“evaluacion de mezclas de concreto...

“EVALUACION DE MEZCLAS DE CONCRETO CON

ADICIONES DE ARENA DE SILICE EN UN 5 Y 10% COMO

SUSTITUTO DEL PESO DEL CEMENTO”

GOYO PIÑERO, EDGAR FERNANDO

ROJAS BACCEI, CARLOS HORACIO

Tutora: Ing. Maria Alice Olavarrieta

Barquisimeto, 2014

UNIVERSIDAD CENTROCCIDENTAL

“LISANDRO ALVARADO”

DECANATO DE INGENIERÍA CIVIL

DEPARTAMENTO DE

INGENIERIA DE CONSTRUCCION




Trabajo Especial de Grado presentado ante el Decanato de Ingeniería

Civil. Universidad Centroccidental “Lisandro Alvarado” para optar al

título de Ingeniero Civil

GOYO PIÑERO, EDGAR FERNANDO

ROJAS BACCEI, CARLOS HORACIO

Tutora: Ing. Maria Alice Olavarrieta

Barquisimeto, 2014

UNIVERSIDAD CENTROCCIDENTAL

“LISANDRO ALVARADO”

DECANATO DE INGENIERÍA CIVIL

DEPARTAMENTO DE

INGENIERIA DE CONSTRUCCION

iii

INDICE GENERAL

Pág.

INDICE DE TABLAS………………………………………………………….. v

INDICE DE FIGURAS………………………………………………..……….… vii

INDICE DE GRAFICOS………………………………………………………… ix

INDICE DE ANEXOS…………………………………………………...………. xi

RESUMEN…………………………………………………………………..…… xii

INTRODUCCION…………………………………………………………...……. 1

CAPITULO I. EL PROBLEMA

Planteamiento del Problema……………………………………………………….. 2

Objetivo General…………………………………………………………………... 4

Objetivos Específicos……………………………………………………………… 4

Justificación………………………………………………………………………... 5

Alcances y Limitaciones…………………………………………………………… 6

CAPITULO II. MARCO TEORICO

Antecedentes de la Investigación…………………………………………………… 7

Bases Teóricas……………………………………………………………………….12

CAPITULO III. MARCO METODOLOGICO

Tipo de investigación……………………………………………………..…………20

Metodología de la investigación…………...………………………...…………….. 22

Caracterización del cemento ………………………………………………….……. 22

Caracterización de la arena de sílice…………………………………………...….. 24

Caracterización de los agregados…………..……………………………………...25

iv

Composición de la mezcla……………………………………………………...….27

Diseño de mezcla…...……………………………………………………………...27

Corrección por humedad…….……………………………………………...……..35

Elaboración de mezcla de concreto……………………………………………….36

Evaluación del concreto en estado fresco………………………………………...37

Curado de probetas cilíndricas…………………………………………...……….41

Numero de probetas…………………………………………………………….....43

Evaluación de concreto en estado endurecido………………………………........43

Método para determinar el porcentaje de porosidad de mezclas de concreto.......44

CAPITULO IV. ANALISIS Y RESULTADOS

Análisis y Resultados…………………………………………………………......46

CAPITULO V. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Conclusiones………………………………………………………………..…….67

Recomendaciones………………………………………………………………...69

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS………………….………………………..70

ANEXOS……………………………………………………………………...... 73

v

INDICE DE TABLAS

Pág.

CAPITULO III. MARCO METODOLOGICO

Tabla Nº 1. Granulometría de arena de sílice……………………………………….25

Tabla Nº 2 Normativa utilizada para extracción y ensayos de agregados…………..26

Tabla Nº 3 Diseño de mezcla f’c = 280 𝐾𝑔𝑓/𝑐𝑚2 ………………...……...…….....32

Tabla Nº 4 Diseño de mezcla f’c = 350 𝐾𝑔𝑓/𝑐𝑚2……………………………...…33

Tabla Nº 5 Numero de probetas realizadas……………………………….……....43

CAPITULO IV. ANALISIS Y RESULTADOS

Tabla Nº 6 Granulometría del agregado grueso……………………………..………46

Tabla Nº 7 Granulometría del agregado fino……………………………………......48

Tabla Nº 8 Consistencia normal del cemento sustituido…………………….………50

Tabla Nº 9 Consistencia normal del cemento Portland tipo I……………………….50

Tabla Nº 10 Tiempos de fraguado en cementos con sustitución……………………51

Tabla Nº 11 Tiempos de fraguado patrón…………………………………………...52

Tabla Nº12 Porcentaje de aire de las mezclas de concreto y peso unitario…………55

Tabla Nº 13 Resistencia a la compresión con f’c = 280 𝐾𝑔𝑓/𝑐𝑚2………………...58

Tabla Nº 14 Resistencia a la compresión con f’c = 350 𝐾𝑔𝑓/𝑐𝑚2………...…....…58

Tabla Nº 15 Porosidad total promedio en las mezclas……………..……………….65

vi

Tabla Nº 16 Criterios de evaluación de la porosidad………………………………...65

vii

INDICE DE FIGURAS

Pág.

CAPITULO III MARCO METODOLOGICO

Figura Nº 1 Agregados ubicados en COCIPRE …………………………………….22

Figura Nº 2 Recolección de agregados…………………………………….………...22

Figura Nº 3 Pesaje de cemento ……………………………………………………...23

Figura Nº 4 Maquina mezcladora …………………………………………………...23

Figura Nº 5 Aguja de Vicat…………………………………………………….……23

Figura Nº 6 Colocación de mortero en aparato de Vicat …………………………...24

Figura Nº 7 Aparato de Vicat automático…………………………………….……..24

Figura Nº 8 Agua de mezclado ………………………………………………..…….37

Figura Nº 9 Agregado fino y grueso….………………………………………..…….37

Figura Nº 10 Concreto vaciado en carretilla ………………………………………...37

Figura Nº 11 Compactación en cono de Abrams…………………………………… 38

Figura Nº 12 Medición de asentamiento……………………………………………. 38

Figura Nº 13 Compactación para contenido de aire………………………………... 39

Figura Nº 14 Muestra en recipiente metálico ……………………………………….39

Figura Nº 15 Pesaje de muestra ……………………………………..………………39

Figura Nº 16 Cierre de válvula de aire principal…………………………………… 39

Figura Nº 17 Vaciado en probetas…………………………………………………...41

Figura Nº 18 Golpes con martillo de goma………………………………………… 41

Figura Nº 19 Curado de probetas …………………………………………………....42

viii

Figura Nº 20 Prensa universal……………………………………………………….44

Figura Nº 21 Falla de probeta………………………………………………………. 44

Figura Nº 22 Curado de especímenes………………………………………………..45

Figura Nº 23 Especímenes en desecador…………………………………………….45

ix

INDICE DE GRAFICOS

Pág.

CAPITULO III MARCO METODOLOGICO

Gráfico Nº 1 Porcentajes de pesos de diseño de mezcla patrón f’c= 280 𝐾𝑔𝑓/𝑐𝑚2..32

Gráfico Nº 2 Porcentajes de pesos de diseño de mezcla 5% f’c= 280 𝐾𝑔𝑓/𝑐𝑚2…..33

Gráfico Nº 3 Porcentajes de pesos de diseño de mezcla 10% f’c= 280 𝐾𝑔𝑓/𝑐𝑚2…33

Gráfico Nº 4 Porcentajes de pesos de diseño de mezcla patrón f’c= 350 𝐾𝑔𝑓/𝑐𝑚2..34

Gráfico Nº 5 Porcentajes de pesos de diseño de mezcla 5% f’c= 350 𝐾𝑔𝑓/𝑐𝑚2…..34

Gráfico Nº 6 Porcentajes de pesos de diseño de mezcla 10% f’c= 350 𝐾𝑔𝑓/𝑐𝑚2…35

CAPITULO IV ANALISIS Y RESULTADOS

Gráfico Nº 7 Granulometría de agregado grueso…………………………….……...47

Gráfico Nº 8 Granulometría de agregado fino…………………………………..…...49

Gráfico Nº 9 Tiempo de fraguado del cemento………………………………..….....52

Gráfico Nº 10 Corrección de humedad……………………………………….....…..53

Gráfico Nº 11 Asentamiento promedio en muestras………..……………………….54

Gráfico Nº 12 Pesos unitarios en mezclas patrón y mezclas con sustitución……......57

Gráfico Nº 13 Resistencia a la compresión a los 3 días……….…………………….59

Gráfico Nº 14 Resistencia a la compresión a los 14 días……………………………60

Gráfico Nº 15 Resistencia a la compresión a los 28 días….………………………...61

Gráfico Nº 16 Resistencia a la compresión a los 90 días…………….……………...62

Gráfico Nº 17 Comparación de resistencias a la compresión f’c= 280 𝐾𝑔𝑓/𝑐𝑚2 ....63

Gráfico Nº 18 Comparación de resistencias a la compresión f’c= 350 𝐾𝑔𝑓/𝑐𝑚2 ....64

x

Gráfico Nº 19 Porcentaje de absorción en mezclas patrón y mezclas con sustitución

………………………………………………………………………………………66

xi

INDICE DE ANEXOS

Pág.

ANEXOS

Anexo A Resultados de caracterización de agregado grueso, agregado fino y cemento

…………................................................................................................................…74

Anexo B Resultados de ensayo de resistencia a la compresión………………..........80

xii

Universidad Centroccidental

“Lisandro Alvarado” Decanato

de Ingeniería Civil.

Departamento de Construcción.




Autores:

Goyo, Edgar.

Rojas, Carlos.

Tutor: Ing. María Alice Olavarrieta.

RESUMEN.

Este trabajo evaluó mezclas de concreto con adiciones de arena de sílice en

un 5 y 10% como sustituto del peso del cemento. Para ello, se realizaron diseños de

mezclas por medio de la metodología que establece Joaquín Porrero, tomando como

variable fija las resistencias de diseño de 280 y 350 kg/cm2, el asentamiento de la

mezcla (4”) y determinando la relación agua - cemento para cada resistencia. Para

esto se tomaron porcentajes de adición de arena de sílice, sustituyendo el 5 y 10%

del peso del cemento, para luego ser comparada con la mezcla patrón. Se realizaron

ensayos de caracterización del cemento, como lo es la consistencia y fraguado.

También se estudiaron las propiedades de la mezcla en estado fresco, como el

asentamiento, porcentaje de aire y peso unitario, y en estado endurecido la

resistencia a compresión y porosidad, arrojando como resultado una disminución

de su resistencia mecánica a la compresión a medida que el porcentaje de la adición

aumenta, por lo que se puede acotar que la arena de sílice aporta resistencia a la

mezcla en pequeños porcentajes. Por todo lo dicho anteriormente, se concluye que

el porcentaje de adición más óptimo de arena de sílice sustituida por peso del

cemento fue el 5%, ya que con este se lograron mayores resistencias a compresión;

en cuanto a la porosidad, las mezclas con adición son de durabilidad moderada.

PALABRAS CLAVES: Resistencia de diseño, porosidad, arena de sílice,

asentamiento.

GOYO, ROJAS | 2014

INTRODUCCION

1

INTRODUCCION

El concreto es un material de construcción ampliamente utilizado para diversos tipos de

estructuras debido a su gran estabilidad y resistencia. El cemento Portland, es uno de los

principales ingredientes utilizados para la producción de concreto y tiene pocas alternativas

en la industria de la construcción civil. En los últimos tiempos se ha visto una desafortunada

baja en la producción de cemento, debido a que, implica la emisión de grandes cantidades de

dióxido de carbono a la atmósfera, un contribuyente importante para el efecto invernadero y

el calentamiento global, por lo que es necesario buscar otro material o en parte sustituirlo por

algún otro que cumpla su función. La búsqueda de cualquier alternativa para el cemento debe

conducir a un desarrollo sostenible del planeta y un menor impacto ambiental.

Ahorros sustanciales de energía y de costo pueden resultar al sustituir el cemento por

productos que se utilicen como un sustituto parcial del mismo. Las cenizas volantes, escorias,

cenizas de cascarilla de arroz, metacaolín y arena de sílice son algunos de los materiales

puzolánicos que pueden ser usados en el concreto como sustitución parcial del cemento. Un

gran número de estudios se están llevando a cabo, tanto en Venezuela como en el extranjero,

para estudiar el impacto del uso de estos materiales en el concreto industrial.

En el decanato de ingeniería civil de la UCLA, se ha desarrollado desde el 2005 una línea

de investigación coordinada por el profesor Alejandro Giménez, en la cual se han venido

ensayando diferentes sustituciones para el cemento, con la finalidad de aportar dosis que sean

resistentes y durables, este trabajo se enmarca en dicho proyecto.

De acuerdo a lo anterior, la presente investigación tiene como propósito evaluar mezclas

de concreto sustituyendo parte del cemento con adiciones de arena de sílice.

GOYO, ROJAS | 2014

CAPÍTULO I EL PROBLEMA

2

CAPITULO I

EL PROBLEMA

Planteamiento del Problema

Desde el inicio de la raza humana, en la prehistoria, el hombre se ha visto en la

necesidad de tener un sitio donde vivir, al principio lo hacían en lugares naturales como

cavernas de roca, al ir evolucionando se ha visto obligado en ir utilizando diferentes

tipos de materiales, como pieles de animales, madera, piedra, entre otros; para

satisfacer las necesidades y exigencias de la humanidad que mejoren la calidad de vida

y desarrollar métodos constructivos más eficaces.

El pueblo egipcio ya utilizaba un mortero, la cual era una mezcla de arena con

materia cementosa, para unir bloques y losas de piedra al erigir sus asombrosas

construcciones. Luego los constructores griegos y romanos descubrieron que ciertos

depósitos volcánicos, mezclados con caliza y arena producían un mortero de gran

fuerza, capaz de resistir la acción del agua, dulce o salada.

Para el siglo XVIII, John Smeaton, gran ingeniero civil y físico de la época, fue

pionero en el uso de cal hidráulica, la cual se obtenía con piedras, mezcla de cal viva,

arcilla, arena y escoria de hierro triturado. Con esto diseño y construyo el faro de

Eddystone en Inglaterra.

Luego de eso fue donde se empezó a conocer el concreto como material resultante

entre la mezcla de cemento o cualquier otro conglomerante con agregados finos

(arena), agregados gruesos (grava, gravilla) conjuntamente con agua, obteniendo un

GOYO, ROJAS | 2014


3

material muy resistente y duradero, el cual es altamente moldeable y puede ser utilizado

en un número ilimitado de aplicaciones.

Al pasar el tiempo el hombre se ve en la obligación de mejorar los materiales a

utilizar en las construcciones con la finalidad de ofrecer mayor seguridad y durabilidad

en las mismas, es por esto que se realizan según sea el caso, adiciones o sustituciones

en la mezcla de cemento, por otra parte pero no menos importante, es el impacto

ambiental que ocasionan las construcciones y los materiales utilizados en ellas, por lo

cual se recurren a dichas adiciones para obtener resultados menos contaminantes para

el ambiente. Uno de estos materiales es la arena de sílice, el cual es un material

puzolánico de alta reactividad y es un subproducto de la producción de metal silíceo o

ferro silíceo, con partículas alrededor de 100 veces más pequeñas que un grano

promedio de cemento.

Las adiciones al cemento del arena de sílice, pueden ser utilizadas para reducir el

calor asociado con la hidratación del cemento y reducir el potencial de fisuración

térmica en elementos estructurales masivos, también se conoce que el arena sílice es

comúnmente usado para producir resistencias por encima de 10000 libras (4535,95

Kg.) por pulgada cuadrada (70 MPa = 7138.01 Kg/m²).

Para finalizar y según todo lo expuesto antes, se tiene como punto a evaluar, las

mezclas de concreto adicionándole arena de sílice, sustituyendo un 5 y 10% de la

cantidad en peso del cemento, sin variar relación agua-cemento, y evaluar los

resultados en las propiedades mecánicas y físicas con resistencias de 280 Kg/cm² y 350

Kg/cm².

GOYO, ROJAS | 2014


4

OBJETIVOS

Objetivo General

Evaluar mezclas de concreto con adiciones de arena de sílice, sustituyendo el 5 y

10% del cemento con estas adiciones.

Objetivos Específicos

Diseñar las mezclas de concreto, tanto patrón, como con sustitución de arena de

sílice.

Estudiar las propiedades físicas del concreto en estado fresco y en estado

endurecido con arena de sílice como sustituto parcial del cemento.

Evaluar las propiedades mecánicas de mezclas de concreto con resistencia de

280 y 350Kg/cm2, elaboradas con adiciones de arena de sílice en sustitución del 5 y

10% del contenido de cemento.

Comparar las propiedades físicas y mecánicas de la mezcla patrón con las

elaboradas haciendo uso de adiciones de arena de sílice

Conocer la durabilidad del concreto, mediante el estudio de la porosidad de las

diferentes mezclas en estado endurecido.

GOYO, ROJAS | 2014


5

JUSTIFICACION

El concreto tiene un papel fundamental en la construcción y esta a su vez es uno de

los campos más importantes para la economía y desarrollo de un país; esto se da por la

versatilidad del concreto, ya que puede adoptar una gran variedad de formas y usos.

Puede ser vaciado en moldes con libertad de la geometría, satisfaciendo así las

exigencias del diseñador, los relativamente bajos costos de producción, entre otros.

Debido al auge que ha adquirido la construcción y para racionalizar un poco la

materia prima y el gasto de energía que conlleva la elaboración de concreto; el

ingeniero civil se ha visto en la necesidad de realizar ajustes en las mezclas.

Hoy en día se sabe que existen una gran variedad de aditivos o cementantes, estos

materiales provienen de la naturaleza y destacan en principio por su cualidad de

mejorar las propiedades del concreto, siendo capaz de proveerle singulares

características; según sea la necesidad del caso, por lo cual se consideran algunas

adiciones de fundamental importancia e influencia en la obtención de grandes y

notables mejoras en el concreto estructural.

La utilización de adiciones minerales de alta finura puede beneficiar al concreto.

Los efectos pueden ser puramente físicos, como el complemento de la granulometría

para las fracciones muy finas del concreto, o efectos físico-químicos, como el

producido por la reacción. En ambos casos, el resultado final es similar: disminución

de la porosidad y del tamaño de partícula. Estos efectos pueden modificar las

propiedades reológicas del concreto en estado fresco, así como resistencia y

durabilidad del concreto endurecido. (Ing. Salazar, A. S/F).

La finalidad de este trabajo de investigación es estudiar las puzolanas,

específicamente; la arena sílice como adición al cemento para obtener mezclas de

concreto, buscando así diseñar, determinar y concluir si es posible realizar un concreto

GOYO, ROJAS | 2014


6

bajo estas condiciones de estudio, que sea más resistente, más duradero y de alta calidad

en comparación a un concreto tradicional o patrón, y así también aprovechar los

materiales de desecho contribuyendo al medio ambiente. De igual manera esta

investigación es un aporte académico y científico para el desarrollo de la tecnología del

concreto en nuestro campo de trabajo y una herramienta para el sector constructivo.

ALCANCE

El presente trabajo de investigación está enmarcado principalmente en la evaluación

de propiedades físicas y mecánicas de mezclas de concreto con adiciones de arena sílice

en un 5 y 10% del peso del cemento para de esta manera analizar y conocer la influencia

que presenta dicha adición a la mezcla de concreto.

LIMITACIONES

Para efectos de este tipo de estudios, es ideal contar con un gran número de

especímenes a ser evaluados, en nuestro caso realizamos 108 probetas por cuestiones

de espacio y disponibilidad de material en el laboratorio de la empresa COCIPRE, C.A.

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CAPÍTULO II MARCO TEÓRICO

7

CAPITULO II

MARCO TEÓRICO

ANTECEDENTES DE LA INVESTIGACIÓN

Hace más de 2000 años, los romanos conocían sobre la actividad de la ceniza

volcánica de Pozzuoli, cuando ella se combinaba con la cal. De hecho esa mezcla era

usada en sus construcciones de las cuales hoy subsisten 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. 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 de 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 solo se 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

GOYO, ROJAS | 2014


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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

incrementando 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.

S. Bhanja, B. Sengupta (2003) La investigación se dirige a desarrollar una mejor

comprensión de la contribución aislada de la arena de sílice en el concreto y la

determinación de su contenido óptimo. Extensa experimentación se llevó a cabo, con

relación agua-cemento que van desde 0,26 hasta 0,42 y la arena de sílice con relaciones

de 0,0 a 0,3. Los resultados indican que el porcentaje de sustitución óptima a los 28

días no es una constante, sino que depende de la relación de agua-cemento de la mezcla

y se ha encontrado que va de 15 a 25%. Al cuantificar los efectos puzolánicos y físicos

de la arena de sílice, se observa que sus mecanismos contribuyen significativamente a

la resistencia del concreto. La consistencia del cemento depende de su finura. La arena

de sílice tiene una mayor finura que el cemento y una mayor área de superficie, la

consistencia aumenta considerablemente cuando se incrementa el porcentaje de arena

de sílice. La consistencia normal aumenta aproximadamente 40% cuando el porcentaje

de arena de sílice aumenta de 0% a 20%. La resistencia óptima a los 7 y 28 días a la

compresión y a la flexión se han obtenido en el rango de 10-15% del nivel de remplazo

arena de sílice. Aumento de la resistencia a la tracción dividida más allá del 10% de

sílice, mientras que el aumento en resistencia a la tracción por flexión se ha producido

hasta el 15% de los remplazos. La arena de sílice parece tener un efecto más

pronunciado sobre la resistencia a la flexión que sobre la resistencia a la tracción

dividida.

H. Katkhuda, B. Hanayneh N. Shatarat (2009) En este trabajo el efecto de la

arena de sílice en la tracción, resistencia a la compresión y flexión del concreto, se

GOYO, ROJAS | 2014


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estudió mediante la realización de numerosos experimentos. La arena de sílice fue

sustituida por 0%, 5%, 10%, 15%, 20% y 25% para proporciones agua-cemento de

0,26, 0,3, 0,34, 0,38 y 0,42. Las siguientes conclusiones se pueden derivar:

1. La presencia de arena de sílice aumenta la resistencia, tanto la tracción dividida

como la tracción por flexión. El mayor incremento se ha encontrado en la resistencia a

la flexión.

2. Los porcentajes óptimos de remplazo a los 28 días a la compresión y a la flexión

varían desde 15% a 25%, dependiendo de la relación agua-cemento de la mezcla. El

porcentaje óptimo de sustitución aumenta con el aumento de la relación agua-cemento.

A. Blarasin, A. Perfetti, (2011); En esta investigación se evaluó el comportamiento

físico y mecánico de los concretos de alta resistencia, variando la granulometría y

sustituyendo dosis de cemento por arena 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 metodología descrita en el Manual de Concreto

estructural conforme a la Norma COVENIN 1753:03 de Joaquín Porrero S. Se

elaboraron dos probetas cilíndricas por mezclas de 10 cm de diámetro y 20 cm de altura

para ser ensayados a compresión a los 3, 7, 14, 28, 56, 90 días además se realizaron

dos probetas cilíndricas por mezclas de 15 cm 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 las 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

GOYO, ROJAS | 2014


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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.

Bolívar, Gómez, González, (2012). Esta investigación tuvo como finalidad evaluar

el comportamiento de las propiedades físicas y mecánicas de mezclas de concreto de

altas resistencias, sustituyendo el 15 y 20% del cemento con arena de sílice. Los

resultados obtenidos se 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, las mezclas de concreto adicionadas tuvieron un tiempo de fraguado mucho menor

en relación con las mezclas patrón, los ensayos iniciales para las mezclas a los 7 y 28

días obtuvieron resultados por encima de la resistencia esperada. La resistencia más

óptima obtenida fue la de 15% de sustitución de cemento por arena de sílice para todas

las resistencias estudiadas. En cuanto a la porosidad, se clasifica al concreto como de

durabilidad moderada e inadecuada, no apto para soportar los efectos de ambientes

agresivos. El Índice de Actividad Puzolánica reflejo un valor de 70,1% para 7 días y

un 79,49% para 28 días, considerando así la arena de sílice un buen material puzolánico

para ser utilizado en mezclas de concreto.

Alvarado M, Dos Santos L, (2013) Este trabajo evaluó la influencia de la adición

de arena de sílice en las propiedades físico - mecánicas de las mezclas de concreto.

Para ello, se realizaron diseños de mezclas por medio de la metodología que establece

Joaquín Porrero, tomando como variable fija las resistencias de diseño de 250 y 300

kg/cm2, el asentamiento de la mezcla (4”) y determinando la relación agua - cemento

para cada resistencia. Para esto se tomaron porcentajes de adición de arena de sílice de

8 y 12% definidos según el peso del cemento, para luego ser comparada con la mezcla

patrón. Se realizaron ensayos de caracterización del cemento, como los son la

consistencia, fraguado y la resistencia a la compresión de morteros usando probetas

cúbicas de 50.8cm (2”) por lado, esto con la incorporación del material en estudio,

GOYO, ROJAS | 2014


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obteniendo como resultados que la mezcla que contiene más adición de sílice es la que

requiere mayor cantidad de agua. También se estudiaron las propiedades de la mezcla

en estado fresco, como el asentamiento, porcentaje de aire y peso unitario, y en estado

endurecido la resistencia a compresión, porosidad e índice de actividad puzolánica,

arrojando como resultado una disminución de su resistencia mecánica a la compresión

a medida que el porcentaje de la adición aumenta, por lo que se puede acotar que la

arena de sílice aporta resistencia a la mezcla en pequeños porcentajes, de la misma

manera se refleja que el índice de actividad puzolánica fue mayor al 75% por lo que es

puzolánicamente activa , cumpliendo así con lo establecido en la Norma COVENIN.

Se concluye que el porcentaje de adición más óptimo de arena de sílice por peso del

cemento fue el 8%, ya que con este se lograron mayores resistencias a compresión; en

cuanto a la porosidad, las mezclas con adición son de durabilidad moderada a

inadecuada.

Guerrero E, Torres G, (2013) En esta investigación se realizaron diseños de

mezclas con sustitución de polvo de sílice, sustentados en el Método de Porrero. El tipo

de cemento empleado para la ejecución del estudio fue Portland Tipo I mientras que la

adición considerada fue polvo de sílice. Se elaboraron probetas cilíndricas para evaluar

la resistencia de las mezclas patrón, 15% y 20% de microsílice a las edades de 7, 14 y

28 días; probetas cilíndricas de diez centímetros de diámetro y cinco centímetros de

altura para el estudio de la porosidad; además de probetas cúbicas de cinco centímetros

de lado, para el Índice de Actividad Puzolánica. Los resultados obtenidos se analizaron

y compararon con las Normas COVENIN y el Manual DURAR-CYTED. Los valores

obtenidos de las mezclas con adiciones y las mezclas patrón concluyen que el

porcentaje óptimo de adición fue el 20% para la resistencia de diseño de 350 Kg/cm2

y 15% para 400 Kg/cm2, logrando mayor resistencia a la compresión. En cuanto a la

porosidad, la resistencia de 350 Kg/cm2 tanto patrón, como las adicionadas, indican

una moderada calidad; mientras que la de 400 Kg/cm2 patrón y con el 20% de adición

GOYO, ROJAS | 2014


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son catalogadas de durabilidad inadecuada. El polvo de sílice es puzolánicamente

activo para ser empleado en mezclas de concreto.

BASES TEÓRICAS

Para el desarrollo de la presente investigación, es necesario el conocimiento de una

serie de conceptos relacionados con el área de estudio, entre los cuales destacan: El

concreto y sus agregados, la puzolana como principal material de la mezcla a ensayar

y su origen; por último los fundamentos teóricos de los ensayos a realizar.

COMPONENTES DE CONCRETOS CONVENCIONALES

El concreto es básicamente una mezcla de dos componentes: agregados y pasta. 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 pues la pasta endurece

debido a la reacción química entre el cemento y el agua (Bran, 2005). Los agregados

generalmente se dividen en dos grupos: finos y gruesos. Los agregados finos consisten

en arenas naturales o manufacturadas con tamaño de partícula que pueden llegar hasta

10 mm; los agregados gruesos son aquellos cuyas partículas se retienen en la malla No.

16 y pueden variar hasta 152 mm. El tamaño máximo del agregado que se emplea

comúnmente es el de 19 mm o el de 25 mm (Steven, 1992).

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.

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AGUA: El agua es un componente esencial en las mezclas de concreto y

morteros, pues permite que el cemento desarrolle su capacidad ligante. El agua

utilizada en la elaboración del concreto y mortero debe ser apta para el consumo

humano, libre de sustancias como aceites, ácidos, sustancias alcalinas y materias

orgánicas.

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 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 de

tamaños de partículas que oscilan entre 9 y 38 milímetros. Teniendo en cuenta que el

concreto es una piedra artificial, el agregado grueso es la materia prima para fabricarlo.

En consecuencia se debe usar la mayor cantidad posible y del tamaño mayor, teniendo

en cuenta los requisitos de colocación y resistencia.

ADITIVOS: Se utilizan como ingredientes del concreto y, se añaden a la

mezcla inmediatamente antes o durante su mezclado, con el objeto de modificar sus

propiedades para que sea más adecuada a las condiciones de trabajo o para reducir los

costos de producción. (Jaime, 1997).

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14

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).

DISEÑO DE MEZCLA

Es un proceso que consiste en calcular las proporciones de los elementos que forman

el concreto, con el fin de obtener los mejores resultados. Existen diferentes métodos de

Diseños de Mezcla; algunos pueden ser muy complejos como consecuencia a la

existencia de múltiples variables de las que dependen los resultados de dichos métodos,

aun así, se desconoce el método que ofrezca resultados perfectos, sin embargo, existe

la posibilidad de seleccionar alguno según sea la ocasión. 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).

CEMENTOS ADICIONADOS

Los cementos adicionados (o compuestos), 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 mezcla de los

componentes finamente molidos (Salamanca, 2000).

Las adiciones minerales de uso más frecuente pueden clasificarse en tres grupos

dependiendo de su actividad y de su contribución al desarrollo de la resistencia.

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- Adiciones Hidráulicas: Son adiciones que poseen un potencial hidráulico natural, pero

que requieren un activador para que puedan endurecer bajo agua; dicho activador puede

ser: cal, clinker de cemento portland, yeso o un activador químico. La adición típica de

este grupo es la escoria.

- Adiciones Puzolánicas: Son adiciones que solo endurecen en presencia del 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.

- Adiciones Inertes: Son adiciones que no poseen actividad hidráulica ni puzolánica,

pero que contribuyen al desarrollo de otras propiedades del cemento, diferentes de la

resistencia. Se usa comúnmente la llenante caliza (polvo de piedra caliza, cenizas de

carbón, entre otros), en especial cuando se trata de la producción de cementos para

mampostería.

PUZOLANAS

Se consideran generalmente como puzolanas los materiales que, carentes de

propiedades cementicias y de la actividad hidráulica por sí solos, contienen

constituyentes que se combinan con cal a temperaturas ordinarias y en presencia de

agua, dando lugar a compuestos permanentemente insolubles y estables que se

comportan como conglomerantes hidráulicos. En tal sentido, las puzolanas dan

propiedades cementantes a un conglomerante no hidráulico como es la cal.

Las puzolanas, según su origen, se clasifican en dos grandes grupos el de las

naturales y el de las artificiales.

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Puzolanas Naturales:

Rocas volcánicas, en las que el constituyente amorfo es vidrio producido por

enfriamiento brusco de la lava. Por ejemplo las cenizas volcánicas, las tobas, la escoria

y obsidiana.

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: las cenizas que 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.

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ARENA DE SILICE

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, se establece que son conjunto de partículas extremadamente

finas, de las cuales más del 95% son menores a 1 µm.

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 acto eléctrico durante la manufactura del silicio o de aleaciones de ferro

silicio (Rivva, 2000). La arena 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 Arena 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:

1. El aspecto físico de las partículas de arena. Al agregar miles de pequeñas

partículas a la mezcla de concreto, estas 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.

2. La contribución química. A causa del gran contenido de dióxido de silicio, es

un material puzolánico muy reactivo en el concreto.

Es necesario definir conceptos esenciales que serán empleados a lo largo de la

investigación. Estos, fueron extraídos del Manual del Concreto Estructural (Porrero,

2004).

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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 HIDRATACION: Es el calor que se desarrolla durante la reacción

química del cemento con agua, tales como las producidas durante el proceso de

fraguado y endurecimiento del cemento.

COMPACTACION: Es un procedimiento manual o mecánico por medio del 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 GRANULOMETRICA: Representación gráfica de la granulometría de un

agregado.

DOSIFICACION: Proporción en peso o volumen, según la cual se mezclan los

componentes del concreto.

DURABILIDAD: Capacidad que tiene el concreto para resistir la acción continúa de

agentes químicos, ambientales y otras condiciones de servicio.

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”.

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PESO ESPECIFICO DEL CONCRETO: Peso por unidad de volumen de concreto,

excluyendo el volumen de poros.

RELACION AGUA/CEMENTO: Expresa la íntima relación que existe entre el peso

del agua utilizada en la mezcla y el peso del cemento.

RETRACCION: Disminución de volumen que sufre el concreto. A medida que el

ambiente sea más desecante, la disminución será tanto mayor.

SEGREGACION: 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.

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CAPÍTULO III MARCO METODOLÓGICO

20

CAPITULO III

MARCO METODOLÓGICO

Tipo de Investigación

La presente investigación es de campo.

Es de campo porque se aplican métodos científicos en el tratamiento de un sistema

de variables y sus relaciones, las cuales conducen a conclusiones y al enriquecimiento

de un campo del conocimiento, contando con la sustentación de experimentos y

observaciones realizadas.

La metodología se basó en ensayos de laboratorio regidos por las Normas

COVENIN, en donde se le efectuó la caracterización de los agregados para obtener

su granulometría y luego se ejecutó el diseño de mezcla, a través del Método del

“Manual del Concreto Estructural" (Método de Porrero). Así como también se

evaluaron las características y propiedades del concreto en estado fresco al cuál se le

determino el Asentamiento por medio del Cono de Abrams, peso unitario, suelto y

compacto y en estado endurecido se obtuvo la resistencia a compresión, además de la

porosidad total.

POBLACIÓN

De acuerdo a Hurtado (2000), es considerada como el conjunto de elementos

que forman parte de un contexto donde se quiere investigar el evento. La población de

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21

este estudio estuvo conformada por un concreto con resistencia 280 Kg/cm2 y 350

Kg/cm2 elaborados bajo las mismas condiciones.

MUESTRA

Méndez (2001), expresa que: “La muestra es un sub-conjunto o parte de la

población. Cuando se analiza una muestra no se hace con el propósito de fijar la

atención en ella, o de conocer sus propiedades, si no conocer la población de la cual

proviene. Siendo la muestra una representación de la población”. En este caso, el

universo de estudio está conformado por 108 probetas cilíndricas, que comprenden

diseño de mezcla patrón y con adición de arena de sílice en dosis de 5 y 10% del peso

del cemento.

VARIABLES DE ESTUDIO

Se realizó el diseño de mezclas de concreto, sustituyendo arena de sílice en

porcentajes de un 5 y 10% del peso del cemento. Se evaluó la resistencia a la

compresión a los 3, 14, 28 y 90 días de edad en estado endurecido.

MATERIALES

Cemento: Portland Tipo I Proveniente de la Empresa Cemex Venezuela

S.A.C.A Planta Lara.

Agregados: el agregado grueso fue canto rodado triturado procedente de Mi

Jaguito, Estado Portuguesa, y de agregado fino se usó arena natural de rio, proveniente

de Guama, Estado Yaracuy.

Arena Normalizada: se utilizó arena normalizada de Ottawa.

Arena de Sílice: donada por la Reprocesadora Industrial de Arena de Sílice

(RIAS, C.A), ubicada en la Zona Industrial II en Barquisimeto, Estado Lara.

En las figuras 1 y 2 se aprecia la toma de agregados en la empresa COCIPRE.

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METODOLOGIA DE LA INVESTIGACION

El desarrollo de la investigación se realizó siguiendo los procedimientos

descritos a continuación:

CARACTERIZACION DEL CEMENTO

En el proceso de caracterización del cemento se realizaron los siguientes

ensayos.

Método de ensayo para determinar la consistencia normal del cemento.

COVENIN 494 - 87.

Para la elaboración de este ensayo se pesó una muestra de cemento de 650

gramos y a la vez los porcentajes de arena de sílice en estudio que son el 5 y 10% del

peso del cemento (Fig. N° 3). Listo los materiales a usar se mezcló este material y

tomando una cantidad de agua previamente calculada, se vertió está en la mezcla en un

Fig. N° 1 Agregados ubicados en

COCIPRE

Fig. N° 2 Recolección de

agregados

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tiempo de 30 segundos, incrementando su cantidad para cada una de las muestras a

fin de obtener una pasta de consistencia normal. Luego en la maquina mezcladora a

una velocidad baja durante 30 segundos se mezclaron estos materiales, siguiendo con

15 segundos de reposo y por ultimo 60 segundos de velocidad rápida (Fig. N° 4). Con

la pasta de cemento preparada se aglomera la muestra en las manos, teniendo

precaución de no compactarla y arrojándola así seis (6) veces de una mano a otra a una

separación alrededor de 15cm, por séptima vez se deja caer de una mano al extremo

mayor del anillo tronco cónico, se presiona para llenarlo completamente y luego

colocarlo sobre la placa no absorbente, se agita, se voltea y se enrasa en el extremo

menor con una cuchara de albañil afilada y quitando el exceso se coloca el aparato de

Vicat Manual apretando el tornillo fijador y liberando la barra inmediatamente,

dejando así que la aguja se asiente durante 30 segundos, cuando alcanzó el rango de

10mm ± 1de penetración, se considera la consistencia normal del cemento (Fig. N° 5).

Fig. N° 5 Aguja de Vicat

Fig. N° 3 Pesaje de cemento

Fig. N° 4 Maquina Mezcladora

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Método de ensayo para determinar el tiempo de fraguado de cementos

hidráulicos por medio de la aguja de Vicat. Norma COVENIN 493-87.

Con el mismo mortero ejecutado para el ensayo de consistencia normal se

desarrolla este ensayo, trasladando el anillo tronco cónico a la cámara de humedad para

dejarla reposar durante 30 minutos. Pasado el tiempo se lleva la muestra al Aparato de

Vicat Automático (Fig. N° 6), colocando está sobre la placa metálica para luego

obtener la penetración de la Aguja de Vicat cada 15 minutos, hasta que esta no penetre

en lo absoluto a la pasta de cemento (Fig. N° 7).

CARACTERIZACIÓN DE LA ARENA DE SÍLICE.

GRANULOMETRIA

Esta fue proporcionada por la empresa procesadora de la misma, y se muestra

en la tabla N° 1.

Fig. N° 6 Colocación de mortero

en aparato de Vicat

Fig. N° 7 Aparato de Vicat Automático

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Tabla Nº1. 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 50,10

Fuente: Reprocesadora Industrial de Arena de Sílice (RIAS C.A).

Barquisimeto, Edo Lara.

CARACTERIZACIÓN DE LOS AGREGADOS.

Extracción de Muestra

Tanto para el agregado fino como para el grueso, ambos provienen de montones

o pilas, se siguió el procedimiento empleado en la Norma COVENIN 270-78

"Agregados. Extracción de muestras para morteros y concretos". Se extrajeron las

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muestras de diferentes partes de la pila, de pesos aproximados iguales, tomando la

precaución de evitar la zona de segregación del material más grueso, que generalmente

se halla en la base del montón. En la tabla N° 2 se presentan los ensayos realizados a

los agregados.

Tabla N° 2. Normativa utilizada para extracción y ensayos de agregados.

NORMA Descripción de Ensayos

COVENIN 290

Método de Cuarteo, para la obtención

de muestras representativas de

agregados finos y agregados gruesos.

COVENIN 255-77

Método de ensayo para determinar la

composición granulométrica de

agregados finos y gruesos

COVENIN 258-77

Método de ensayo para determinar las

partículas más finas que el cedazo

Nro. 200 en el agregado fino

COVENIN 268-78

Método de ensayo para determinar el

peso específico y la absorción del

agregado fino.

COVENIN 269-78

Método de ensayo para determinar el

peso específico y absorción del

agregado grueso.

En la presente investigación se evaluaron las propiedades de la mezcla de

concreto patrón y la mezcla elaborada con la adición de arena de sílice. Para el estado

fresco de la mezcla se determina el asentamiento y peso unitario de la misma y para

el estado endurecido se obtiene la resistencia a compresión y la porosidad.

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COMPOSICION DE LA MEZCLA

El concreto elaborado para la presente investigación está conformado por

agregados minerales como son arena natural de río y canto rodado triturado, mezclados

con cemento Portland Tipo I, agua y adición de arena de sílice, formando una pasta de

consistencia plástica, que se endurece y desarrolla resistencias a la compresión.

Los componentes empleados cumplieron con la Norma COVENIN vigente, con

la finalidad de garantizar mezclas de buena calidad, la caracterización del agua

proviene de la empresa HIDROLARA C.A.

DISEÑO DE LA MEZCLA

Este diseño se realizó como se dijo anteriormente, a través del Método del

"Manual del Concreto Estructural" (Método de Porrero), conforme con la Norma

COVENIN 1753-2003 "Proyecto y Diseño de Obras en Concreto Estructural", con

resistencias de diseño de 280 kg/cm2 y 350 kg/cm2 para las dos (2) mezclas patrón y

adición de sílice de 5% y 10% del peso del cemento para las mezclas adicionadas,

obteniendo así un total de seis (6) mezclas.

El trompo con el cual se realizaron las mezclas de concreto perteneciente a la

empresa COCIPRE C.A. es de aproximadamente 60 Litros, se calcularon las

dosificaciones para 50 Litros para tener algo de holgura al momento de realizar la

actividad.

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Gráfico Nº 1. Valor de .

Fuente: COCIPRE, C.A.

El valor de se encuentra en el siguiente rango: 38 56 Para conseguir el valor de

se busca el promedio de estos dos valores.

= (38 + 56)/2 = 47%

Sin embargo, este valor se puede aproximar a un 50% para así obtener un valor

medio de los agregados y cantidad de cemento, evitar la segregación y para que este

diseño pueda ser usado para cualquier elemento estructural.

Datos de entrada para el cálculo del diseño de la mezcla de concreto

Asentamiento: 4"

Tamaño Máximo: 1"

Agregado Grueso: Canto rodado.

Agregado Fino: Arena Natural.

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Para el diseño de mezcla se realizaron los siguientes cálculos:

Para Resistencia => f 'c = 280 kg / cm2

Resistencia Promedio

Rc = f´c − (Z ∗ ) (Tomado de la pág. 132 del manual de porrero, formula 6.2)

Dónde: Z = variable tipificada de la distribución normal, se selecciona con respecto al

cuantil deseado, según la Norma COVENIN 1753, Sección 5.4.2.1, vinculado a los

criterios de confiabilidad del diseño de miembros de concreto reforzado, establecidos

en el Capítulo 9 de dicha norma.

Rc = 280 + (1,34 ∗ 32) = 322,88 𝐾𝑔/𝑐𝑚2

Relación Agua - Cemento ( ):

= 3,147 − 1,065 ∗ log (𝑅𝑐)

= 3,147 − 1,065 ∗ log 280 𝐾𝑔/𝑐𝑚2

= 0,5407766966 ≅ 0,54

Corrección de :

Según tamaño máximo igual a 1" (2,54cm)

K r = 1,0 (Factor tomado de la tabla VI.7 del Manual de Porrero)

K a = 0,91 (Factor tomado de la tabla VI.8 del Manual de Porrero)

corr. = 𝐾𝑟 ∗ 𝐾𝑎 ∗ 𝛼

corr. = 1 ∗ 0,91 ∗ 0,5407766966

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corr. = 0,4921067939

máx. = 0,75 (Valor tomado de la tabla VI.9 del Manual de Porrero)

Como corr. ' máx. se toma como el valor de corr. = 0,4921067939

Relación triangular:

Cemento:

C = 117,2 ∗ 𝑇0,16

∝1,3

C = 117,2 ∗100,16

0,49210679391,3

C = 425,84 𝐾𝑔/𝑚3

Corrección de la cantidad de Cemento:

C1 = 1,0 (Factor tomado de la tabla VI.11 del Manual de Porrero)

C 2 = 0,90 (Factor tomado de la tabla VI.12 del Manual de Porrero)

Ccorr. = 𝐶 ∗ 𝐶1 ∗ 𝐶2

Ccorr. = 425,84 ∗ 1 ∗ 0,90 = 383,26 𝐾𝑔/𝑚3

Cmin = 270 𝐾𝑔/𝑚3 (Valor tomado de la tabla VI.13 del Manual de Porrero)

Como Ccorr. C min se toma como C el valor de Ccorr. = 383,26 𝐾𝑔/𝑚3

Volumen de aire atrapado

V = 𝐶

𝑇 (𝑚𝑚)

V = 383,26

25,4= 15,09 𝐿𝑡/𝑚3

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31

Agua de Mezclado:

= a / C => a = * C

a = 0,4921067939 ∗ 383,26 𝐾𝑔/𝑚3

a = 188,6048498 𝐾𝑔/𝑚3

Agregados:

Con los valores calculados anteriormente, se procede a determinar la cantidad

de agregado grueso y fino para 1m3 de concreto.

A + G = 𝛾 (𝐴 + 𝐺) ∗ (1000 − 0,3 ∗ 𝐶 − 𝑎 − 𝑉

(A + G) = 2,65 (Valor promedio empleado para ambos agregados y para su

combinación, tomado de la pág. 144 del Manual de Porrero)

A + G = 2,65 ∗ ( 1000 − 0,3 ∗ 383,26 − 188,60 − 15,09)

A + G = 1805,5298 𝐾𝑔𝑓/𝑚3

Para determinar por separado los valores de agregado fino y grueso se utilizan

las siguientes expresiones:

A = 𝛽 ∗ (𝐴 + 𝐺) = 0,5 ∗ 1805,5298 𝐾𝑔𝑓/𝑚3 A = 902,7649 𝐾𝑔𝑓/𝑚3

B = (1 − 𝛽) ∗ (𝐴 + 𝐺) = (1 − 0,5) ∗ (1805,5298) B = 902,7649 𝐾𝑔𝑓/𝑚3

Los valores definitivos del diseño de mezcla para la dosificación de 1𝑚3 con

f´c = 280 𝐾𝑔𝑓/𝑚3 se muestran a continuación en la Tabla N°3 y para f¨c = 350

𝐾𝑔𝑓/𝑚3 en la Tabla N° 4.

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32

Tabla N° 3. Diseño de mezcla con f´c = 280𝐾𝑔𝑓/𝑐𝑚2

Material o

componente

Dosificación

𝒎𝟑/𝒄𝒐𝒏𝒄𝒓𝒆𝒕𝒐

Mezcla

Patrón

(50 Lts.)

Mezcla

5%

(50 Lts.)

Mezcla

10%

(50 Lts.)

Agua de mezclado 188,6048498 𝐿𝑡𝑠/𝑚3 9,43 𝐿𝑡𝑠 9,43 𝐿𝑡𝑠 9,43 𝐿𝑡𝑠

Cemento Portland

Tipo I 383,26 𝐾𝑔/𝑚3 19,16 𝐾𝑔 18,20 𝐾𝑔 17,24𝐾𝑔

Agregado Fino 902,7649 𝐾𝑔/𝑚3 45,14 𝐾𝑔 45,14 𝐾𝑔 45,14 𝐾𝑔

Agregado Grueso 902,7649 𝐾𝑔/𝑚3 45,14 𝐾𝑔 45,14 𝐾𝑔 45,14 𝐾𝑔

Arena Sílice 5% 19,163 𝐾𝑔/𝑚3 - 0,96 𝐾𝑔 -

Arena Sílice 10% 38,326 𝐾𝑔/𝑚3 - - 1,92 𝐾𝑔

A continuación se muestran los gráficos 1, 2 y 3, explicativos de los porcentajes

de los componentes en cada una mezcla.

Grafico N°1: % de pesos diseño de mezcla con f´c = 280𝐾𝑔𝑓/𝑐𝑚2 (muestra patrón).

38%

38%

16%

8%

AGREGADOGRUESO

AGREGADOFINO

CEMENTO

AGUA

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33

Grafico N° 2: % de pesos diseño de mezcla con f´c = 280𝐾𝑔𝑓/𝑐𝑚2 (sustitución del

cemento por arena sílice en 5% del peso del cemento).



Tabla N° 4. Diseño de mezcla con f´c = 350𝐾𝑔𝑓/𝑚3

Material o

componente

Dosificación

𝒎𝟑/𝒄𝒐𝒏𝒄𝒓𝒆𝒕𝒐

Mezcla

Patrón

(50 Lts.)

Mezcla

5%

(50 Lts.)

Mezcla

10%

(50 Lts.)

Agua de mezclado 200,9766493 𝐿𝑡𝑠/𝑚3 10,05 𝐿𝑡𝑠 10,05 𝐿𝑡𝑠 10,05 𝐿𝑡𝑠

Cemento Portland

Tipo I 504,73 𝐾𝑔/𝑚3 25,24 𝐾𝑔 23,978 𝐾𝑔 22,72𝐾𝑔

Agregado Fino 831,74𝐾𝑔𝑓/𝑚3 41,59 𝐾𝑔 41,59 𝐾𝑔 41,59 𝐾𝑔

Agregado Grueso 831,74𝐾𝑔𝑓/𝑚3 41,59𝐾𝑔 41,59 𝐾𝑔 41,59 𝐾𝑔

Arena Sílice 5% 25,24 𝐾𝑔/𝑚3 - 1,26 𝐾𝑔 -

Arena Sílice 10% 50,48 𝐾𝑔/𝑚3 - - 2,52 𝐾𝑔

38%

38%

15%

8%

1% AGREGADOGRUESO

AGREGADO FINO

CEMENTO

AGUA

38%

38%

14%

8%

2% AGREGADOGRUESO

AGREGADO FINO

CEMENTO

AGUA

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34

De igual manera se muestran los gráficos 4, 5 y 6, explicativos de los

porcentajes de los componentes en cada una de las mezclas realizadas.

Grafico N° 4: % de pesos diseño de mezcla con f´c = 350𝐾𝑔𝑓/𝑐𝑚2 (muestra

patrón).



35%

35%

21%

9%

AGREGADOGRUESO

AGREGADO FINO

CEMENTO

AGUA

35%

35%

20%

9%

1%

AGREGADO GRUESO

AGREGADO FINO

CEMENTO

AGUA

ARENA SILICE 5%

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35

Grafico N° 6 % de pesos diseño de mezcla con f´c = 350𝐾𝑔𝑓/𝑐𝑚2 (sustitución del


CORRECCION POR HUMEDAD

Los cálculos se suponen con la condición ideal de “saturados con superficie

seca. La corrección debe hacerse según:

𝐺𝑠𝑠𝑠

(100 + 𝐴𝑏)=

𝐺𝑤

(100 + 𝑤)

𝐴𝑠𝑠𝑠

(100 + 𝐴𝑏)=

𝐴𝑤

(100 + 𝑤)

Dónde:

Gsss ó Asss = Peso del agregado saturado con superficie seca.

Gw ó Aw= Peso del material húmedo.

Ab = Porcentaje de absorción de agua.

W = Porcentaje de humedad del agregado usado.

35%

35%

19%

9%

2%

AGREGADO GRUESO

AGREGADO FINO

CEMENTO

AGUA

ARENA SILICE 10%

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36

De dicha expresión se despeja Gw, que es la condición en que se encuentra los

agregados en la pila, al momento de realizar la mezcla, donde Gsss es la cantidad de

agregado obtenida anteriormente a través del diseño. Luego se diferencian estos dos

pesos (Gw - Gsss), para así determinar la cantidad de agua que se debe añadir o

disminuir del agua de mezclado.

ELABORACION DE LA MEZCLA DE CONCRETO

El mezclado de concreto se realizó en el Laboratorio de la reconocida Empresa

COCIPRE C.A. sede ubicada en la Zona Noroeste de la Ciudad de Barquisimeto

Estado Lara, con el asesoramiento del personal técnico de la misma, cumpliendo con los

requerimientos establecidos en la Norma COVENIN 354-79.

El procedimiento empleado fue el siguiente:

Ya pesados, se hizo una revisión de los materiales a usar en la mezcla (Fig.

N° 8 Y 9) como lo son: el cemento, agregado grueso, agregado fino y la adición de la

arena de sílice. Antes de introducir estos en el Trompo Mezclador se unió la adición con

el cemento hasta obtener un material de color homogéneo (esto para la mezcla de

concreto adicionada y para la mezcla patrón no se adiciona sílice), además de medir

en cilindros graduados la cantidad de agua necesaria para la mezcla. Luego se vierte el

agregado grueso y la mitad de agua necesaria en el trompo, se enciende y se añade en

agregado fino, el cemento (ya sea el mezclado con la adición o solo) y el agua restante,

se mezcla esto durante tres minutos (03), inmediatamente de transcurrido el tiempo se

detiene el trompo por un periodo de tres (03) minutos para luego encenderlo y mezcla

nuevamente durante dos (02) minutos. Finalizado el tiempo se vierte el concreto en

una carretilla la cual debe estar limpia y húmeda (Fig N° 10).

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37

EVALUACION DEL CONCRETO EN ESTADO FRESCO.

Método para la medición del asentamiento con el cono de Abrams.

Norma COVENIN 339-78.

Este procedimiento se hace al momento de mezclado del concreto, colocando

un molde metálico con la forma de un cono truncado de 12" de altura sobre una placa

horizontal para luego sujetarlo y comenzar a vaciar concreto fresco en tres (3) capas

compactando cada capa con veinticinco (25) golpes de forma espiral (Figura Nº11),

se enrasa y se retira el molde cuidadosamente en dirección vertical evitando no girarlo

ni rotarlo. Una vez retirado el molde se voltea sobre la placa y arriba de este se coloca

una barra y se procede a medir el asentamiento (Figura Nº12), que no es más que la

diferencia de altura entre el la barra y la pila de concreto

Fig. N° 8 Agua de Mezclado

Fig. N° 9 Agregados fino y grueso

Fig. N° 10 Concreto vaciado en

carretilla

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38

Método de ensayo para determinar el contenido de aire y peso unitario

del concreto en estado fresco por el método volumétrico. Norma COVENIN 347-

79.

Una vez realizada la mezcla de concreto, se toma una muestra representativa

de manera aleatoria y se llena el recipiente metálico previamente humedecido, en tres

(3) capas compactando cada una con veinticinco (25) golpes (Fig. N° 13), y golpeando

luego por los lados del recipiente de diez (10) a quince (15) veces con la barra

compactadora para evitar que queden burbujas de aire en el interior de la muestra.

Posteriormente se enrasa, se limpia el exceso de concreto y se pesa obteniendo así

peso total de la muestra (Fig. N° 14 y 15), seguidamente se fija la parte superior al

recipiente, se cierra la válvula principal de aire, verificando que las llaves de purga

Fig. N° 11 Compactación en Cono

de Abrams

Fig. N° 12 Medición de

Asentamiento

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39

estén abiertas para inyectar agua por una de ellas hasta que descargue por la otra, Una

vez realizado esto se cierran las llaves y se bombea aire dentro de la cámara hasta que

el manómetro este en la línea de presión inicial, se abre la válvula principal entre la

cámara de aire y el tazón para en ese momento proceder a leer el porcentaje de aire,

finalmente se cierra nuevamente la válvula de aire principal y se abren las llaves para

descargar la presión antes de remover la cubierta (Fig. N° 16).

Fig. N° 13 Compactación para

contenido de aire

Fig. N° 14 Muestra en recipiente

metálico

Fig. N° 15 Pesaje de muestra

Fig. N° 16 Cierre de válvula de

aire principal

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40

Ya obtenido el porcentaje de aire, se procede a aplicar la ecuación para

encontrar el Peso Unitario Compacto:

P .U = 𝑊𝑚

𝑊𝑟* 1000, donde: Wm = Wt - Wr

Wm = Peso de la Muestra

Wr = Peso del Recipiente

Wt = Peso de la Muestra + Peso del Recipiente.

Elaboración, curado y ensayo de las probetas cilíndricas de concreto.

Norma COVENIN 338-02.

Una vez realizadas las mezclas se vacío en moldes metálicos con un diámetro

nominal de 15cm y una altura de 30cm (Fig. N° 17), los cuales debían estar

previamente limpios y engrasados para un buen desencofrado, en tres (3) capas la cual

cada una es compactada con veinticinco golpes (25), distribuidos de manera uniforme

extrayéndose así posibles burbujas del interior de los cilindros dando suaves golpes

sobre las paredes de los moldes con un martillo de goma (Figura Nº 18), para luego

enrasar la superficie de cada probeta con una cuchara de albañilería.

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41

CURADO DE PROBETAS CILÍNDRICAS.

Las probetas cilíndricas y los especímenes recién elaborados quedaron en

reposo durante veinticuatro (24) horas, en un lugar cubierto y protegido del medio

ambiente. Transcurrido este tiempo se les retira el molde, se identifican y se someten

al proceso de curado en tanques de agua expuestas a temperatura ambiente (Figura

Nº 19) para no alterar los resultados esperados. En estas condiciones los cilindros

deben permanecer por un periodo de 3, 14, 28 y 90 días para luego realizar los ensayos

respectivos, retirándose estos del agua un día antes de la fecha de ensayo.

Fig. N° 17 Vaciado en probetas

Fig. N° 18 Golpes con martillo de

goma

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42

Numero de probetas

Siguiendo el procedimiento descrito en de la Norma COVENIN 338-02, se

realizaron dieciocho (18) probetas cilíndricas para cada resistencia de diseño (280 y

350 kg/cm2) con su respectivo porcentaje de arena de sílice (5 y 10%), dando (72)

probetas cilíndricas para las mezclas adicionadas, y para la mezcla patrón se hicieron

un número de (36) probetas, es decir (18) para cada resistencia de diseño.

Suministrando un total de (108) probetas cilíndricas, distribuidas como se muestra en

la Tabla Nº5:

Fig. N° 19 Curado de Probetas

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43

Tabla N°5: Número de probetas realizadas.

Ensayo Edad (días) 3 14 28 90

Mezcla

Resistencia

a la

Compresión

Patrón

f´c = 280 𝐾𝑔𝑓/𝑐𝑚2

4 4 6 4

Patrón

f´c = 350 𝐾𝑔𝑓/𝑐𝑚2

4 4 6 4

Sustitución 5% 8 8 12 8

Sustitución 10% 8 8 12 8

EVALUACION DEL CONCRETO EN ESTADO ENDURECIDO.

Ensayo A Compresión De Cilindros De Concreto.

Este tipo de ensayo consiste en aplicar una carga vertical a una rata de 3 ± 1

kg/cm², con la finalidad de distribuir la carga uniformemente.

Se coloca la muestra en la prensa universal centradamente de manera que la

carga aplicada sea perpendicular a la cara de asiento (Figura Nº20).

Luego se procede a comprimir, aplicando la carga con una velocidad

constante, hasta la falla de la probeta (Figura Nº21).

Finalmente se registra el valor de la carga y la resistencia suministrada por la

prensa universal.

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44

MÉTODO PARA DETERMINAR EL PORCENTAJE DE POROSIDAD DE

LAS MEZCLAS DE CONCRETO

Estos ensayos se realizaron siguiendo la metodología descrita en el Manual

DURAR CYTED 1998.

Una vez elaboradas cada mezcla de concreto, se desarrolló este

procedimiento sobre seis (6) especímenes por cada diseño de mezcla, obteniendo un

total de 36 especímenes, incluyendo los de las mezclas patrón, estos con las siguientes

dimensiones: altura igual a 5cm y un diámetro de 10cm, los cuales se sometieron a un

proceso de curado durante un periodo de 28 días (Fig. N° 22).

Obtenidas las seis (6) probetas con cada tipo de diseño de mezcla, y con las

Fig. N° 20 Prensa Universal

Fig. N° 21 Falla de Probeta

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45

dimensiones y características requeridas se realizó un pre-acondicionamiento en el

horno de secado a 105ºC hasta alcanzar peso constante seco (porcentaje de variación

de la masa 0.1%), seguidamente se preparó el enfriamiento en un desecador durante

veinticuatro (24) horas (Fig. N° 23). Una vez frías las probetas se pesaron una a una,

para sumergirlas en agua posteriormente durante veinticuatro (24) horas, a un nivel

de 25 ± 5mm por encima del nivel superior de la probeta.

Como lo que se quiere es obtener la porosidad total, estos especímenes fueron

llevados a un proceso de cocción por un periodo de cinco (5) horas, y pasada las horas

de cocción las muestras permanecieron en reposo por un tiempo mínimo de 15 hrs.

Finalmente se procedió a registrar el peso saturado con superficie seca y el peso

sumergido por medio de la balanza hidrostática.

Así se determina la porosidad total de la muestra expresada en porcentajes:

%𝑑𝑒 𝑃𝑜𝑟𝑜𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 = 𝑊(𝑆𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎𝑑𝑜) − 𝑊(105°𝐶)

𝑊(𝑆𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎𝑑𝑜) − 𝑊(𝑆𝑢𝑚𝑒𝑟𝑔𝑖𝑑𝑜)𝑥100

Fig. N° 22 Curado de

especímenes

Fig. N° 23 Especímenes en

Desecador

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CAPÍTULO IV ANALISIS Y RESULTADOS

46

CAPITULO IV

ANALISIS Y RESULTADOS

A continuación se presentan los resultados de cada uno de los estudios

ejecutados para la caracterización de los agregados, del cemento y la combinación

cemento – arena sílice, así como también la evaluación de los estudios físicos y

mecánicos de las mezclas de concreto, analizar el índice de actividad puzolánica,

corrección de humedad, esto con la finalidad de dar respuesta a las interrogantes

planteadas en esta investigación verificando el cumplimiento o no, de todos los valores

obtenidos respecto a los valores normativos o referenciales.

CARACTERIZACION DE LOS AGREGADOS

AGREGADO GRUESO

En la tabla N°6 se presentan los resultados del ensayo de granulometría para el

agregado grueso, realizado y facilitado por la empresa COCIPRE, C.A.

Tabla N° 6: Granulometría del agregado grueso

Cedazo Peso retenido (gr.) % Retenido % R. Acumulado % Pasante

1 ½” 0 0 0 100

1” 324 3,3 3,3 96,7

¾” 2310 23,6 26,9 73,1

½” 4002 41,0 67,9 32,1

⅜” 1976 20,2 88,1 11,9

¼” 855 8,8 96,9 3,1


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47

En el gráfico N°7 se muestran los resultados de los porcentajes pasantes de la

granulometría del agregado grueso y los límites granulométricos según los datos

proporcionados por la empresa COCIPRE, C.A.

Gráfico N° 7: Granulometría de agregado grueso.


En el gráfico N°7 se puede observar el comportamiento del agregado grueso y

de los límites contemplados por las especificaciones de la norma utilizada como

referencia por la empresa COCIPRE, C.A., Norma COVENIN (277-83), el cual

muestra que la gradación obtenida para este agregado se encuentra totalmente dentro

de los limites dados por las especificaciones de la Norma COVENIN (277-83). Vale

destacar que dicha norma no se encuentra actualizada, la vigente actualmente es la

Norma COVENIN (277:2000), la cual no varía mucho con los valores mostrados en

esta gráfica.

0

20

40

60

80

100

120

1 ½” 1” ¾” ½” ⅜” ¼”

P

o

r

c

e

n

t

a

j

e

P

a

s

a

n

t

e

Abertura del Tamiz (pulg)

Granulometria de agregado grueso

% Pasante

Covenin (Lim Sup)

Covenin (Lim Inf)

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48

AGREGADO FINO

En la tabla N°7 se muestran los resultados del ensayo de granulometría para el

agregado fino, realizado y facilitado por la empresa COCIPRE, C.A.

Tabla N° 7: Granulometría del agregado fino

Cedazo Peso retenido (grs.) % Retenido % R. Acumulado % Pasante

⅜” 4,1 0,8 0,8 99,2

N°4 30,3 6,1 6,9 93,1

N°8 54,1 10,9 17,8 82,2

N°16 99,6 20,0 37,8 62,2

N°30 133,1 26,7 64,5 35,5

N°50 91,8 18,4 82,9 17,1

N°100 70,7 14,2 97,1 2,9


En el gráfico N°8 se presentan los resultados de los porcentajes pasantes de la

granulometría del agregado fino y los límites granulométricos según los datos

proporcionados por la empresa COCIPRE, C.A.

GOYO, ROJAS | 2014


49

Gráfico N° 8: Granulometría de agregado fino.


Se puede observar en el gráfico N°8 el comportamiento del agregado fino y de

los límites contemplados por las especificaciones de la Norma COVENIN (277-83), se

distingue que el agregado fino presenta una buena gradación y en cada uno de los

cedazos se encuentra dentro de los límites dados por las especificaciones de la Norma

COVENIN (277-83).

CARACTERIZACION DEL CEMENTO.

A continuación se presenta los ensayos realizados para la caracterización del

cemento usado en esta investigación:

0

20

40

60

80

100

120

⅜” N°4 N°8 N°16 N°30 N°50 N°100

P

o

r

c

e

n

t

a

j

e

p

a

s

a

n

t

e

Abertura del tamiz (pulg)

Granulometria de agregado fino

% Pasante

Covenin (Lim Sup)

Covenin (Lim Inf)

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50

CONSISTENCIA NORMAL DEL CEMENTO

En las tablas N°8 y N°9 respectivamente que se presentan a continuación, se

puede apreciar la relación agua – cemento (a/c) necesaria para la hidratación de la

mezcla.

Tabla N° 8: Consistencia normal del cemento sustituido.

Muestra Relación agua/cemento Agua (ml) Penetración

(mm)

Sustitución 5% 0,265 172,5 10

Sustitución 10% 0,286 186 10

Tabla N° 9: Consistencia normal del cemento Portland Tipo I.

Muestra Relación agua/cemento Agua (ml) Penetración

(mm)

Patrón 0,255 165,75 10


Una vez analizados los resultados de las tablas Nº 8 y Nº 9, se puede observar

que las mezclas con sustitución de cemento consumieron más agua que la mezcla

patrón, esto se debe a las irregularidades y absorción de los granos que a esta la

caracteriza. También se aprecia en la tabla Nº 8 que la relación agua cemento de la

mezcla con sustitución del 10% es mayor que la mezcla con sustitución del 5%, con

respecto a los valores obtenidos en la penetración de la Aguja de Vicat, se observa tanto

en la tabla N°8 como en la tabla N°9 que es de 10 ± 1 milímetros a los 30 segundos,

cumpliendo así con lo establecido en la Norma COVENIN 494 – 87.

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51

TIEMPO DE FRAGUADO DEL CEMENTO PATRON Y CON SUSTITUCION

La Norma COVENIN 493, establece que el tiempo de fraguado inicial mediante

el ensayo de la aguja de Vicat, para cemento Portland tipo I, debe ser mayor a 45

minutos para la penetración 25 ± 1 milímetros, mientras que el tiempo final debe ser

menor a 480 minutos para la penetración final de cero (0) milímetros. En este ensayo

se experimentó con tres (3) tipos de mezclas, las cuales estuvieron conformadas por

sustitución del peso del cemento en 5 y 10% y la mezcla patrón. En la tabla Nº 10 se

pueden observar los resultados obtenidos:

Tabla N° 10: Tiempos de fraguado en cemento con sustitución.

Mezcla

% de agua

(respecto

al

cemento)

Fraguado

inicial

(min)

Fraguado

final (min)

Valor normado

Tiempo

inicial

mínimo

(min)

Tiempo

final

máximo

(min)

Sustitución

5%

172,5 153 255

45 480 Sustitución

10%

186 157 255

Los resultados de la mezcla patrón, fueron facilitados por la empresa

COCIPRE, C.A, y se muestran a continuación:

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52

Tabla N° 11: Tiempos de fraguado patrón.

Mezcla

% de agua

(respecto al

cemento)

Fraguado inicial

(min) Fraguado final (min)

Patrón 165,75 90 225

Fuente: COCIPRE C.A.

Fue necesario variar la cantidad de agua a medida que aumentaba el porcentaje

de sustitución de materiales, debido a la absorción que aporta la arena de sílice a la

mezcla; esta variación se encuentra expresada en las tablas Nº 10 y N°11 donde se

puede observar un incremento de agua de 3,91% entre la mezcla patrón y la mezcla con

5% de sustitución y 10,89% entre la mezcla patrón y la mezcla con 10% de sustitución.

Gráfico N° 9: Tiempo de fraguado del cemento expresado en minutos.

En el gráfico Nº 9, se representa la variación que ocurre en los tiempos de

fraguados, tanto inicial como final, al comparar la mezcla patrón con las mezclas con

0

50

100

150

200

250

300

m

i

n

u

t

o

s

Tiempo Inicial (Ti) Tiempo Final (Tf)

Tiempo de fraguado del cemento (min)

Patron

Sustitucion 5%

Sustitucion 10%

GOYO, ROJAS | 2014


53

sustitución de cemento por arena de sílice. En la mezcla con sustitución de 5% del peso

total del cemento se obtuvo una diferencia del tiempo de fraguado inicial de 41,18%

con respecto al tiempo de fraguado inicial de la mezcla patrón y para el tiempo de

fraguado final presenta el mismo comportamiento con una diferencia del 11,76%. Para

la mezcla con sustitución del 10% se observa un aumento en su tiempo de fraguado

inicial de 42,68% y un aumento en su tiempo de fraguado final de 11.76%, esto en

relación con la mezcla patrón.

El tiempo de fraguado tanto del cemento, como de las mezclas con sustitución

de 5 y 10% del peso total del cemento cumplieron con los rangos establecidos por la

norma, arrojando como resultado que las mezclas de cemento con sustitución fraguaron

en mayor tiempo que la mezcla patrón, esto debido a que la arena de sílice tiene una

forma irregular en sus granos y absorbe más agua, retardando el proceso de fraguado;

es importante recalcar que a mayores tiempos de fraguado, mayor tiempo de

manejabilidad que permiten la adecuada colocación del concreto.

DISEÑO DE MEZCLA

CORRECCION POR HUMEDAD

Gráfico N° 10: Corrección por humedad.

8,5

9

9,5

10

10,5

11

Lts. de Agua

280 Kg/cm² 350Kg/cm²

Correccion por Humedad

Diseño

Corregida

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54

En el gráfico Nº 10, se observa que el agua corregida por humedad para la

mezcla de diseño de 280 kg/cm² aumenta un 6,17% respecto al agua de diseño, y para

la mezcla de 350 kg/cm² aumenta un 5,08% respecto al agua de diseño. Lo que da a

entender que el agregado se encontraba con poca humedad al momento de realizar la

mezcla.

PROPIEDADES DEL CONCRETO EN ESTADO FRESCO

Del concreto en estado fresco, se obtuvieron valores de asentamiento de la

mezcla, porcentajes de aire atrapado y peso unitario.

ASENTAMIENTO

También conocido como trabajabilidad, se realizó mediante el procedimiento

mostrado en la Norma COVENIN 339-94, “Concreto. Método para la medición del

asentamiento con el cono de Abrams”, este se llevó a cabo posterior a la mezcla de

concreto realizado en el trompo mezclador, mostrándose los resultados obtenidos en el

gráfico Nº 12.

Gráfico N° 11: Asentamiento promedio en muestras expresado en pulgadas.

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

A

s

e

n

t

a

m

i

e

n

t

o

(

p

u

l

g)

280 Kg/cm² 350 Kg/cm²

Asentamiento promedio

Patron

Sustitucion 5%

Sustitucion 10%

GOYO, ROJAS | 2014


55

El asentamiento estipulado en el diseño de mezcla fue de 4”, en el gráfico Nº

11 se observa que los valores para las mezclas patrón se acercaron al valor de diseño;

sin embargo para las mezclas con sustitución de arena de sílice el asentamiento

disminuye, debido a que está tiene una capacidad de actuar como un reductor de la

relación de agua-cemento, dando como resultado una disminución en la trabajabilidad

de la mezcla.

PORCENTAJE DE AIRE Y PESO UNITARIO

El porcentaje de aire y peso unitario son ensayos realizados luego de elaborar

la mezcla. Los resultados alcanzados se aprecian en las siguientes tablas:

Tabla N° 12: Porcentaje de aire promedio de la mezcla de concreto con sustitución y

peso unitario.

Mezcla

Resistencia a la

compresión (𝑲𝒈/

𝒄𝒎𝟐)

% de aire Peso unitario (𝑲𝒈/

𝒄𝒎𝟑)

Patrón 280 2,5 2,36

Sustitución 5% 280 2,55 2,34

Sustitución 10% 280 2,45 2,33

Patrón 350 2,2 2,34

Sustitución 5% 350 2,2 2,32

Sustitución 10% 350 2,3 2,32

En la tabla Nº 12, se observa que tanto para las mezclas con sustitución de 5 y

10% del peso del cemento por arena de sílice, existe una variación mínima entre ellas

de 0,1%, siendo mayores los valores en las mezclas con sustitución de 5% respecto a

las mezclas con sustitución de 10% del peso total del cemento. También se aprecia

GOYO, ROJAS | 2014


56

como existe una diferencia en los porcentajes de aire entre las resistencias de 280

(Kg/cm2) y 350 (Kg/cm2), obteniendo mayor porcentaje en ambas mezclas con

sustitución de material en el menor valor de las resistencias estudiadas.

De manera general, al comparar las mezclas con sustitución con las mezclas

patrón, se aprecia que el porcentaje de aire para una resistencia de diseño 280 (Kg/cm2)

y 5% de sustitución aumenta con respecto a la patrón en un 0,05%, caso contrario es lo

que ocurre con la mezcla con sustitución del 10%, la cual disminuye el porcentaje de

aire con respecto a la mezcla patrón en un 0,05%. Para las mezclas con resistencia de

diseño 350 (Kg/cm2), se observa que la sustitución del 5% tiene el mismo porcentaje

de aire que la mezcla patrón y la sustitución del 10% del peso total del cemento presenta

un aumento de 0,1% respecto a la mezcla patrón de dicha resistencia. Esto sucede

debido a que la arena sílice al ser de granos más finos que el cemento llena los espacios

vacíos de la mezcla; mientras si se comparan los porcentajes de aire de una resistencia

respecto a otra, se estima que existe una pequeña tendencia a disminuir a medida que

la resistencia aumenta para las mezclas con adiciones.

GOYO, ROJAS | 2014


57

Gráfico N° 12: Pesos unitarios en mezclas patrón y mezclas con sustitución.

En la gráfica N°12 se observa que existe una tendencia de disminución del peso

unitario de las mezclas con sustitución con respecto a las mezclas patrón, por otra parte

en las mezclas con sustitución podemos notar un comportamiento directamente

inverso, a medida que aumenta el valor de la sustitución disminuye el valor del peso

unitario de la mezcla para cada resistencia, dando como resultado con mayor valor el

peso unitario de la sustitución de 5%. Comparando las resistencias de diseño se

presentó una disminución de los valores de peso unitario a medida que el valor de la

resistencia aumentaba, esto se mantuvo tanto para la mezcla patrón como para las

mezclas con sustitución.

2,3

2,31

2,32

2,33

2,34

2,35

2,36P

e

s

o

U

n

i

t

a

r

i

o

(

K

g

/

c

m

³)

280 Kg/cm² 350 Kg/cm²

Peso unitario

Patron

Sustitucion 5%

Sustitucion 10%

GOYO, ROJAS | 2014


58

CARACTERIZACION DEL CONCRETO EN ESTADO ENDURECIDO.

Se obtuvo la resistencia a la compresión para las edades de 3, 14, 28 y 90 días,

además de la porosidad de la mezcla.

RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN.

Seguidamente se exponen los resultados del ensayo a compresión en cilindros

normalizados a los 3, 14, 28 y 90 días de edad para cada resistencia.

Tabla N°13: Resistencia a la compresión promedio con f`c = 280 𝐾𝑔/𝑐𝑚2.

Resistencia promedio a la compresión (𝑲𝒈/𝒄𝒎𝟐)

Mezcla Edad

3 días

Edad

14 días

Edad

28 días

Edad

90 días

Patrón 197,15 222,35 285,70 373,20

Sustitución 5% 290,45 289,85 325,50 378,30

Sustitución

10%

260,80 285,25 297,45 313,75

Tabla N°14: Resistencia a la compresión promedio con f`c = 350 𝐾𝑔/𝑐𝑚2.

Resistencia promedio a la compresión (𝑲𝒈/𝒄𝒎𝟐)

Mezcla Edad

3 días

Edad

14 días

Edad

28 días

Edad

90 días

Patrón 242,90 280,85 350,70 452,60

Sustitución 5% 305,45 343,40 392,85 433,45

Sustitución

10%

298,75 304,15 378,95 400,20

GOYO, ROJAS | 2014


59

Gráfico N° 13: Resistencia a la compresión a los 3 días de edad (kg/cm²).

En el gráfico N° 13 se muestran los resultados de las resistencia promedio a la

compresión a la edad de 3 días, donde se puede observar notablemente que todos

superan el valor de 65% de la resistencias de diseño, la cual cumplen con el porcentaje

mínimo esperado. En la gráfica N°13 se representa con una línea de color morado el

valor de 65% de la resistencia de 280 (Kg/cm2), mientras que la línea de color rojo es

el valor referencial para esta edad de la resistencia de 350 (Kg/cm2). La mezcla patrón

fue la que desarrolló menor resistencia en comparación a las mezclas con sustitución

de 5 y 10% del peso total del cemento por arena de sílice.

Las mezclas para una resistencia de diseño 280 (Kg/cm2) con sustitución de 5

y 10% por arena de sílice presentaron un 47,32% y 32,29% de resistencia por encima

de la mezcla patrón respectivamente, mientras que las mezclas con una resistencia de

0

50

100

150

200

250

300

350

Res

iste

nci

a K

g/cm

²

280 Kg/cm²

Resistencia a la compresión 3 días

Patrón

Sustitución 5%

Sustitución 10%

350 Kg/cm²

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60

diseño 350 (Kg/cm2) para sustitución en 5 y 10% de cemento por arena de sílice

mostraron un aumento de 25,75% y 23% respectivamente con respecto a la mezcla

patrón.

Se puede apreciar que la mezcla que obtuvo una mayor resistencia a temprana

edad fue la mezcla con sustitución de 5%. Se observa que a medida que se incrementa

el porcentaje de adición la resistencia disminuye.


En el gráfico Nº 14, se muestran los resultados a los ensayos a compresión

realizados a 14 días, donde se observa que todas las mezclas superaron la resistencia

esperada siendo nuevamente la mezcla patrón la que obtuvo un menor porcentaje de

resistencia respecto a las mezclas sustituidas. Se puede apreciar que nuevamente la

mezcla con sustitución en 5 y 10% de arena de sílice para las dos resistencias de diseño

arrojaron porcentajes mayores a los de la mezcla patrón, siendo la mezcla con

0

50

100

150

200

250

300

350

400

Res

iste

nci

a K

g/cm

²

280 Kg/cm² 350 Kg/cm²

Resistencia a la compresion 14 días

Patrón

Sustitución 5%

Sustitución 10%

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61

sustitución de 5% la que obtuvo una mayor resistencia en comparación a la mezcla con

sustitución de 10%. En la gráfica se representa con una línea el valor referencial del

80% de cada una de las resistencias en estudio, la línea de color morado es para la

resistencia de 280 (Kg/cm2) y la línea de color rojo muestra el 80% del valor de la

resistencia de 350 (Kg/cm2).


En la gráfica N°15 se observa el comportamiento de la resistencia a la edad de

28 días, tanto para la mezcla patrón como para las sustituidas, se obtuvieron porcentajes

mayores al 100% de las resistencias, las cuales están representadas en esta gráfica con

una línea de color morado la resistencia de 280 (Kg/cm2) y con una línea de color roja

la resistencia de 350 (Kg/cm2); esto se debe no solo a la cantidad de cemento que es

aportada a mezcla, sino también a el agregado grueso y la relación agua-cemento

desarrollada en el diseño de mezcla, las cuales fueron luego de realizarle la corrección

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

Res

iste

nci

a K

g/cm

²

280 Kg/cm² 350 Kg/cm²


Patrón

Sustitución 5%

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62

por humedad de 0,58 para la resistencia de 280 (Kg/cm2) y 0,47 para la resistencia de

350 (Kg/cm2).

En este gráfico también se puede apreciar que las mezclas adicionadas superan

a la mezcla patrón, siguiendo la misma línea de tendencia dada para las edades a los 3

y 14 días.

Se observa que para la mezcla con menor porcentaje de sustitución de arena de

sílice (5%) hay mayor resistencia, lo cual hace que esta sea la mejor proporción, esto

se debe a que el cemento puzolánico consigue a los 28 días la totalidad de su resistencia.


Al apreciar el gráfico N°16 se puede observar que continúa la tendencia de

incremento en los valores de las resistencias en cada una de las mezclas, en este caso

se nota una diferencia con respecto a las demás edades, la cual es, que la mezcla patrón

tiene mayor resistencia que las mezclas con sustitución de material para la resistencia

de 350 (Kg/cm2), y en cuanto a la resistencia de 280 (Kg/cm2) se tiene un valor muy

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

Res

iste

nci

a K

g/cm

²

280 Kg/cm² 350 Kg/cm²


Patrón

Sustitución 5%

Sustitución 10%

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63

cercano entre la mezcla patrón y la mezcla con sustitución del 5%, siendo esta última

ligeramente mayor.

También en este gráfico se observa como entre las mezclas de sustitución de 5

y 10% la que sigue aportando mayores valores de resistencia es la que posee la menor

cantidad de material sustituido, esto confirma que a menor cantidad de cemento

sustituido por arena de sílice, mayores serán los valores de resistencia de la mezcla.

Gráfico N° 17: Comparación de resistencias a la compresión, fc = 280 (kg/cm²).

Se puede apreciar en la gráfica N°17 como las mezcla con resistencia a

compresión de 280 (kg/cm²) de diseño, cumple con lo esperado, a medida que la edad

0

50

100

150

200

250

300

350

400

197,15

229,35

285,7

375,6

290,45 289,85325,25

378,3

260,8285,25

297,45313,75

R

e

s

i

s

t

e

n

c

i

a

K

g

/

c

m

²

3 14 28 90

Comparación de resistencia

Patrón

5% Sustitución

10% Sustitución

Edad (dias)

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64

es mayor, la resistencia es mayor. Se observa que la mezcla con sustitución del 5% fue

la que obtuvo mayor resistencia en cada una de las edades en estudio, las resistencias

de la mezcla con sustitución del 10% superó en todo momento a las resistencias de la

mezcla patrón, menos en la edad de 90 días, donde se muestra una disminución

considerable en su resistencia en relación a la evolución que venía presentando en las

demás edades de ensayo.

Gráfico N° 18: Comparación de resistencias a la compresión, fc = 350 (kg/cm²).

En el gráfico N°18 se observa como la mezcla con sustitución del 5% es la que

muestra mejores resultados de las mezclas con resistencia de 350 (kg/cm²) de diseño,

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

242,9280,85

350,7

452,5

305,45343,4

392,85

433,45

298,75 304,15

378,95400,2

R

e

s

i

s

t

e

n

c

i

a

K

g

/

c

m

²3 14 28 90

Comparación de resistencia

Patrón

5% Sustitución

10% Sustitución

Edades (dias)

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65

a la edad de 90 días de realizada la mezcla, se refleja que el mayor valor es aportado

por la mezcla patrón y hay una disminución en los valores de las resistencias obtenidas

en las mezclas con sustitución de 5 y 10% con respecto a las demás edades en estudio.

POROSIDAD TOTAL

En la tabla N° 15 se muestran los resultados del ensayo de porosidad realizados

a las mezclas.

Tabla N° 15: Porosidad total promedio en las mezclas.

Mezcla Resistencia (𝑲𝒈/𝒄𝒎𝟐) % Porosidad

Patrón 280 11,36

Sustituida 5% 280 11,38


Patrón 350 12,12



Estos resultados a continuación serán evaluados y comparados con los valores

referenciales según el Manual DURAR- CYTED, expresados en la tabla N°16.

Tabla N° 16: Criterios de evaluación de la porosidad.

% de porosidad Clasificación

≤ 10% Indica un hormigón de buena calidad y compacidad.

𝟏𝟎% − 𝟏𝟓% Indica un hormigón de moderada calidad.

> 𝟏𝟓% Indica un hormigón de durabilidad inadecuada.

Fuente: Manual Durar 1998.

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66

Gráfico N° 19: Porcentaje de absorción en mezclas patrón y mezclas con sustitución.

En el gráfico Nº 19 se reflejan los valores del resultado de la porosidad en las

mezclas patrón y las mezclas con sustitución, se observa que para la mezcla de 280

(Kg/cm2) tanto patrón, como las mezclas con sustitución, indican con soporte de la

tabla N° 18 una moderada calidad, por otra parte para las mezclas con resistencia de

350 (Kg/cm2), también se obtuvo una moderada calidad, con la peculiaridad que el

porcentaje de absorción en la mezcla con sustitución del 5% es menor que el porcentaje

de absorción de la mezcla patrón.

Es necesario recordar que a mayor porosidad, mayor será la permeabilidad y la

absorción capilar, lo que facilitará la penetración de oxígeno, la humedad y las sales,

aumentando las posibilidades de que ocurra el fenómeno de corrosión.

10,8

11

11,2

11,4

11,6

11,8

12

12,2

12,4

%

P

o

r

o

s

i

d

a

d

t

o

t

a

l

280 Kg/cm² 350Kg/cm²

Porosidad total

Patrón

Sustitución 5%

Sustitución 10%

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CAPÍTULO V CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

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CAPÍTULO V

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

CONCLUSIONES

Una vez realizado todos los ensayos propuestos para cumplir con el objeto de

la investigación y de analizar los resultados obtenidos, podemos concluir lo siguiente:

- El consumo de agua fue menor para la mezcla con menor porcentaje de

sustitución de arena de sílice, lo cual era de esperarse.

- No existe gran variación en el consumo de agua o en la relación agua –

cemento, requerida para la resistencia normal entre ambas mezclas adicionadas.

- Así mismo se aprecia que el inicio de fraguado tiene una considerable

variación entre la mezcla patrón siendo más rápido con respecto a las mezclas con

sustitución, sin embargo, el fin del fraguado no presenta variaciones significantes entre

las mezclas.

- Para las mezclas con 10% de sustitución, la trabajabilidad se vió baja con

relación al valor de diseño (4 ± 1 pulgadas), lo que quiere decir que en esa proporción

afecto la relación agua – cemento de manera poco apropiada, sin embargo no se apreció

segregación de los agregados.

- La incorporación de sustituciones no aporta cambios considerables en cuanto

al porcentaje de aire y peso unitario con respecto a la mezcla patrón para ambas

resistencias.

- En cuanto a los ensayos de resistencia a la compresión se puede observar que

como era lo esperado, los valores tienden a desarrollarse luego de los 28 días, siendo a

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68

los 90 días que supera con buenas expectativa el valor de la resistencia de diseño, lo

cual comprueba una vez más el aporte de la sustitución de sílice en el tiempo.

- La sustitución con mejor aporte de resistencia a la compresión en todos los

periodos de ensayo es con 5% de sustitución de cemento por arena sílice.

- En términos de la durabilidad de las mezclas y para este caso de estudio la

proporción más adecuada de sustitución con arena sílice es la que tiene sustitución del

5% y la resistencia a la compresión de 280 (Kg/cm2) siendo menos porosa que su par

igual con resistencia a la compresión de 350 (Kg/cm2).

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RECOMENDACIONES

- Evaluar las mezclas de concreto con las adiciones empleadas a edades

superiores a los 90 días, para conocer el comportamiento de las resistencias a largo

plazo.

- Sería beneficioso realizar las mezclas de concreto variando la relación

agua/cemento como punto de partida para el diseño de mezcla para determinar el valor

óptimo de ésta.

- Se sugiere realizar un estudio comparativo de factibilidad económica entre el

concreto convencional y el concreto con arena de sílice, para comprobar así cuál de los

dos sería la mejor opción en lo que a costo se refiere.

- Se recomienda el estudio de mezclas de concreto con valores de sustitución

del peso de cemento por arena de sílice intermedios a los ensayados en esta

investigación en las mismas resistencias que se evaluaron, con el objeto de visualizar

la variabilidad en los resultados.

- Evaluar Mezclas con las adiciones empleadas en combinación con aditivos

plastificantes o reductores de agua, de uso común en las plantas dosificadoras de

concreto.

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REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

70


Fuentes impresas:

Salamanca (2000). “Cementos Adicionados”

S. Bhanja, B. Sengupta, (2003); “Optimum Silica Fume Content and its Mode of

Action on Concrete,” ACI Materials Journal, V (100)

H. Katkhuda, B. Hanayneh N. Shatarat (2009); “Influence of Silica Fume on

High Strength Lightweight Concrete”, Proceedings of World Academy of Science

Engineering and Technology, Italy, Volume 58

A. Blarasin, A. Perfetti, 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 micro sílice y

agregando superplastificante”. TEG 2011, UCLA

Bolívar, Gómez, González, (2012); “Evaluación de mezclas de concreto

sustituyendo parte de cemento con adiciones de arena sílice”. TEG 2012, UCLA.

M. Alvarado, L. Dos Santos, (2013); “Evaluación de la influencia de la adición de

arena de sílice, en las propiedades físico – mecánicas de las mezclas de concreto”. TEG

2013, UCLA.

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de polvo de sílice”. TEG 2013, UCLA.

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concreto, Instituto Mexicano del Cemento y del Concreto, A.C. primera edición 1992.

Rivva, E. (2000). “Naturaleza y materiales del concreto”

Gómez, Sarria (1997), Tecnología y Propiedades, Instituto del Concreto

ASOCRETO, 1ra. Edición 1997. p 13-14.

Asociación de arena de sílice (SFA, 2005)

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Porrero, J. y otros. (2004). Manual del concreto estructural. Primera Edición.

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http://html.rincondelvago.com/diseno-de-mezclas.html

www.ecoingenieria.org/docs/Puzolanas.pdf

Normas:

COVENIN 1753 – 2003. Proyecto y diseño de obras en concreto estructural.

COVENIN 354 – 79. Concreto. Método para mezclado en el laboratorio.

COVENIN 339 – 78. Método para la medición del asentamiento con el cono de

Abrams.

COVENIN 347 – 79. Método de ensayo para determinar el contenido de aire y peso

unitario del concreto en estado fresco por el método volumétrico.

COVENIN 483 - 1992. Cementos y sus constituyentes. Definiciones.

COVENIN 3134 - 1994. Cemento portland con adiciones. Especificaciones.

COVENIN 338 - 2002. Concreto. Método para la elaboración, curado y ensayo a

compresión de cilindros de concreto.

COVENIN 270 (78). Agregados. Extracción de muestras para morteros y

concretos.

COVENIN 494 (94). “Cemento Portland. Determinación de la consistencia

normal”. 2da Revisión.

COVENIN 493 (87). “Cemento Portland. Determinación del tiempo de fraguado

de cementos hidráulicos por medio de la aguja de Vicat”.

COVENIN 290. Método de cuarteo para la obtención de muestras representativas

de agregados finos y agregados gruesos.

http://www.arqhys.com/fundamentos-concreto.html

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http://www.ecoingenieria.org/docs/Puzolanas.pdf

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72

COVENIN 255-98 Método de ensayo para determinar la composición

granulométrica de agregados finos y gruesos.

COVENIN 268-78 Método de ensayo para determinar el peso específico y

absorción del agrego fino.

COVENIN 269-78 Método de ensayo para determinar el peso específico y

absorción del agregado grueso.

COVENIN 258-77 Método de ensayo para determinar las partículas más finas que

el cedazo nro. 200 en el agregado fino.

Manual DURAR CYTED 1998.

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ANEXOS

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Anexos A

Resultados de caracterización de

agregado grueso, agregado fino y cemento.

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Anexos B

Resultados de ensayos de resistencia a la compresión.

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PRUEBA A COMPRESION 3 DIAS

DISEÑO f´c (kg/cm2) % DE SILICE Rc (kg/cm2) PROMEDIO 0.6f´c

PATRON 280 - 200 168

PATRON 280 - 194.3 168

PATRON 280 - 196.7 168

PATRON 280 - 197.6 197.15 168

PATRON 2 350 - 240.8 210

PATRON 2 350 - 245 210

PATRON 2 350 - 246.1 210

PATRON 2 350 - 239.7 242.9 210

MUESTRA 1 280 5 297.8 168

MUESTRA 1 280 5 279.1 168

MUESTRA 1 280 5 280.3 168

MUESTRA 1 280 5 304.6 290.45 168

MUESTRA 2 280 10 246.1 168

MUESTRA 2 280 10 253.7 168

MUESTRA 2 280 10 270.7 168

MUESTRA 2 280 10 272.7 260.8 168

MUESTRA 3 350 5 298.1 210

MUESTRA 3 350 5 277.5 210

MUESTRA 3 350 5 324.2 210

MUESTRA 3 350 5 322 305.45 210

MUESTRA 4 350 10 279.7 210

MUESTRA 4 350 10 294.6 210

MUESTRA 4 350 10 300.8 210

MUESTRA 4 350 10 319.9 298.75 210

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DISEÑO f´c (kg/cm2) % DE SILICE Rc (kg/cm2) PROMEDIO 0.8f´c

PATRON 280 - 230 224

PATRON 280 - 228.7 224

PATRON 280 - 229 224

PATRON 280 229.7 229.35 224

PATRON 2 350 - 280.2 280

PATRON 2 350 - 281.5 280

PATRON 2 350 - 278.8 280

PATRON 2 350 282.9 280.85 280

MUESTRA 1 280 5 285.5 224

MUESTRA 1 280 5 307.6 224

MUESTRA 1 280 5 257.2 224

MUESTRA 1 280 5 309.1 289.85 224

MUESTRA 2 280 10 279 224

MUESTRA 2 280 10 247 224

MUESTRA 2 280 10 296 224

MUESTRA 2 280 10 319 285.25 224

MUESTRA 3 350 5 324.4 280

MUESTRA 3 350 5 344.4 280

MUESTRA 3 350 5 347.8 280

MUESTRA 3 350 5 357 343.4 280

MUESTRA 4 350 10 332.6 280

MUESTRA 4 350 10 313.1 280

MUESTRA 4 350 10 328.4 280

MUESTRA 4 350 10 242.5 304.15 280

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DISEÑO f´c (kg/cm2) % DE SILICE Rc (kg/cm2) PROMEDIO f´c

PATRON 280 - 290 280

PATRON 280 - 281.4 280

PATRON 280 - 285.5 280

PATRON 280 - 286.3 280

PATRON 280 - 287.8 280

PATRON 280 - 283.2 285.7 280

PATRON 1 350 - 345.6 350

PATRON 1 350 - 355.8 350

PATRON 1 350 - 356 350

PATRON 1 350 - 349.6 350

PATRON 1 350 - 352.7 350

PATRON 1 350 - 344.5 350.7 350

MUESTRA 1 280 5 351.9 280

MUESTRA 1 280 5 341.2 280

MUESTRA 1 280 5 275.4 280

MUESTRA 1 280 5 332.5 280

MUESTRA 1 280 5 338.2 280

MUESTRA 1 280 5 312.3 325.25 280

MUESTRA 2 280 10 302.7 280

MUESTRA 2 280 10 260.4 280

MUESTRA 2 280 10 313.9 280

MUESTRA 2 280 10 312.8 280

MUESTRA 2 280 10 280.9 280

MUESTRA 2 280 10 314 297.45 280

MUESTRA 3 350 5 392.9 350

MUESTRA 3 350 5 392.6 350

MUESTRA 3 350 5 388.6 350

MUESTRA 3 350 5 397.3 350

MUESTRA 3 350 5 390.4 350

MUESTRA 3 350 5 395.3 392.85 350

MUESTRA 4 350 10 363 350

MUESTRA 4 350 10 351.2 350

MUESTRA 4 350 10 371.5 350

MUESTRA 4 350 10 386.4 350

MUESTRA 4 350 10 404.2 350

MUESTRA 4 350 10 397.4 378.95 350

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DISEÑO f´c (kg/cm2) % DE SILICE Rc (kg/cm2) PROMEDIO

PATRON 280 - 369.1

PATRON 280 - 377.3

PATRON 280 - 380.4

PATRON 280 - 375.6 375.6

PATRON 1 350 - 455

PATRON 1 350 - 450.2

PATRON 1 350 - 452.3

PATRON 1 350 - 452.5 452.5

MUESTRA 1 280 5 367.2

MUESTRA 1 280 5 381.3

MUESTRA 1 280 5 385.3

MUESTRA 1 280 5 379.4 378.3

MUESTRA 2 280 10 263.7

MUESTRA 2 280 10 333.7

MUESTRA 2 280 10 271.8

MUESTRA 2 280 10 385.8 313.75

MUESTRA 3 350 5 445.8

MUESTRA 3 350 5 445.6

MUESTRA 3 350 5 418.2

MUESTRA 3 350 5 424.2 433.45

MUESTRA 4 350 10 400.4

MUESTRA 4 350 10 419.9

MUESTRA 4 350 10 368.2

MUESTRA 4 350 10 412.3 400.2

“evaluacion de mezclas de concreto...

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