CONCRETO

CONCRETOINTRODUCCIONEl concreto es el material de construccin de mayor uso en la actualidad. Sin embargo, si bien su calidad final depende en forma muy importante tanto de un profundo conocimiento del material como de la calidad profesional del ingeniero, el concreto en general es muy desconocido en muchos de sus siete grandes aspectos: Naturaleza. Materiales, propiedades. Seleccin de las proporciones. Proceso de puesta en obra. Control de calidad e inspeccin. Tratamiento de los elementos estructurales.El presente trabajo, tiene como objetivodeterminar el peso especfico, humedad y el mdulo de fineza realizadas en el laboratorio con el fin de determinar las propiedades de los agregados para proporcionarnos una buena calidad en eldiseo de mezcla. Fue necesario tomar muestras de lacantera (rio de baos del inca) La seleccin de las proporciones por unidad cbica de concreto debe permitir obtenerunconcretoconlafacilidaddecolocacin,densidad,resistencia, durabilidad u otras propiedades que se consideran necesarias para el caso particular de la mezcla diseada. Por ello es que en esta oportunidad se ha realizado el diseo de mezclas de concretoutilizando losmtodos enseados en clase como:Mtodo delmdulo definura de la combinacindeagregados. I. OBJETIVOS OBJETIVO GENERAL: Realizar el diseo de mezclas de concreto utilizando los diferentes mtodos enseados en clase, Modulo de finura de la Combinacin de agregados, etc.OBJETIVOS ESPECIFICOS: Elaborarprobetas deconcreto enlaboratorio, apartir delosdiseos realizados, segn cada mtodo. Encontrar las propiedades tanto en estado fresco como en estado endurecido del concreto utilizado en cada diseo. Elaborar un adecuado diseo de concreto, dependiendo la combinacin de material establecido. Determinar la resistencia a la compresin del concreto a edades de 7, 14 y 28 das para analizar cul es el comportamiento de dicha resistencia. NTP 339.034. la capacidad de resistencia que posee el material usado para saber si es ptimo para el uso en la construccin. Complementar los conocimientos tericos con conocimientos prcticos mediante las experiencias de laboratorio.

MARCO TERICOI. EL CONCRETODEFINICIN:El hormign o concreto es un material compuesto empleado en construccin, formado esencialmente por un aglomerante al que se aade partculas o fragmentos de un agregado, agua y aditivos especficos.El aglomerante es en la mayora de las ocasiones cemento (generalmente cemento Portland) mezclado con una proporcin adecuada de agua para que se produzca una reaccin de hidratacin. Las partculas de agregados, dependiendo fundamentalmente de su dimetro medio, son los ridos (que se clasifican en grava, gravilla y arena). La sola mezcla de cemento con arena y agua (sin la participacin de un agregado) se denomina mortero. Existen hormigones que se producen con otros conglomerantes que no son cemento, como el hormign asfltico que utiliza betn para realizar la mezcla.El concreto convencional, normalmente usado en pavimentos, edificios y otras estructuras, tiene un peso especfico (densidad, peso volumtrico, masa unitaria) que vara de 2200 hasta 2400 kg/m (137 hasta 150 libras/pis3). La densidad del concreto vara dependiendo de la cantidad y la densidad del agregado, la cantidad de aire atrapado (ocluido) o intencionalmente incluido y las cantidades de agua y cemento. Por otro lado, el tamao mximo del agregado influye en las cantidades de agua y cemento. Al reducirse la cantidad de pasta (aumentndose la cantidad de agregado), se aumenta la densidad. En el diseo del concreto armado (reforzado), el peso unitario de la combinacin del concreto con la armadura normalmente se considera 2400 kg/m (150 lb/ft).TIPOLOGADependiendo de las proporciones de cada uno de sus constituyentes existe una tipologa de hormigones. Se considera hormign pesado aquel que posee una densidad de ms de 3200 kg/m debido al empleo de agregados densos (empleado proteccin contra las radiaciones), el hormign normal empleado en estructuras que posee una densidad de 2200 kg/m y el hormign ligero con densidades de 1800 kg/mCARACTERSTICAS DEL CONCRETOLa principal caracterstica estructural del concreto es que resiste muy bien los esfuerzos de compresin, pero no tiene buen comportamiento frente a otros tipos de esfuerzos (traccin, flexin, cortante, etc.), por este motivo es habitual usarlo asociado a ciertas armaduras de acero, recibiendo en este caso la denominacin de hormign armado, o concreto pre-reforzado en algunos lugares; comportndose el conjunto muy favorablemente ante las diversas solicitaciones. Cuando se proyecta una estructura de hormign armado se establecen las dimensiones de los elementos, el tipo de hormign, los aditivos y el acero que hay que colocar en funcin de los esfuerzos que deber soportar y de las condiciones ambientales a que estar expuesto.TIPOS DE CONCRETOTIPOS DE CONCRETO

Hormign ordinarioTambin se suele referir a l denominndolo simplemente hormign. Es el material obtenido al mezclar cemento portland, agua y ridos de varios tamaos, superiores e inferiores a 5 mm, es decir, con grava y arena.

Hormign en masaEs el hormign que no contiene en su interior armaduras de acero. Este hormign solo es apto para resistir esfuerzos de compresin.

Hormign armadoEs el hormign que en su interior tiene armaduras de acero, debidamente calculadas y situadas. Este hormign es apto para resistir esfuerzos de compresin y traccin. Los esfuerzos de traccin los resisten las armaduras de acero. Es el hormign ms habitual.

Hormign pretensadoEs el hormign que tiene en su interior una armadura de acero especial sometida a traccin. Puede ser pre-tensado si la armadura se ha tensado antes de colocar el hormign fresco o post-tensado si la armadura se tensa cuando el hormign ha adquirido su resistencia.

MorteroEs una mezcla de cemento, agua y arena (rido fino), es decir, un hormign normal sin rido grueso.

Hormign ciclpeoEs el hormign que tiene embebidos en su interior grandes piedras de dimensin no inferior a 30 cm.

Hormign sin finosEs aquel que solo tiene rido grueso, es decir, no tiene arena (rido menor de 5 mm).

Hormign aireado o celularSe obtiene incorporando a la mezcla aire u otros gases derivados de reacciones qumicas, resultando un hormign baja densidad.

Hormign de alta densidadFabricados con ridos de densidades superiores a los habituales (normalmente barita, magnetita, hematita) El hormign pesado se utiliza para blindar estructuras y proteger frente a la radiacin.

Tabla N1 Tipos de ConcretoII. CEMENTO.Los cementos son productos que amasados con agua fraguan y endurecen formndose nuevos compuestos resultantes de reacciones de hidratacin que son estables tanto al aire como sumergidos en agua. Hay varios tipos de cementos. Las propiedades de cada uno de ellos estn ntimamente asociadas a la composicin qumica de sus componentes iniciales, que se expresa en forma de sus xidos, y que segn cuales sean formaran compuestos resultantes distintos en las reacciones de hidratacin. Cada tipo de cemento est indicado para unos usos determinados; tambin las condiciones ambientales determinan el tipo y clase del cemento afectando a la durabilidad de los hormigones. Los tipos y denominaciones de los cementos y sus componentes estn normalizados y sujetos a estrictas condiciones. Segn la Norma Tcnica Peruana NTP 334.009, establece los requisitos que deben cumplir los seis tipos de cemento Portland como se indican a continuacin.

EL CEMENTO PORTLANDEl cemento Portland se obtiene al calcinar a unos 1500 C mezclas preparadas artificialmente de calizas y arcillas. El producto resultante, llamado Clinker, se muele aadiendo una cantidad adecuada de regulador de fraguado, que suele ser piedra de yeso natural. La composicin qumica media de un portland, segn Calleja, est formada por un 62,5 % de CaO (cal combinada), un 21 % de SiO2 (slice), un 6,5 % de Al2O3 (almina), un 2,5 % de Fe2O3 (hierro) y otros minoritarios. Estos cuatro componentes son los principales del cemento, de carcter bsico la cal y de carcter cido los otros tres. Estos componentes no se encuentran libres en el cemento, sino combinados formando silicatos, aluminatos y ferritos clcicos, que son los componentes hidrulicos del mismo o componentes potenciales. Un Clinker de cemento portland de tipo medio contiene:23Silicato triclcico (3CaOSiO2).....................................40 % a 50 %Silicato biclcico (2CaOSiO2).....................................20 % a 30 %Aluminato triclcico (3CaOAl2O3)...............................10 % a 15 %Aluminato ferrito tetraclcico (4CaOAl2O3Fe2O3).......5 % a 10 %

Figura N01

Esquema de un horno rotativo donde se mezcla y calcina la caliza y la arcilla para formar el Clinker de cemento.Figure N02

Clinker de cemento antes de su moliendaIII. LOS AGREGADOS DEFINICINEs el conjunto de partculas inorgnicas, de origen natural o artificial, cuyas dimensiones estn comprendidas en la NTP 400.011. Los agregados son la parte inerte del concreto, sin embargo al constituir entre 65% y 75% aproximadamente del total del concreto, debemos tener muy clara su importancia, la cual antiguamente y durante muchos aos fue poco considerada CLASIFICACINLos agregados por su tamao generalmente se dividen en dos grupos: Agregado fino y Agregado grueso.Los agregados finos. Consisten en arenas naturales o manufacturadas con tamaos de partcula que pasan la malla N. 4 (4.75 mm).Los agregados gruesos. Consisten en grava o agregado triturado y son aquellas partculas retenidas en la malla No. 4 (4.75 mm). El tamao mximo de agregado que se emplea comnmente es el de 19 mm o el de 25 mm. Los ridos deben poseer por lo menos la misma resistencia y durabilidad que se exija al hormign. No se deben emplear calizas blandas, feldespatos, yesos, piritas o rocas friables o porosas. PROPIEDADES DE LOS AGREGADOSExisten muchas propiedades que deben cumplir los agregados, tales como propiedades fsicas y mecnicas, asimismo propiedades trmicas, morfolgicas, etc. A continuacin detallamos alguna de ellas:Propiedades Mecnicas: Densidad, Dureza y AdherenciaPropiedades Fsicas: Granulometra, Peso unitario suelto y varillado, Peso especfico, Contenido de humedad y Porcentaje de absorcin. ENSAYOS DE AGREGADO PARA LA DOSIFICACIN DE MEZCLASGranulometraCon este ensayo de granulometra para ambos agregados podemos determinar el mdulo de fineza y el tamao mximo, tanto para el agregado fino como para el agregado grueso respectivamente. La granulometra es determinada por anlisis de tamices (norma ASTM C 136).Mdulo de FinuraEs la suma de los porcentajes acumulados retenidos en las mallas N. 4, 8, 16, 30, 50 y 100 y posteriormente dividido entre 100. El Mdulo de fineza tpico vara entre 2.3 y 3.1, representando el valor ms alto una granulometra gruesa.Tamao mximoEs la primera malla por la que pasa todo el agregado grueso.Tamao mximo nominalEs la primera malla que produzca un retenido entre 5% y 10%.Peso Unitario Es el peso por unidad de volumen (aparente). Se determinan dos formas de peso unitario. Peso Unitario Volumtrico Suelto: En el que el recipiente se llena normalmente sin presin alguna. Peso Unitario Compactado: En el que el recipiente se llena con tres capas compactando cada una con la varilla estndar.Peso EspecficoEs el peso por unidad de volumen (agua desplazada por inmersin).Contenido de HumedadEs el porcentaje de agua que contiene el agregado 15Capacidad de AbsorcinEs aquel contenido de humedad que tiene el agregado que se encuentra en el estado saturado superficialmente seco. Este es el estado de equilibrio de los agregados, es decir en que no absorben ni sueltan agua. El AguaEl agua de amasado interviene en las reacciones de hidratacin del cemento. La cantidad de la misma debe ser la estricta necesaria, pues la sobrante que no interviene en la hidratacin del cemento se evaporar y crear huecos en el hormign disminuyendo la resistencia del mismo. Puede estimarse que cada litro de agua de amasado de exceso supone anular dos kilos de cemento en la mezcla. Sin embargo una reduccin excesiva de agua originara una mezcla seca, poco manejable y muy difcil de colocar en obra. Por ello es un dato muy importante fijar adecuadamente la cantidad de agua. Durante el fraguado y primer endurecimiento del hormign se aade el agua de curado para evitar la desecacin y mejorar la hidratacin del cemento.IV. PROPIEDADES DEL CONCRETO EN ESTADO FRESCOTRABAJABILIDADEs la facilidad que presenta el concreto fresco para ser mezclado, colocado compactado y acabado sin segregacin y exudacin durante estas operaciones. No existe prueba alguna q permita cuantificar esta propiedad, generalmente se le aprecia en los ensayos de consistenciaCONSISTENCIAEst definida por el grado de humedecimiento de la mezcla, depende principalmente de la cantidad de agua usada. El ensayo de consistencia llamado de revenimiento (asentamiento) es utilizado para caracterizar el comportamiento del concreto fresco, es la prueba desarrollada por DUFF ABRAMS fue adaptada en 1921 por el ASTM y corregida en 1978.El ensayo consiste en consolidar una muestra de concreto fresco en un molde tronco cnico, midiendo el asiento de la mezcla luego del desmoldado. El comportamiento del concreto fresco en la indica su consistencia o sea su capacidad para adaptarse al encontrado o molde con facilidad mantenindose homogneo con un mnimo de vacos. SEGREGACINEs una propiedad del concreto fresco que implica la descomposicin de este en sus partes constituyentes o lo que es lo mismo la separacin del agregado grueso el mortero.Es un fenmeno perjudicial para el concreto, produciendo en el elemento vaciado bolsones de piedra capas arenosas cangrejeras etc.La segregacin es una funcin de la consistencia de la mezcla, siendo el riesgo mayor cuanto ms hmedo es esta y menor cuanto ms secaEXUDACINSe define como el ascenso de una parte del agua de la mezcla hacia la superficie como consecuencia de la sedimentacin de los slidos. Influenciada por la cantidad de finos en los agregados y la finura del cemento, es decir cunto ms fina es la molienda del cemento y mayor el porcentaje de material menor que la malla Nro. 100, la exudacin ser menor pues se retiene el agua de mezcla.El fenmeno se presenta despus de que el concreto ha sido colocado en el encofrado y puede ser producto de: Una mala dosificacin de la mezcla Exceso de agua La temperatura ya que a mayor temperatura mayor es la velocidad de exudacinCONTENIDO DE AIREGeneralmente ocupa del 1% al 3% del volumen de la mezcla. Est en funcin de las proporciones, las caractersticas fsicas de los agregados y del mtodo de compactacinEn algunas condiciones se incorpora aire adicional para mejorar la durabilidad. La inclusin de aire es necesaria en concreto que estar expuesto a ciclos de congelacin y deshielo o a qumicos descongelantesCALOR DE HIDRATACINEl calor de hidratacin es el calor que se genera por la reaccin entre el cemento y el agua. La cantidad de calor generado depende, primariamente, de la composicin qumica del cemento, siendo el C3Ay el C3S los compuestos ms importantes para la evolucin de calor. Relacin agua-cemento, finura del cemento y temperatura de curado tambin son factores que intervienen. Un aumento de la finura, del contenido de cemento y de la temperatura de curado aumenta el calor de hidratacin. A pesar del cemento portland poder liberar calor por muchos aos, la tasa de generacin de calor es mayor en las edades tempranas.El calor de hidratacin se ensaya segn las normas ASTM C 186, NTP334.064V. NORMAS Especificaciones para Agregados del Hormign, granulometras; ASTM C33. Proporciona las especificaciones para el agregado fino y el grueso, que no sean agregado ligero, para ser usados en el hormign. Mtodo de Prueba de la Resistencia a la Abrasin del Agregado Grueso de Gran Tamao mediante el Uso de la Mquina Los ngeles, ASTM C535. En sta se da el mtodo para probar el agregado grueso con tamao mayor a . Este procedimiento es inadecuado para agregados del hormign para la mayor parte de los usos. Mtodo de Prueba de la Resistencia a la Abrasin del Agregado Grueso de Tamao Pequeo mediante el Uso de la Mquina Los ngeles; ASTM C131. Da el mtodo para probar el agregado grueso de tamao menor que 1. El agregado que, de otro modo, es idntico, excepto por el tamao, puede no dar el mismo valor de la abrasin cuando se prueba por este mtodo y el C535 del inciso anterior. Mtodo de Prueba respecto a Terrones de Arcilla y Partculas Desmenuzables en los Agregados; ASTM C142. Este mtodo proporciona un medio para determinar, despus de remojar la muestra, el contenido de partculas tan blandas y desmenuzables que se pueden romper con los dedos. Determinacin de materiales ms finos que el Tamiz No. 200 en el Agregado Mineral, mediante Lavado; ASTM C117. En esta prueba se evala el contenido de material fino que pasa el tamiz No. 200, el cual queda en suspensin o se disuelve cuando el agregado se agita vigorosamente con agua. Tambin se le ha denominado "prueba de arrastre" o "prdida por lavado". Trozos Ligeros en los Agregados, partculas de bajo peso especfico; ASTM C123. ste es un mtodo mediante el cual se determina la cantidad de material ms ligero que una gravedad especifica seleccionada, por flotacin en lquidos pesados. En la determinacin del carbn mineral y el lignito, por ejemplo, se emplea un lquido cuya gravedad especfica es de 2.00. Impurezas Orgnicas en las Arenas para Hormign (colormetro); ASTM C40. Se detectan las impurezas orgnicas potencialmente perjudiciales por observacin del color, desarrollado por el lquido sobrenadante cuando se inunda la arena en una solucin al 3% de hidrxido de sodio. Se cuenta con estndares en vidrio para la comparacin del color, con el fin de facilitar la asignacin de un color al lquido.

Efecto de las Impurezas Orgnicas en el Agregado Fino sobre la Resistencia del Mortero, ASTM C87. Las arenas que se sospecha contienen cantidades perjudiciales de materia orgnica, detectada por ASTM C40 antes mencionado, se evalan respecto al desarrollo de la resistencia a la compresin en el mortero, mediante la comparacin con la resistencia del mortero de la misma arena, cuando sta se ha lavado por completo con una solucin de hidrxido de sodio para eliminar la materia orgnica. Determinacin de la reactividad con los lcalis del cemento (Ensayo Qumico); ASTM C289. Este es el conocido como "mtodo qumico rpido" para la determinacin de agregados que pueden presentar cambios perjudiciales de volumen en hormign con cementos de alto lcali. Los resultados de esta prueba no son del todo confiables pero puede resultar til si se combina, por ejemplo, con el examen petrogrfico.Prctica para el Muestreo de Agregados; ASTM D75. Este mtodo proporciona material til en el muestreo de los agregados para el hormign. Mtodo para el Anlisis de Tamices de los Agregados Finos y Gruesos; ASTM C136. Da los procedimientos detallados para conducir los anlisis de tamices de los agregados. Mtodo Estndar de Prueba para el ndice de Forma y Textura de Partcula de los Agregados, ASTM D3398. Este mtodo da el ndice de partcula como una medida global de las caractersticas de forma y textura de las partculas. Mtodo de Prueba de la Solidez de los Agregados mediante el Uso del Sulfato de Sodio o el Sulfato de Magnesio; ASTM C88. La prueba est diseada para simular la accin destructiva de la congelacin y el deshielo a los que algunos agregados son vulnerables cuando estn empapados en agua. En este caso, los agregados se empapan alternadamente en una solucin saturada de sulfato de sodio o de magnesio y, a continuacin, se secan en estufa para liberar el agua de cristalizacin. La reinmersin causa accin expansiva en los poros de la roca, debido a la hidratacin de los cristales desecados, y es semejante a la accin destructiva de la formacin de hielo durante la congelacin. Cinco ciclos de la prueba del sulfato se consideran equivalente a muchos ciclos de congelacin y deshielo. Prctica para la Evaluacin de la Resistencia a la Congelacin de los Agregados Gruesos en el Hormign con Aire Incluido por medio de Procedimientos de Dilatacin Crtica, ASTM C682. En sta se detallan los medios para evaluar la resistencia a la congelacin del agregado grueso en el hormign con aire incluido en el que se aplica el mtodo de la congelacin lenta, ASTM C671, (Mtodo de Prueba para la Dilatacin Crtica de Muestras de Hormign Sujetas a Congelacin). Los cambios no lineales de la longitud que ocurren en una muestra de hormign, a medida que se enfra lentamente pasando por el punto de congelacin, indican que no se puede absorber la expansin provocada por el agua en congelacin y que el agregado contenido est causando que el hormign sea vulnerable al ataque por congelacin. Mtodo de Prueba para el Peso Unitario y los Vacos en el Agregado; ASTM C29. Este es un mtodo preciso para determinar el peso unitario de los agregados secos en tres condiciones estndar de compactacin: 1) varillado, 2) vibrado y 3) suelto (por paleo). Nomenclatura Descriptiva Estndar para los Componentes de los Agregados Minerales Naturales), ASTM C294. Este mtodo proporciona una breve descripcin de los minerales en los agregados y los trminos para describirlos. Prctica Estndar para el Examen Petrogrfico de los Agregados Estndar para el Hormign, ASTM C295. Esta es un "estndar" importante, para el ingeniero en hormign as como para el petrgrafo adiestrado. Nomenclatura Descriptiva de los Componentes de los Agregados Minerales Naturales, ASTM C294. Esta da una descripcin muy autorizada de los minerales que componen los agregados naturales. Prctica para la Reduccin de las Muestras de Campo del Agregado a la cantidad necesaria para las Pruebas, ASTM C702, Describe las tcnicas para reducir las muestras, con el empleo de divisores o aparatos para cuarteo mecnicos.

MATERIALES Y EQUIPOS

Imagen N1 Balanza

Imagen N2 Molde Para Hormign

Imagen N3 Trompo

Imagen N4 Carretilla

Imagen N5 Varilla

Imagen N6 Cono De Abrams

Imagen N7Cuchara

Imagen N8 AceitPRACTICA DE LABORATORIOPROPIEDADES FISICAS DE LOS MATERIALESA. FINOA.GRUESO

Peso especfico absoluto 2.622.63

Peso unitario seco suelto 15781293

Peso unitario seco compactado 17431482

Mdulo de finura3.026.85

Absorcin %1.180.9

Contenido de humedad %1.50.2

TMN---------------

1. 2.

3. 4. INTERPOLANDO: 250 062 y500.07

252 x 300 0.55

5. 6. : 7. 8.

.8 4.61 1 8.24 x 0.08 9 4.69Calculando el mdulo de combinacin de agregad

4.63

9. Volumen de agregado fino

:-10. Materiales de diseoMATERIALES DE DISEO POR

0.114754

0.216

0.373664

0.270058

------------------------------0.974476

11. Materiales corregidos por humedad r humedad------- 4.69 =

12. Materiales de tanda:PESO DE MATERIALES DE TANDA

3.5

9.93685

7.130232

2.178484

:

CANTIDADES DE TANDA (0.02

7

7.56

19.87

14.26

Peso de la tanda =

Resultado de laboratorio de la probeta: carga de la probeta:

La resistencia de la probeta:

RECOMENDACIONES Se recomienda que los alumnos tengan una base cientfica de cmo realizar los ensayos para as obtener resultados ms reales, esto se logra investigando acerca de los diferentes ensayos a realizar. Se recomienda hacer una buena seleccin de los materiales de la cantera para un buen trabajo. Se pide que el laboratorio de Materiales de Construccin se encuentre disponible a cualquier hora para facilitar el trabajo de todos los alumnos en la realizacin de los diferentes ensayos. Se recomienda tener el mximo cuidado al momento de realizar todos los ensayos, pues la prdida de unos gramos de la muestra alterara los resultados. Se recomienda que el equipo de trabajo sea utilizado de la mejor manera y tener el mayor cuidado en el momento de realizar los diferentes ensayos y limpiarlos luego de su uso.

BIBLIOGRAFA http://www.monografias.com/trabajos94/concreto-ii-primera-parte/concreto-ii-primera-parte.shtml#ixzz3KsdWYIoP http://www.monografias.com/trabajos94/concreto-ii-primera-parte/concreto-ii-primera-parte.shtml#ixzz3KsdPMUvP http://www.monografias.com/trabajos94/concreto-ii-primera-parte/concreto-ii-primera-parte.shtml#ixzz3KsbVjbQ1 http://es.wikipedia.org/wiki/Hormig%C3%B3n

TECNOLOGIA DE LOS MATERIALES DE LA CONSTRUCCIONPgina 21