finas del agregado, se lleva a la hornilla
eléctrica para secarlo.
7. Se dejar enfriar un poco para luego ser pesada la muestra.
8. Se determina el porcentaje más fino que el tamiz #200.
CUADRO N˚ 7. Ensayo del material más fino que el cedazo #200
Fuente Propia: Crespo, Mogollón (2014)
CARACTERIZACION DE ARENA DE SILICE
1. GRANULOMETRÍA
Es proporcionada por la empresa procesadora del material y, se muestra en
la tabla siguiente:
Tabla N˚1. Granulometría de Arena de Sílice
TAMIZ % RETENIDO
80 0,00
100 1,00
140 4,90
200 5,80
325 11,70
400 10,10
500 10,10
635 6,30
B 50,1
Fuente: Reprocesadora Industrial de Arena de Sílice (RIASCA)
Barquisimeto, Estado Lara.
Luego de haber realizado la caracterización de los agregados, se procedió a
determinar el diseño de mezcla para la resistencia de diseño estipulada basado en el
método del manual del concreto estructural de Porrero y método estadounidense ACI
(American Concrete Institute ).
Para realizar la dosificación de las mezclas de concreto usadas en esta
investigación, se deben conocer los datos que se detallan a continuación:
� Resistencia F’c = 250 Kg/cm2
� Edad a ensayar = 28, 56, 90 días.
� Sustitución de cemento por arena de sílice 15%.
� Asentamiento T = 10 cm
� Ambiente = Normal no agresivo
� Mf = módulo de finura � Tamaño del agregado � PUC = Peso unitario compacto � Peso específico de = Agua, arena, piedra, y sílice.
Tabla N˚2. Dosificación para concreto 250 Kg/cm2 PATRON
METODO PORRERO (Kg) ACI (Kg) Agua 21,29 21,45
Cemento 42,2 34,60
Arena 97,42 113,52
Piedra 97,42 90,74
Tabla N˚3. Dosificación para concreto 250 Kg/cm2 SUSTITUCION
METODO PORRERO (Kg) ACI (Kg) Agua 21,29 21,45
Cemento 35,90 29,41
Arena 96,14 111,45
Piedra 96,14 90,74
Sílice 6,33 5,19
Los diferentes tipos de mezclas fueron elaboradas en función de un diseño
previamente determinado (ver anexo N° 2 diseños de mezclas). En las mismas fue
utilizado cemento Portland Tipo CPCA2. Al momento de ejecutar cada diseño de
mezcla se realizó la respectiva corrección por humedad tanto para el agregado fino
como para el grueso (Ver Anexo Tabla N° 19). Luego se procedió a elaborar las
probetas cilíndricas cuyas dimensiones normalizadas son de 15 x 30 cm.
A continuación se describe el procedimiento realizado para la elaboración de
mezclas de concreto especificado en las normas COVENIN para garantizar la calidad
de la mezcla.
MEZCLADO DE CONCRETO EN LABORATORIO
NORMA COVENIN 354-79
METODO PARA EL MEZCLADO DE CONCRETO EN EL LABORATO RIO.
OBJETIVO: * Realizar mezclas de concreto en el laboratorio.
MATERIAL Y
EQUIPO A
UTILIZAR
Trompo Mezclador Carretilla o recipiente limpio
Herramientas
PROCEDIMIENTO
1. Se hace una revisión de los materiales a emplear en la mezcla: agregado
grueso, agregado fino, cemento, agua y adiciones.
2. Se vierte el agregado grueso y la mitad del agua en el trompo mezclador.
3. Se enciende el trompo mezclador.
4. Se añade el agregado fino, el cemento (mezclado con la adición) y el agua
restante.
5. Se mezcla durante tres (03) minutos. (FIG. 23)
6. Se detiene el trompo por un periodo de tres (03) minutos.
7. Se enciende nuevamente el equipo y se mezcla por dos (02) minutos.
8. Finalizado el tiempo, se vierte el concreto en la carretilla o recipiente
destinado para tal fin, el cual debe estar limpio y húmedo.
CUADRO N˚ 8. Método de Mezcla de Concreto
Fuente Propia: Crespo, Mogollón (2014)
EVALUACIÓN FÍSICA DE LAS MEZCLAS EN ESTADO FRESCO
Para la evaluación de las propiedades físicas de las mezclas de concreto, se
realizaron los siguientes ensayos:
ENSAYO DE ASENTAMIENTO (CONO DE ABRAMS)
NORMA COVENIN 339-94
METODO PARA LA MEDICION DEL ASENTAMIENTO CON EL CON O DE ABRAMS.
OBJETIVO: *Determinar el asentamiento de cada tipo de mezcla de concreto.
MATERIAL Y
EQUIPO A
UTILIZAR
Molde Cónico Cinta Métrica
Bandeja Metálica Barra para compactar
Cuchara metálica
PROCEDIMIENTO
1. Se llenó con concreto fresco un cono truncado de doce pulgadas de altura.
(FIG. 24)
2. Una vez lleno el molde, éste se levanta de manera totalmente vertical.
3. Se mide el asentamiento, que no es más que la diferencia de altura entre el
cono truncado y la pila de concreto. (FIG. 25)
CUADRO N˚ 9. Ensayo de Asentamiento
Fuente Propia: Crespo, Mogollón (2014)
ENSAYO PARA LA DETERMINACION DEL PESO UNITARIO DE L OS AGREGADOS
NORMA COVENIN 263-78
METODO DE ENSAYO PARA DETERMINAR EL PESO UNITARIO D E LOS AGREGADOS
FINOS Y GRUESOS OBJETIVO: * Calcular el peso unitario de la mezcla es estado fresco
MATERIAL Y EQUIPO A
UTILIZAR
Balanza Cuchara metálica
Barra compactadora
Recipiente cilíndrico
PROCEDIMIENTO
1. Se toma la muestra y se llena el recipiente con una pala hasta rebosar y se
descarga el agregado con una altura no mayor de 5 cm por encima de la parte
superior del recipiente.
2. Se debe tomar precauciones para impedir las segregaciones de partículas.
3. El agregado sobrante se desecha con una rejilla, luego se coloca en la balanza
para determinar el peso del agregado suelto, fino y grueso.
4. Se determina el peso unitario suelto del agregado dividiendo el peso obtenido
entre el volumen del recipiente.
5. Para el peso unitario compacto, con la barra compactadora se le da 25 golpes a
la primera capa de la muestra que corresponde a 1/3 del recipiente. (FIG. 26)
6. Se añade la segunda y tercera capa repitiendo el procedimiento descrito
anteriormente y se enrasa.
7. Se pesa el envase con la muestra compactada.
8. Se determina el peso unitario compactado del agregado dividiendo el peso
obtenido entre el volumen del recipiente
CUADRO N˚ 10. Ensayo de Peso Unitario de la mezcla de concreto
Fuente Propia: Crespo, Mogollón (2014)
EVALUACIÓN MECANICA DE LAS MEZCLAS EN ESTADO
ENDURECIDO
Se realiza la evaluación mecánica para las distintas mezclas de concreto
realizadas, para esto se ensayaron las probetas cilíndricas a los veinte y ocho (28),
cincuenta y seis (56) y noventa (90) días en una prensa universal de manera centrada,
de forma tal que la carga sea perpendicular.
El siguiente cuadro describe el procedimiento a seguir como lo indica la
norma COVENIN 338 -1994.
ENSAYO DE COMPRESION DE CILINDROS DE CONCRETO
NORMA COVENIN 338-1994
METODO PARA LA ELABORACION, CURADO Y ENSAYO A COMPR ESION DE CILINDROS DE CONCRETO
OBJETIVO: * Realizar mezclas de concreto en el laboratorio.
MATERIAL Y
EQUIPO A
UTILIZAR
Moldes cilíndricos (15 cm x 30 cm)
Barras compactadoras,
Cucharas de albañilería,
Martillo de goma
Aceite Prensa
Concreto en estado fresco
PROCEDIMIENTO
1. Se hace una limpieza de los moldes, retirando cualquier escombro o
partícula de suciedad, para luego aceitarlos.
2. Con el concreto en estado fresco en el recipiente o carretilla, se procede a
llenar los moldes en tres capas. (FIG. 27 y 28)
3. Cada capa es compactada con veinticinco (25) golpes, distribuidos de
manera uniforme.
4. Se extraen las posibles burbujas del interior de los cilindros, dando suaves
golpes sobre las paredes de los moldes con un martillo de goma.
5. Se enrasa la superficie de cada probeta con la cuchara de albañilería.
6. Se dejan reposar los cilindros durante un periodo de veinticuatro (24)
horas. (FIG. 29)
7. Transcurrido el tiempo, se desmoldan los cilindros, se identifican y se
sumergen en agua. (FIG. 30)
8. Los cilindros se retiran del agua el día anterior a la fecha de ensayo.
9. Se toman las medidas de cada cilindro (ancho y alto) en centímetros y, se
registra su peso en kilogramos.
10. Se traslada cada cilindro a la prensa, donde le será colocado el molde.
(FIG. 31)
11. Se centra el cilindro y se procede a comprimir.
12. Se registra el valor de la carga suministrado por la prensa, para luego
proceder a calcular el valor de la resistencia. (FIG. 32)
CUADRO N˚11. Ensayo de Compresión de cilindros de Concreto
Fuente Propia: Crespo, Mogollón (2014)
CAPITULO IV
ANALISIS DE RESULTADOS
A continuación se presentan los resultados de cada uno de los ensayos
realizados para la caracterización de los agregados, así como la evaluación física y
mecánica de todas las mezclas de concreto comprobando que todos los resultados
cumplan con la normativa venezolana.
CARACTERIZACION DE LOS AGREGADOS
El siguiente resumen refleja los resultados provenientes de la caracterización
tanto del agregado grueso como del fino aportando la información necesaria para su
comparación con los valores mínimos aceptables reseñados en la norma COVENIN
para cada uno de los ensayos.
Tabla N°4. Caracterización del Agregado Grueso
Fuente Propia: Crespo, Mogollón (2014)
AGREGADO GRUESO ENSAYOS VALORES
NORMATIVOS
Peso Unitario Suelto (Kg/m3) 1448.75 1400 a 1500
Peso Unitario Compacto (Kg/m3) 1465.25 1500 a 1700
Peso Específico (gr/cm3) 2.67 2.5 a 2.7
% Absorción 0.90 1.5
% Desgaste 16.31 40
Tamaño Máximo 1" 1”
En la Tabla N˚4 se observa, las características obtenidas mediantes los
ensayos realizados el cual nos permitió conocer y comparar con los valores
establecidos para cada uno de los parámetros que allí se muestran. Donde se
evidencio que el porcentaje de absorción es menor al 1 %, el peso específico se
encuentra dentro de los valores referenciales, el porcentaje de desgaste es menor al
40% lo que se puede decir que es un agregado resistente al desgaste que absorbe una
pequeña cantidad de agua lo cual no afecta la plasticidad. Además se puede afirmar
que el agregado corresponde a una piedra con un tamaño nominal 1”.
En cuanto los valores relacionados al peso unitario suelto y compacto no se
reflejar una gran diferencia entre ellos y a su vez observa que uno de ellos no cumple
con los límites establecidos, lo que está relacionado propiamente a las características
de su gradación el cual es gruesa lo que no permite un buen llenado de los espacios
vacíos. Estos límites se representan en manual de concreto estructural de porrero (Ver
Anexo N° 1, Tabla N˚12), teniendo así un agregado aceptable para ser usado en el
diseño de mezcla.
Gráfico N˚1. Granulometría del Agregado Grueso.
Fuente Propia: Crespo, Mogollón (2014).
0
20
40
60
80
100
120
1" 3/4"1/2"3/8"7/8"1/4"N° 4 N° 8 N°
16
N°
50
N°
100
% P
asan
te
AGREGADO GRUESO
LIMITE
GRANULOMETRICO
INFERIOR
AGREGADO GRUESOS
LIMITE
GRANULOMETRICO
SUPERIOR
La gráfica mostrada anteriormente evidencia que la tendencia de la
curva granulométrica del agregado grueso utilizado se encuentra en su mayoría de
tamices fuera de los límites establecidos excepto en los tamices ¾” y 1”. Lo que
refleja que es una gradación gruesa, reflejando poco porcentaje de pasante en los
tamices siguientes a los antes mencionados. A su vez es importante destacar que se
encuentra fuera de los rangos en su mayoría de los límites establecidos en la Norma
COVENIN 277:2000 "CONCRETO, AGREGADOS, REQUISITOS". Sin embargo, se
cuenta con este material para la elaboración de las probetas y se tendrá el especial
cuidado al momento de la elaboración por posibles problemas de segregación que se
generen por el uso de esa granulometría inadecuada.
Tabla N˚ 5. Caracterización del Agregado Fino.
AGREGADO FINO ENSAYOS VALORES
NORMATIVOS
Peso Unitario Suelto (Kg/m3) 1874.31 1500 a 1600
Peso Unitario Compacto (Kg/m3) 1922.22 1600 a 1900
Peso Específico (gr/cm3) 2.57 2.5 a 2.7
% Absorción 1.38 5
% Pasante 200 1.68 15
Cloruros NO NO
Sulfatos NO NO
Materia Orgánica Nro. 02 (Patrón Gadner) N° 3
Modulo de Finura 3.87 Gruesa > 3.1
Fuente Propia: Crespo, Mogollón (2014)
De acuerdo a los resultados expresados en la Tabla N˚ 5, el módulo de finura
supera el valor de 3,1 considerándose una arena gruesa y como consecuencia una
posible baja trabajabilidad de la mezcla. Los valores de peso unitario en estado suelto
y compacto se encuentran por encima del rango máximo lo que sugiere un mejor
acomodo de las partículas con la cantidad de finos incorporados en la granulometría,
además del peso específico se encuentran en el rango de los valores usuales de las
relaciones peso/volumen.
A su vez, el material más fino que el cedazo COVENIN 200 (75 µm) está
libre de arcilla o esquisto, por lo tanto el porcentaje máximo se puede aumentar del
13% al 15%, permitiendo que el agregado fino pueda ser empleado en mezclas de
concreto.
En el ensayo de determinación de impurezas orgánicas, se obtuvo un color
semejante al Nro. 02 del patrón Gadner, indicando que el agregado se encuentra libre
de cantidades nocivas de las mismas. Por lo tanto, cumple con las especificaciones de
la Norma COVENIN 277: 2000, donde el agregado fino no debe producir un color
más oscuro que el Nro. 03 del test de colores. Además no presenta cloruros ni
sulfatos, asegurando que el agregado fino utilizado no está contaminado.
Gráfico N˚ 2. Granulometría del Agregado Fino.
Fuente Propia: Crespo, Mogollón (2014)
La grafica granulométrica presentas variaciones y no se ajusta perfectamente a
los límites establecidos en la Norma COVENIN 277:2000 "CONCRETO.
0
20
40
60
80
100
120
3/8" N° 4 N° 8 N° 16 N° 30 N° 50 N°
100
Pasa
N°
100
% P
asan
te
AGREGADO FINO
LIMITE
GRANULOMETRICO
INFERIOR
AGREGADO FINO
LIMITE
GRANULOMETRICO
SUPERIOR
AGREGADOS. REQUISITOS". Aunque no cumple en su lo cual nos permite
inferir que es una arena relativamente gruesa.
PROPIEDADES DEL CONCRETO EN ESTADO FRESCO
� ASENTAMIENTO
El asentamiento, también conocido como trabajabilidad, es realizado mediante
el procedimiento mostrado en la Norma COVENIN 339-94, "Concreto. Método para
la medición del asentamiento con el Cono de Abrams".
Gráfico N˚3. Asentamiento de las diferentes mezclas en estudio.
Fuente Propia: CRESPO, MOGOLLON (2014).
Para nuestro diseño se estipulo como asentamiento esperado 4 pulgadas las
cuales se ve representado en el Gráfico Nº 3 el cual refleja los resultados del
asentamiento obtenido para una resistencia de 250 Kg/cm2, elaboradas con los
métodos Porrero y ACI para la mezcla patrón y sustitución. Se observa que entre
métodos no existe una diferencia significativa de asentamientos entre los métodos.
� PESO UNITARIO
Se muestra los diferentes pesos unitarios para cada una de las mezclas de
diseño del presente estudio.
Tabla N˚ 4. Peso Unitario de las diferentes mezclas en estudio
Fuente Propia: Crespo, Mogollón (2014).
La Tabla N˚ 4 se muestra los pesos unitarios de las diferentes mezclas
realizadas evidenciando una disminución de cada patrón con sus respectivas
sustituciones. Esto se debe a la porción de cemento que fue retirada del diseño
original y sustituido por arena de sílice el cual su peso específico es mucho menor
que el del cemento lo que ocasiona un aumento del volumen disminuyendo el peso
retenido por unidad de volumen. Aunque la diferencia más significativa se encuentra
en el método ACI esto se debe a mayor cantidad de agua proporcionada por el
método lo que al sustituir la parte del cemento por sílice queda una pasta con mayor
agua la cual ocupa más espacio y genera la disminución de su peso. Aunque al
observar el comportamiento de las mismas se puede evidenciar que es el método
quien hace la diferencia. Ya que en el porrero se evidencian más chequeos lo que
permite controlar mejor la mezcla y aunado con lo bondadoso en cuanto a la cantidad
de cemento incorporado en comparación con el otro método en estudio (ACI).
PROPIEDADES DEL CONCRETO EN ESTADO ENDURECIDO
RESISTENCIA A LA COMPRESION
La resistencia a compresión de probetas cilíndricas de concreto a los 28
días alcanza su máxima resistencia de diseño, aunque después de ese tiempo el
concreto sigue desarrollando muy lentamente resistencias a edades superiores. Esto
va concatenado con una correcta elaboración, curado y ensayo de las probetas a las
que se les practicara según la Norma COVENIN 338:02, “Concreto. Método para la
elaboración, curado y ensayo a compresión de cilindros de concreto”.
A continuación se presenta los siguientes gráficos mostrando las
resistencias a compresión alcanzadas para 28, 56 y 90 días, para una resistencia de
diseño establecida en 250 Kg/cm2.
Gráfico N˚5. Resistencia a compresión a los 28 días de las diferentes mezclas.
Fuente Propia: Crespo, Mogollón (2014).
De acuerdo con la Gráfica N° 5 se puede observar por medio de la
comparación realizada los diseños de mezcla patrón y sustitución de los respectivos
métodos en estudio. Para esta primera evaluación podemos destacar que cada uno de
los métodos en cuanto a su mezcla patrón cumplieron con la resistencia establecida de
diseño, El porrero en mayor proporción que el ACI diferencia que se debe a la
cantidad de cemento incorporado en los mismos. Aunque la discrepancia más
notable se observa en la sustitución con respecto a su método patrón, reflejado que
para una sustitución del 15% del peso del cemento por arena de sílice al ser esta una
puzolana tiende a tener una reacción con la materia cementante, en este caso muy
lenta lo que permite determinar para la primera edad (28 días) las resistencias de las
mezclas en sustitución por método ACI no cumplieron con la resistencia de diseño
quedando por debajo del valor esperado, resultando que existe una mayor
susceptibilidad en cuanto a la dosis de cemento sustraída.
Gráfico N˚6. Resistencia a compresión a los 56 días de las diferentes mezclas.
Fuente Propia: CRESPO, MOGOLLON (2014).
En la Gráfica N° 6 se identifica que el comportamiento del método porrero
mantiene una tendencia de aumento de la resistencia progresivamente tanto en la
mezcla patrón como en la sustitución, también se observa que los valores relacionado
con el método ACI para mezcla patrón presentaron una resistencia inferior respecto a
los anteriormente mostrados y por debajo de la resistencia de diseño, lo que indica
presuntamente problemas relacionados con la confección de las muestras, aunque
para los valores relacionados con la sustitución del mismo método presenta un
pequeño incremento lo que indica que los componentes han comenzado a reaccionar
con el material sustituido.
Gráfico N˚7. Resistencia a compresión a los 90 días de las diferentes mezclas.
Fuente Propia: CRESPO, MOGOLLON (2014).
En la gráfica N° 7 se evidencia que después de haberse cumplido el tiempo
estipulado para el desarrollo final de las resistencias se puede afirmar que el método
porrero se comportó de gran manera superando la resistencia de diseño establecidas al
inicio, manteniendo un incremento gradual de las resistencias tanto para la mezcla
patrón como para las sustitución, de manera similar se evidencio el comportamiento
para el método ACI el cual mantuvo una buena resistencia durante las diferentes
edades para la mezcla patrón, no así la sustitución la cual presento gran
susceptibilidad al retirar el porcentaje de cemento, lo que permite presumir que la
mezcla ya se encontraba con el mínimo aceptable para cumplir con la resistencia
establecida en el diseño, la cual no fue suficiente para las edades en consideración
haciendo la reacción de manera lenta sin lograr cumplir con la resistencia de diseño
en ninguna de las edades de ensayo.
Gráfico N˚8. Resistencia a compresión a las diferentes edades de estudio.
Fuente Propia: CRESPO, MOGOLLON (2014).
En el grafico 8 se observa la evolución de las mezcla a diferentes edades
establecidas con sus respectivas resistencias alcanzadas. Evidenciando los
incrementos de resistencia anteriormente mencionados, destacando que los métodos
utilizados para la mezcla patrón cumplieron con las expectativas establecidas al
comienzo de presente trabajo dando respuesta a muchas interrogantes sobre su
utilización en obras para elementos estructurales. En cuanto a la utilización de los
métodos con sus respectiva sustitución, se observa que el método porrero cumple con
los parámetros presentando incrementos de resistencias aunque menores que su
mezcla patrón, en cambio para el método ACI no es recomendable ya que para
ninguna de las edades la adición no reacciono de la manera esperada asumiendo que
para este método su velocidad es muy baja como para implementarlo en obras que es
el objetivo de todas las investigaciones que se realizan en la actualidad, ya que eso
permite conocer las cualidades de los materiales empleados actualmente.
CRITERIO DE ACEPTACIÓN Y RECHAZO
En la norma COVENIN 1753 se establecen dos criterios que deben
cumplir el concreto cuando se compra o se prepara, independiente de las
características estadísticas del material. Para que el concreto sea aceptado es
necesario que se cumplan, simultáneamente, los requisitos exigidos por los dos
criterios que se mostraran a continuación.
1. X ≥ F´c -35 kgf/cm2
2. X ≥ F´c
Gráfico N˚9. Evaluación de las mezclas a los 28 días
Fuente Propia: CRESPO, MOGOLLON (2014).
Gráfico N˚10. Evaluación de las mezclas a los 28 días
Fuente Propia: CRESPO, MOGOLLON (2014).
Gráfico N˚11. Evaluación de las mezclas a los 56 días
Fuente Propia: CRESPO, MOGOLLON (2014).
Gráfico N˚12. Evaluación de las mezclas a los 56 días
Fuente Propia: CRESPO, MOGOLLON (2014).
Gráfico N˚13. Evaluación de las mezclas a los 90 días
Fuente Propia: CRESPO, MOGOLLON (2014).
CAPITULO V
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
CONCLUSIONES
• El método porrero sustitución se comportó de manera adecuada cumpliendo
con la resistencia de diseño preestablecida y superando las expectativas
evidenciando un incremento de (10.5%) a los 28 días, (12.39%) a los 56 días y
(24.18%) a los 90 días. No así el método ACI sustitución resultando muy
sensible en cuanto a la sustitución, implicando que su resistencia de por
debajo a la establecida de diseño quedando descartado su uso para este
porcentaje.
• El método porrero cumple con los parámetros presentando incrementos de
resistencias aunque menores que su mezcla patrón.
• El método ACI no es recomendable ya que para ninguna de las edades la
adición no reacciono de la manera esperada asumiendo que para este método
su velocidad es muy baja como para implementarlo en obras.
• Tanto el agregado fino como el grueso no cumplieron con lo establecido en
las NORMAS COVENIN en cuanto a parámetros de calidad, aunque para
todos los demás criterios de aceptación y rechazo se comporto de manera
aceptable, el cual origino tener los cuidados necesarios para la elaboración de
las mezclas.
• Con respecto al arena sílice esta no influyo en el método ACI
considerablemente debido a su reacción fue lenta con respecto a las edades de
ensayos evaluadas.
• Los asentamientos de los diferentes métodos tanto para Porrero como ACI y
sus respectivas sustituciones, cumplieron con lo establecido en los parámetros
de diseño entre 4 ± 1 pul.
RECOMENDACIONES
• Se recomienda utilizar solamente el método porrero e incrementar el
porcentaje de sustitución hasta conseguir el máximo admisible para obtener la
resistencia de diseño planteada, con el fin de disminuir las cantidades de
cemento utilizado en la mezcla y abaratar los costos de la misma.
• Aumentar el alcance de un estudio posterior enfocado en la calidad y
durabilidad del concreto, estableciendo los ensayos respectivos para lograr tal
fin.
• Aumentar la edad de ensayo para el método ACI variando el porcentaje de
sustitución que se pudiera utilizar.
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
• BRAN, D. (2005); “Diseño de mezclas y ensayos en concreto fresco”.
http://www.arqhys.com/contenidos/concreto-ensayos.html.
• ACI; “Instituto Americano del Concreto”.
• BLARASIN, A. (2011); “Evaluación del comportamiento físico y mecánico
de concretos de altas resistencia, variando la relación agua-cemento, el
tamaño máximo del agregado, sustituyendo dosis de cemento por microsilice
y agregando superplastificante”. Barquisimeto, Venezuela.
• KRATZ, M. (2008); “Aditivos y Adiciones en la moderna tecnología del
hormigón”.
• BYUNG-WAN, J. (2007); “Mortero de cemento con nano sílice”. Hanyang
University. Seoul, Korea.
• PORRERO, Joaquín (2004); “Manual del Concreto Estructural”. SIDETUR.
Caracas, Venezuela.
• Montoya, M. (2009) Evaluación de la reacción entre sílices de diferentes
tamaños de partículas, tal como el humo de sílice ( microsilice) y el pirosil
(sílice porosa) y el cemento portland cemento portland tipo III por métodos
de caracterización como difreccion de rayos x y ensayos de resistencias
mecánicas para cuantificar el incremento en las resistencias a la compresión y
así reconocer y cuantificar las mejoras en las propiedades que le atribuye las
diversas sílices a la mezcla cementicias.
• Bolívar, N. Gómez, R. González, N. (2012). Determinación de la
influencia sobre la resistencia a compresión a los 28, 56, y 90 días de mezclas
de concreto combinadas con la incorporación de polvo de sílice y cementos
adicionados.
• Materials and Structures y se reproduce con la autorización de la RILEM
http://www.imcyc.com/revista/1999/dic99/concreto1.htm.
• Aldana. C. El tipo de cemento puede determinar la vida útil de las estructuras
(Entrevista hecha al ingeniero Humberto bolognini por el diario el impulso).
• NORMA COVENIN 290. Método de Cuarteo, de acuerdo a las
especificaciones establecidas, para la obtención de muestras
representativas de agregados finos y agregados gruesos.
• Norma COVENIN 255-98. Composición Granulométrica de
Agregados Finos y Gruesos.
• Norma COVENIN 256 - 77.Determinación Cualitativa de Impurezas
Orgánicas en el Agregado Fino para concreto.
• Norma COVENIN 258 - 77. Determinación de Partículas más finas
que el Cedazo Nro. 200 en el Agregado Fino.
• NORMA COVENIN 263-78. Determinación de Peso Unitario en
estado suelto (P.U.S.) y Peso Unitario en estado compacto (P.U.C.) del
agregado fino y grueso.
• NORMA COVENIN 266-77.Resistencia al Desgaste del Agregado
Grueso con partículas menores a 38,2 mm (1 ½ “) haciendo uso de la
Máquina de Los Ángeles.
• NORMA COVENIN 268-98. Peso Específico y Absorción del
Agregado Fino.
• Peso Específico y Absorción del Agregado Grueso, según la Norma
COVENIN 269-98.
Granulometria
Agregados Finos Agregados Grueso
Figura N˚1: Método de Cuarteo para agregado fino Figura N˚2: Método de Cuarteo para agregado grueso
Fuente Propia: Crespo, Mogollon, (2014) Fuente Propia: Crespo, Mogollon, (2014)
Figura N˚3: Tamizadora para agregado fino Figura N˚ 4: Tamizado para agregado grueso
Fuente Propia: Crespo, Mogollon, (2014) Fuente Propia: Crespo, Mogollon, (2014)
Peso específico y porcentaje de absorción de agregado grueso
Figura N˚ 5 : Peso de agregado grueso seco Figura N˚ 6 : Agregado fino y grueso sumergido
Fuente Propia: Crespo, Mogollon, (2014) Fuente Propia: Crespo, Mogollon, (2014)
Figura N˚ 7 : Agregado grueso Sss Figura N˚8 : Balanza Hidrostatica
Fuente Propia: Crespo, Mogollon, (2014) Fuente Propia: Crespo, Mogollon, (2014)
Figura N˚ 9: Secado en hornilla, agregado grueso
Fuente Propia: Crespo, Mogollon, (2014)
Peso específico y porcentaje de absorción de agregado grueso
Figura N˚ 10: Agredo fino Sss Figura N˚11 : Peso de agregado fino seco
Fuente Propia: Crespo, Mogollon, (2014) Fuente: Bolívar, Gómez, González (2012)
Figura N˚12 : Matraz de chapman
Fuente Propia: Crespo, Mogollon, (2014)
Peso unitario de los agregados
Figura N˚ 13: Secado en hornilla, agregado fino. Figura N˚ 14: Secado en hornilla, agregado grueso.
Fuente Propia: Crespo, Mogollon, (2014) Fuente Propia: Crespo, Mogollon, (2014)
Figura N˚ 15: Envase con muestra suelta para agragdo Figura N˚16: Envase con muestra suelta
Fino. para agregado fino.
Fuente Propia: Crespo, Mogollon, (2014) Fuente Propia: Crespo, Mogollon, (2014)
Figura N˚ 17: Envase con muestra compactada para Figura N˚18: Envase con muestra compactada
agregado fino. para agregado grueso
Fuente Propia: Crespo, Mogollon, (2014) Fuente Propia: Crespo, Mogollon, (2014)
Cloruro De Sulfato
Figura N˚19 : Ensayo de cloruro de sulfato Figura N˚20 : Ensayo de cloruro de sulfato
Fuente Propia: Crespo, Mogollon, (2014) Fuente Propia: Crespo, Mogollon, (2014)
Material más fino que el cedazo n° 200
Figura N˚21: Lavado del agrgado fino Figura N˚22 : Lavado del agrgado grueso
Fuente Propia: Crespo, Mogollon, (2014) Fuente Propia: Crespo, Mogollon, (2014)
Preparación de mezcla
Figura N˚23 : Mezclado de concreto
Fuente Propia: Crespo, Mogollon, (2014)
Asentamiento
Figura N˚ 24: Compactacion del concreto en cono Figura N˚25: Medicion del asentamiento de la
de ABRAMS. mezcla de concreto.
Fuente Propia: Crespo, Mogollon, (2014) Fuente Propia: Crespo, Mogollon, (2014)
Peso unitario de la mezcla
Figura N˚26 : Mezclado de concreto
Fuente Propia: Crespo, Mogollon, (2014)
Resistencia a la compresión
Figura N˚ 27: Colocacion de la mezcla en los Figura N˚28: compactacion de la mezcla en los
moldes normalizados. moldes normalizados.
Fuente Propia: Crespo, Mogollon, (2014) Fuente Propia: Crespo, Mogollon, (2014)
Figura N˚29 : Fraguado de la mezcla. Figura N˚30 : cilindros sumeidos
Fuente Propia: Crespo, Mogollon, (2014) Fuente Propia: Crespo, Mogollon, (2014)
Figura N˚29 : Compresion de provetas en prensa Figura N˚30 : Lectura de carga aplicada.
Universal.
Fuente Propia: Crespo, Mogollon, (2014) Fuente Propia: Crespo, Mogollon, (2014)
1. CARACTERIZACION DE LOS AGREGADOS
Tabla N˚6. Granulometría del Agregado Grueso
CONTROL DE CALIDAD AGREGADO: GRUESO PROCEDENCIA : Acarigua, Sector “La Balonera”
ANALISIS GRANULOMETRICO (SEGÚN NORMA COVENIN 255-19 98)
CEDAZO PESO
RETENIDO (gr.)
% RETENIDO % RETENIDO ACUMULADO
% PASANTE
1 " 266 2.12 2.12 97.88
3/4" 1774 14.17 16.29 83.71
1/2" 6385 51.01 67.3 32.7
3/8" 2545 20.33 87.63 12.37
1/4" 1080 8.62 96.26 3.74
#4 54 0.43 96.69 3.31
PASANTE # 100 414 3.30 100 0
PESO MUESTRA 12518 TAMANO MAXIMO 1"
Fuente Propia: Crespo, Mogollón (2014)
Tabla N˚7. Granulometría del Agregado Fino
CONTROL DE CALIDAD AGREGADO: FINO PROCEDENCIA : Acarigua, Sector “La Balonera”
ANALISIS GRANULOMETRICO (SEGÚN NORMA COVENIN 255-19 98)
CEDAZO PESO
RETENIDO (gr.)
% RETENIDO % RETENIDO ACUMULADO
% PASANTE
3/8 " 49.00 9.97 90.03 9.97
# 4 116.80 23.76 66.27 33.73
# 8 86.10 17.51 48.76 51.24
# 16 12.30 2.50 46.26 53.74
#30 81.90 16.66 29.60 70.40
#50 56.10 11.41 18.19 81.81
#100 21.5 4.37 13.82 86.18
PASANTE # 100 67.9 13.81 0 100
PESO MUESTRA 491.60 MODULO DE FINURA 3.87
Fuente Propia: Crespo, Mogollón (2014)
Tabla N˚8. Peso Específico y Absorción del Agregado Grueso
CONTROL DE CALIDAD DE LOS AGREGADOS
PESO ESPECÍFICO Y PORCENTAJE DE ABSORCION. AGREGADO GRUESO (SEGÚN NORMA COVENIN 269-78)
PESO DE LA MUESTRA SECA (gr) (Wo): 2477.6
PESO DE LA MUESTRA SATURADA CON SUPERF. SECA (gr) (Wsss): 2500
PESO EN EL AGUA DE LA MUESTRA SATURADA (gr) (Wsusp): 1564.4
PORCENTAJE DE ABSORCION (Abs): 0.90
PESO ESPECIFICO SATURADO CON SUPERFICIE SECA (gr/cm3) (ϒsss): 2.67
Fuente Propia: Crespo, Mogollón (2014)
Tabla N˚9. Peso Específico y Absorción del Agregado Fino
CONTROL DE CALIDAD DE LOS AGREGADOS
PESO ESPECÍFICO Y PORCENTAJE DE ABSORCION. AGREGADO FINO (SEGÚN NORMA COVENIN 268-78)
PESO DE LA MUESTRA SECA (gr) (Wo): 493.2
PESO DE LA MUESTRA SATURADA CON SUPERF. SECA (gr) (Wsss): 500
VOLUMEN DE AGUA ANADIDO AL FRASCO (ml) (Va): 200
VOLUMEN DEL AGUA + MUESTRA (ml) (V): 394
PORCENTAJE DE ABSORCION (%): 1.38
PESO ESPECÍFICO SAT. CON SUPERFICIE SECA (gr/cm3) (ϒsss): 2.57
Fuente Propia: Crespo, Mogollón (2014)
Tabla N˚10. Peso Unitario Suelto y Compacto agregado grueso
CONTROL DE CALIDAD DE LOS AGREGADOS
PESO UNITARIO SUELTO Y COMPACTO (SEGÚN NORMA COVENIN 263-78)
VOLUMEN RECIPIENTE (cm3): 14400
P.U.S (Kg/m3):
1448.75 PESO RECIPIENTE (gr): 8900
PESO RECIPIENTE + MUESTRA SUELTA (gr): 29762
PESO RECIPIENTE + MUESTRA COMPACTA (gr): 30000
P.U.C. (Kg/m3):
1465.28 PESO MUESTRA SUELTA (gr): 20862
PESO MUESTRA COMPACTA (gr): 21100
Fuente Propia: Crespo, Mogollón (2014)
Tabla N˚11. Peso Unitario Suelto y Compacto agregado fino
CONTROL DE CALIDAD DE LOS AGREGADOS
PESO UNITARIO SUELTO Y COMPACTO (SEGÚN NORMA COVENIN 263-78)
VOLUMEN RECIPIENTE (cm3): 2880
P.U.S (Kg/m3):
1874.31 PESO RECIPIENTE (gr): 6120
PESO RECIPIENTE + MUESTRA SUELTA (gr): 11518
PESO RECIPIENTE + MUESTRA COMPACTA (gr): 11746
P.U.C. (Kg/m3):
1922.22
PESO MUESTRA SUELTA (gr):
5398
PESO MUESTRA COMPACTA (gr): 5536
Fuente Propia: Crespo, Mogollón (2014)
Tabla N˚ 12. Valores usuales de las relaciones peso/volumen de los agregados no
livianos.
PROPIEDAD GRUESOS ARENA
Peso Unitario Suelto (Kg/lt) 1.4 a 1.5 1.5 a 1.6
Peso Unitario Compacto (Kg/lt) 1.5 a 1.7 1.6 a 1.9
Fuente: Manual del Concreto Estructural. Porrero (2004)
Tabla N˚13. Material más fino que el cedazo #200. Agregado Grueso
CONTROL DE CALIDAD DE LOS AGREGADO S
MATERIAL MAS FINO QUE EL CEDAZO # 200 (SEGÚN NORMA COVENIN 258-77)
GRUESO PESO SECO INICIAL DE LA MUESTRA (gr) (Wo):
1500
PESO SECO FINAL DE LA MUESTRA LAVADA (gr) (Wi):
1490.5
PORCENTAJE MAS FINO QUE CEDAZO # 200 (F):
0.63
Fuente Propia: Crespo, Mogollón (2014)
Tabla N˚14. Material más fino que el cedazo #200. Agregado Fino
CONTROL DE CALIDAD DE LOS AGREGADOS
MATERIAL MAS FINO QUE EL CEDAZO # 200 (SEGÚN NORMA COVENIN 258-77)
FINO PESO SECO INICIAL DE LA MUESTRA (gr) (Wo):
500
PESO SECO FINAL DE LA MUESTRA LAVADA (gr) (Wi):
491.6
PORCENTAJE MAS FINO QUE CEDAZO # 200 (F):
1.68
Fuente Propia: Crespo, Mogollón (2014)
Tabla N˚15. Impurezas Orgánicas
ENSAYO CUALITATIVO DE IMPUREZAS ORGANICAS (SEGÚN NORMA COVENIN 256-77)
COLOR NRO. 2 X NO PRESENTA IMPUREZAS ORGANICAS
SI PRESENTA IMPUREZAS ORGANICAS
Fuente Propia: Crespo, Mogollón (2014)
2. DISEÑO DE MEZCLA PARA F’c 250 Kg/cm2
� MÉTODO PORRERO
DATOS:
• Asentamiento (cm) = 10
• Zona = Ambiente normal no agresivo.
• A = Arena natural de rio.
• G = Piedra picada.
• Tmax = 1”
• β = 0.50
• α Durabilidad= 0.504
• Grado de Control = Bueno
• σ = 32
• Cuantil % 9
• Z = -1.34
• Piedra (Kr) = 1
• Arena (Ka) = 0.97
• C1 = 1 (por tener un Tmax = 1”)
• C2 = 0.93 (Arena natural semitriturados)
• ��emento = 3.33 kg/lts
• �����= 1 kg/lts
• ������= 2.2 kg/lts
• �= 2.57 kg/lts
• ��= 2.67 kg/lts
• Sustitución 15%
Gráfico N˚9. Gráfica de combinación de agregados β
Fuente Propia: Crespo, Mogollón (2014).
� METODO PORRERO PATRON
Fcr = Fc� − Zxσ = 292.88Kg/cm2
� = 3.147 − 1.065&'(�)*�+, = 0.520
�-(++��.( = �&/+&/� = 0.504
�-(++��.( < �1�+�2���.�.3/
Calculo del cemento mediante la relación triangular
- =117.2&45.67
�6.8= 9:;. <=>?
Corrección del cemento
-�(++ = -&-1&-2 = =<=. @=AB
Chequeando cantidad de cemento por durabilidad
No se corrige por durabilidad ya que no estamos en ningunos de los casos que
establece el método
Calculo del Volumen de aire atrapado
C = -
D= :E, :;GB/H=
Calculo del Volumen absoluto de los granos de cementos
C� = -
��IJK(= ::E. ;@LMN
Calculo del Volumen absoluto de agua
C� =�&-�(++
�����= :@=. @ELMN
Cálculos de los componentes
γA = 2.57 γG= 2.67
Υ) + �, = Q&ΥA + )1 − β,&ΥG = 2.62
C� + C� + C +U + V
2.62= 1000'K�
A+G = 1771.34 kg
Cantidad de Finos
= Q) + �, = <<E. WX>?/Y=
Cantidad de Grueso
� = )1 − Q, ∗ ) + �, = <<E. WX>?/Y=
� METODO PORREO SUTITUCION
Fcr = Fc� − Zxσ = 292.88Kg/cm2
� = 3.147 − 1.065&'(�)*�+, = 0.520
�-(++��.( = �&/+&/� = 0.504
�-(++��.( < �1�+�2���.�.[A
Calculo del cemento mediante la relación triangular
- =117.2&45.67
�6.8= 9:;. <=>?
Corrección del cemento
-�(++ = -&-1&-2 = =<=. @=AB
Chequeando cantidad de cemento por durabilidad
No se corrige por durabilidad ya que no estamos en ningunos de los casos que
establece el método
Calculo del contenido de sílice
\ = 0.15 ∗ -�(++ = 57.59]�
Calculo del Volumen absoluto de agua
C� = \
��= ;W. :<^MN
Calculo del Volumen de aire atrapado
C = -
D= :E, :;^MN
Calculo del Volumen absoluto de los granos de cementos
C� = )- − \,
��IJK(= @<. __LMN
Calculo del Volumen absoluto de agua
C� =�&-�(++
�����= :@=. @ELMN
Cálculos de los componentes
γA = 2.57 γG= 2.67
Υ) + �, = Q&ΥA + )1 − β,&ΥG = 2.62
C� + C� + C + C� + + �
2.62= 1000'K�
A+G = 1748.06 kg
Cantidad de Finos
= Q) + �, = <X9. _=>?/Y=
Cantidad de Grueso
� = )1 − Q, ∗ ) + �, = <X9. _=>?/Y=
� MÉTODO ACI
El procedimiento dado a continuación para establecer las proporciones de los componentes de una mezcla se utiliza para concreto de peso normal, sin embargo los principios básicos y procedimientos, también se usan para el diseño de mezclas de concretos pesados. Dicho método solo trabaja con PUC.
La estimación de los materiales por peso del concreto. Es un desarrollo que tiene una secuencia lógica, mediante pasos de avance que se adaptan a las características de los materiales disponibles a fin de conseguir una mezcla adecuada de trabajo, para ello se requiere conocer los siguientes datos: Resistencia del concreto, tamaño máximo, máxima relación agua cemento, elemento a vaciar, contenido de cemento, aditivo y aire.
DATOS:
• F’c = 250 kg/cm2
• Asentamiento T= 10 cm • Tamaño del agregado = 1” • α = relación agua- cemento
• C = cemento • A = agua
• G = agregado grueso • F = agregado fino
• Sin aire incorporado
• Mf = 3.87 módulo de finura • S = sílice
• Sustitución 15% • PUC = 1465.28 kg/m3
• ������= 2.2 kg/lts
• �= 2.57 kg/lts
• ��= 2.67 kg/lts
� ACI PATRÓN
Estimación del agua de mezclado y el contenido de aire:
Para la determinación del agua de mezclado entramos en la Tabla 2. Con el valor del asentamiento T= 10 cm y el tamaño máximo = 25 mm en el cual interceptaremos en la tabla para obtener el valor del agua y el porcentaje de aire atrapado.
Tabla 16. Agua de mezclado (aproximado)
Asentamiento (cm)
Agua (kg/cm3) de concreto para tamaño indicado en mm 10 12.5 20 25 50* 70* 150*
Concreto sin aire incorporado
3 a 5 205 200 185 180 160 155 145 125 8 a 10 225 215 200 195 175 170 160 140 15 a 18 240 230 210 205 185 180 170 -
% aprox. De aire
incorporado 3 2.5 2 1.5 1 0.5 0.3 0.2
Concreto con aire incorporado
3 a 5 180 1.75 165 160 145 140 135 120 8 a 10 200 190 180 175 160 155 150 135 15 a 18 215 205 190 185 170 165 160 -
% aprox. De aire
incorporado 8 7 6 5 4.5 4 3.5 3
*Los asentamientos han sido medidos con materiales sin fricción de tamaño mayor a 40mm
A = 195 lts.
% aire atrapado = 1.5
Selección de la relación agua-cemento (a/c):
Con el valor de la resistencia de diseño f´c = 250 kg/�I` ingresamos en la Tabla 3 e interceptamos con la primera columna ya que la mezcla no posee aire incorporado.
Tabla 17. Resistencia a la compresión y relación agua cemento
Resistencia a la compresión (kg/aY;)
A los 28 días.
Relación agua-cemento (peso)
Sin aire incorporado
Relación agua-cemento (peso)
Con aire incorporado 450 0.38 - 400 0.43 - 350 0.48 0.40 300 0.55 0.46 250 0.62 0.53 200 0.70 0.61 150 0.80 0.71
αCorr = 0.62
Calculo del contenido de cemento(C):
- =
�-(++= 314.52 ]� I8b
Estimación del contenido del agregado grueso:
Los volúmenes apropiados de agregados gruesos para el volumen unitario de concreto se dan en la Tabla 18. Se considera para una determinada trabajabilidad (asentamiento) el volumen del agregado grueso solamente depende del tamaño máximo y del módulo de finura. El volumen de agregado obtenido en la tabla se convierte en el peso seco del agregado grueso requerido para 1 I8 de concreto, multiplicando el valor de la tabla por el peso unitario compacto del agregado grueso.
Para un agregado de tamaño máximo 1” y módulo de finura Mf = 3.87 entramos en la Tabla 18.
Tabla 18. Volumen de agregado grueso para un volumen unitario de concreto
Tamaño máximo del agregado
Volumen del agregado por Y= para diferentes módulos de
finura mm Pulgadas 2.4 2.6 2.8 3.0 3.2 3.4 3.6 3.8 4.0 10 3/8 0.50 0.48 0.46 0.44 0.42 0.40 0.38 0.36 0.34
12.5 ½ 0.59 0.57 0.55 0.53 0.51 0.49 0.47 0.45 0.43 20 ¾ 0.66 0.64 0.62 0.60 0.58 0.56 0.54 0.52 0.50 25 1 0.71 0.69 0.67 0.65 0.63 0.61 0.59 0.57 0.55
40 1 1/2 0.76 0.74 0.72 0.70 0.68 0.66 0.64 0.62 0.60 50 2 0.78 0.76 0.74 0.72 0.70 0.68 0.66 0.64 0.62 70 3 0.81 0.79 0.77 0.75 0.73 0.71 0.69 0.67 0.65 150 6 0.87 0.85 0.83 0.81 0.79 0.77 0.75 0.73 0.71
Como el resultado se encuentra entre dos valores interpolamos:
VG = 0.563 m8
Calculamos el valor del peso del agregado grueso.
G = VG * PUC
G = 824.95 kg
Método volumétrico: este método nos permite calcular la cantidad en peso de los componentes de la mezcla en relación a mil litros de agua.
+-
��IJK(+
%aireatrapado
100+
�
��+
k
�*= 1000
Despejamos a F de la ecuación anterior:
F = 1032.02 kg.
� ACI SUSTITUCIÓN:
Estimación del agua de mezclado y el contenido de aire:
Para la determinación del agua de mezclado entramos en la Tabla 2. Con el valor del asentamiento T= 10 cm y el tamaño máximo = 25 mm en el cual interceptaremos en la tabla para obtener el valor del agua y el porcentaje de aire atrapado.
Tabla 16. Agua de mezclado (aproximado)
Asentamiento (cm)
Agua (kg/cm3) de concreto para tamaño indicado en mm 10 12.5 20 25 50* 70* 150*
Concreto sin aire incorporado
3 a 5 205 200 185 180 160 155 145 125 8 a 10 225 215 200 195 175 170 160 140 15 a 18 240 230 210 205 185 180 170 -
% aprox. De aire
incorporado 3 2.5 2 1.5 1 0.5 0.3 0.2
Concreto con aire incorporado
3 a 5 180 1.75 165 160 145 140 135 120 8 a 10 200 190 180 175 160 155 150 135 15 a 18 215 205 190 185 170 165 160 -
% aprox. De aire
incorporado 8 7 6 5 4.5 4 3.5 3
*Los asentamientos han sido medidos con materiales sin fricción de tamaño mayor a 40mm
A = 195 lts.
% aire atrapado = 1.5
Selección de la relación agua-cemento (a/c):
Con el valor de la resistencia de diseño f´c = 250 kg/�I` ingresamos en la Tabla 17 e interceptamos con la primera columna ya que la mezcla no posee aire incorporado.
Tabla 17. Resistencia a la compresión y relación agua cemento
Resistencia a la compresión (kg/aY;)
A los 28 días.
Relación agua-cemento (peso)
Sin aire incorporado
Relación agua-cemento (peso)
Con aire incorporado 450 0.38 - 400 0.43 - 350 0.48 0.40 300 0.55 0.46 250 0.62 0.53 200 0.70 0.61 150 0.80 0.71
αCorr = 0.62
Calculo del contenido de cemento(C):
- =
�-(++= 314.52 ]� I8b
Estimación del contenido del agregado grueso:
Los volúmenes apropiados de agregados gruesos para el volumen unitario de concreto se dan en la Tabla 18. Se considera para una determinada trabajabilidad (asentamiento) el volumen del agregado grueso solamente depende del tamaño máximo y del módulo de finura. El volumen de agregado obtenido en la tabla se convierte en el peso seco del agregado grueso requerido para 1 I8 de concreto, multiplicando el valor de la tabla por el peso unitario compacto del agregado grueso.
Para un agregado de tamaño máximo 1” y módulo de finura Mf = 3.87 entramos en la Tabla 18.
Tabla 18. Volumen de agregado grueso para un volumen unitario de concreto
Tamaño máximo del agregado
Volumen del agregado por Y= para diferentes módulos de finura
mm Pulgadas 2.4 2.6 2.8 3.0 3.2 3.4 3.6 3.8 4.0 10 3/8 0.50 0.48 0.46 0.44 0.42 0.40 0.38 0.36 0.34
12.5 ½ 0.59 0.57 0.55 0.53 0.51 0.49 0.47 0.45 0.43 20 ¾ 0.66 0.64 0.62 0.60 0.58 0.56 0.54 0.52 0.50 25 1 0.71 0.69 0.67 0.65 0.63 0.61 0.59 0.57 0.55 40 1 1/2 0.76 0.74 0.72 0.70 0.68 0.66 0.64 0.62 0.60 50 2 0.78 0.76 0.74 0.72 0.70 0.68 0.66 0.64 0.62 70 3 0.81 0.79 0.77 0.75 0.73 0.71 0.69 0.67 0.65 150 6 0.87 0.85 0.83 0.81 0.79 0.77 0.75 0.73 0.71
Como el resultado se encuentra entre dos valores interpolamos:
VG = 0.563 m8
Calculamos el valor del peso del agregado grueso.
G = VG * PUC
G = 824.95 kg
Cantidad de sílice:
S = C*0.15 = 47.18 kg/m3
Cantidad de cemento:
Cs = 314.52 – 47.18 = 267.34 kg/m3
Método volumétrico:
+-
�-+
%aireatrapado
100+
�
��+
k
�*+
\
������= 1000
F = 1013.32 kg
3. CORRECCION HIGROSCOPICA
Corrección por humedad el día de elaboración de la mezcla
Tabla N˚19. Corrección higroscópica para f’c 250 Kg/cm2.
METODOS PORRERO PATRON Agregado Grueso Agregado Fino
Humedad(w) 0.26 1.99 Absorción (abs) 0.90 1.38
Gsss 97.42 97.42 Gw 96.80 98.00
PORRERO SUST. Agregado Grueso Agregado Fino Humedad(w) 0.06 1,94
Absorción (abs) 0.90 1.38 Gsss 96.14 96.14 Gw 95.34 96.67
ACI PATRON Agregado Grueso Agregado Fino Humedad(w) 0 1.41
Absorción (abs) 0.90 1.38 Gsss 90.74 113.52 Gw 90.39 114.85
ACI SUST. Agregado Grueso Agregado Fino Humedad(w) 0.30 1.85
Absorción (abs) 0.90 1.38 Gsss 90.74 111.45 Gw 90.20 111.97
Fuente Propia: Crespo, Mogollón (2014)
4. ASENTAMIENTO DE LA MEZCLA
Tabla N˚20. Asentamiento para f’c 250 Kg/cm2.
METODOS ASENTAMIENTO (Pulg)
PORRERO PATRÓN 3.54
PORRERO SUSTITUCIÓN 3.05
ACI PATRÓN 3.74
ACI SUSTITUCIÓN 3.15
Fuente Propia: Crespo, Mogollón (2014)
5. PESO UNITARIO DE LA MEZCLA Tabla N˚21. Peso unitario para f’c 250 Kg/cm2.
METODOS PESO UNITARIO (kg/lts)
PORRERO PATRÓN 2,33
PORRERO SUSTITUCIÓN 2,30
ACI PATRÓN 2,29
ACI SUSTITUCIÓN 2,29
Fuente Propia: Crespo, Mogollón (2014)
6. EVALUACION EN ESTADO ENDURECIDO DE LA MEZCLA DE CONCRETO
Tabla N˚22. Resistencia a compresión para f’c 250 Kg/cm2 a los 28 días
N˚ DESCRIPCION FECHA DE EDAD
(días)
RESISTENCIA DE
DISEÑO Φ (mm) H (cm) PESO (Kg) CARGA (Kg)
F’c (kg/cm2)
Elaboración Ensayo
1
PORRERO
PATRON 26/07/2013 28/08/2013 28 250
150 300 12.250 57.890 327,60
2 150 299 12.200 54.870 310,51
3 150 300 12.050 59.940 339,20
4 150 300 12.250 56.790 321,38
5 150 299 12.200 53.230 301,23
6 150 299 12,200 53,230 301,32
7
PORRERO
SUSTITUCION 29/07/2013 28/08/2013 28 250
150 300 12.400 44.200 250,13
8 150 300 11.900 53.600 303,32
9 150 300 12.100 52.000 294,27
10 150 299 12.300 51.910 293,76
11 150 300 12.200 42.370 239,77
12 150 300 12,200 42,370 239,80
13
ACI
PATRON 30/07/2013 28/08/2013 28 250
151 300 12.300 47.980 267,93
14 150 299 12.400 47.810 270,56
15 150 300 12.300 54.780 310,00
16 150 300 12.600 53.400 302,19
17 150 300 12.300 54.060 305,93
18 150 300 12,300 54,060 305,93
19
ACI
SUSTITUCION 31/07/2013 28/08/2013 28 250
150 300 12.100 28.330 160,32
20 150 301 12.200 26.670 150,93
21 150 297 11.900 28.740 162,64
22 150 300 12.200 27.760 157,09
23 150 300 12.200 25.120 142,15
24 150 300 12,200 25,122 142,16
Fuente Propia: Crespo, Mogollón (2014)
Tabla N˚23. Resistencia a compresión para f’c 250 Kg/cm2 a los 56 días
N˚ DESCRIPCION FECHA DE EDAD
(días)
RESISTENCIA DE
DISENO Φ (mm) H (cm) PESO (Kg) CARGA (Kg)
F’c (kg/cm2)
Elaboración Ensayo
1
PORRERO PATRON 26/07/2013 25/09/2013 56 250
151 300 12.250 50.920 284,353
2 150 300 12.200 60.240 340,899
3 150 300 12.300 58.820 332,863
4 150 301 12.200 59.450 336,428
5 150 301 12.300 64.690 366,081
6 151 301 12.350 61430 343,044
7
PORRERO SUSTITUCION 29/07/2013 25/09/2013 56 250
150 300 12.200 58.100 328,79
8 150 301 12.200 48.850 276,44
9 151 302 11.900 48.960 273,41
10 150 302 12.250 54.150 306,44
11 151 301 12.250 61.990 346,17
12 150 300 12.250 58.580 331,50
13
ACI PATRON 30/07/2013 25/09/2013 56 250
150 299 12.200 40.240 227,72
14 150 300 12.000 34.060 192,75
15 151 301 12.100 41.440 231,41
16 150 300 12.100 42.930 242,94
17 150 301 12.200 39.040 220,93
18 150 301 12.200 37.660 213,12
19
ACI SUSTITUCION 31/07/2013 25/09/2013 56 250
150 301 12.100 28.550 161,56
20 150 301 12.150 33.270 188,28
21 150 300 12.150 26.020 147,25
22 150 301 12.200 35.700 202,03
23 150 299 12.100 25.730 145,61
24 150 302 12.300 30.880 174,75
Fuente Propia: Crespo, Mogollón (2014)
Tabla N˚24. Resistencia a compresión para f’c 250 Kg/cm2 a los 90 días
N˚ DESCRIPCION FECHA DE EDAD
(días)
RESISTENCIA DE
DISENO Φ (mm) H (cm) PESO (Kg) CARGA (Kg)
F’c (kg/cm2)
Elaboración Ensayo
1
PORRERO PATRON 26/07/2013 29/10/2013 90 250
150 300 12.300 64.330 364,044
2 150 300 12.300 63.390 358,725
3 150 300 12.200 62.470 353,518
4 150 300 12.400 66.790 377,965
5 150 299 12.200 68.490 387,586
6 150 299 12.200 66.870 378,418
7
PORRERO SUSTITUCION 29/07/2013 29/10/2013 90 250
150 300 12.300 44.010 249,05
8 150 301 12.200 50.310 284,70
9 150 301 12.400 54.290 307,23
10 151 302 11.900 45.380 253,42
11 150 300 12.300 50.450 285,50
12 150 299 12.300 54.060 305,93
13
ACI PATRON 30/07/2013 29/10/2013 90 250
150 300 12.200 41.670 235,81
14 150 301 12.000 53.890 304,96
15 150 299 12.400 65.200 368,97
16 151 301 12.400 65.830 367,61
17 151 299 12.200 50.090 279,72
18 151 300 12.300 62.490 348,96
19
ACI SUSTITUCION 31/07/2013 29/10/2013 90 250
150 300 12.200 38.070 215,44
20 150 301 12.200 38.090 215,55
21 150 300 12.200 41.840 236,77
22 150 300 12.200 39.490 223,47
23 150 299 12.000 35.370 200,16
24 150 300 12.100 40.360 228,40
Fuente Propia: Crespo, Mogollón (2014)