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CAPITULO I
IDENTIFICACIN DE LA EMPRESA
La planta de concreto premezclado SOMIX, C.A., fue constituida en el ao
2009, con el objeto de producir un producto vital en la construccin civil, el
cual es el concreto. La empres cuenta con una planta de ultima generacin
con una capacidad de produccin de 60 metros cbicos por hora, la principalmeta de la planta de concreto premezclado SOMIX, C.A., es la de proveer y
satisfacer a sus clientes en todas sus necesidades referentes al concreto
premezclado, por lo cual poseemos una planta de concreto premezclado
marca CON-E-CO que posee caractersticas tecnolgicas que la hacen nica
en el mercado, cuenta con controles automticos y computarizados de
dosificacin as mismo cuenta con controles manuales en caso de ser
necesario.
Empezando como un proyecto regional, SOMIX, C.A., se ha ido
expandiendo poco a poco a lo largo de los estados cercanos a el estado
Bolvar, llegando a proveer con concreto premezclado a clientes del estado
Anzotegui, dando as otra alternativa a los consumidores de dicho estado a
parte de las que poseen actualmente, generando una sana competencia en
el mercado del concreto.
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MISIN
La planta de concreto premezclado SOMIX, C.A., es una empresa
dedicada a la produccin y comercializacin de concreto premezclado con
excelente calidad. Nuestro xito se fundamente en la satisfaccin plena de
nuestros clientes, su bienestar y la motivacin de nuestros colaboradores, la
confianza de nuestros trabajadores y los compromisos serios y permanentes
con el mejoramiento continuo, la innovacin tecnolgica, manteniendo la
armona con el medio ambiente.
VISIN
Ser una empresa integra y competitiva, lder en el mercado regional y
nacional como productores y comercializadores de concreto premezclado,
confiable y eficaz. Contando con un equipo humano altamente calificado,
recursos tecnolgicos y materiales adecuados que nos permitan ofrecer en
todo momento un producto de calidad que contribuya con el desarrollo y
crecimiento del pas, siendo referentes en todo lo que rodee al mundo de la
construccin de obras civiles.
UBICACION GEOGRAFICA DE LA EMPRESA
La planta de concreto premezclado SOMIX, C.A., esta ubicada en el
estado Bolvar, dentro del permetro urbano de Ciudad Guayana, en la Zona
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Industrial Matanzas, al final de la calle arboleda, como es mostrado en la
Figura I.1.
Figura I.1: Ubicacin geogrfica SOMIX, C.A. Fuente: Elaborado por el
Autor.
ORGANIGRAMA DE LA EMPRESA
En la Figura I.2, se muestra el organigrama de la empresa de concreto
premezclado SOMIX, C.A. En la Figura I.3, se muestra el organigrama del
departamento de control de calidad, departamento en el cual se realizo lapasanta expuesta en este informe.
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SOMIX, C.A.
GERENCIA GENERAL
GERENCIAADMINISTRACION Y
FINANZAS
GERENCIARECURSOSHUMANOS
Relaciones
Industriales
Nminas yPagos
Administracinde Personal
GERENCIA VENTAS YMERCADEO
Ventas
Crdito yCobranzas
Facturacin
ADMINISTRACIN
Tesorera
Proveedores
Contabilidad
Compras yAlmacn
GERENCIAPRODUCCION
Recepcin yDespacho
Control deInsumos
Operacin dePlantas
Transporte dePremezclado yBombeo
Supervisin deCampo
GERENCIA EQUIPO
Control yLogstica
Mantenimiento
Taller
Mecnico
CONTROL DE CALIDADGERENCIA CONTROL DE
GESTION
Figura I.2: Organigrama de la Empresa. Fuente: SOMIX, C.A.
Figura I.3: Organigrama departamento de Control de Calidad. Fuente:
SOMIX, C.A.
DionicioHernandez
Asesor Tecnico
WilfredoIguaran
Laboratorista A
Jose Silva
Laboratorista B
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CAPITULO II
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
Dentro del mundo de la construccin el concreto es, en sus diversas
variantes, el material de uso ms extendido en zonas urbanas. Se estima en
general, que es el segundo en cantidad que usa el hombre, despus del
agua. A casi cualquier parte que volvamos la vista encontramos que, donde
hay actividad humana organizada, hay concreto. Lo econmico del material
se debe a que las materias primas que emplea son relativamente abundantes
en la naturaleza, y a las ventajas competitivas que ofrece frente a otros
materiales de construccin.
Existen evidencias que durante el Imperio Romano se desarroll una
especie de concreto a base de aglomerantes el cual se le conoca como
cementum, utilizado en el desarrollo de las obras civiles de la poca. Lo
que hoy conocemos como concreto tuvo sus inicios en la segunda mitad del
Siglo XVIII, con la investigaciones sobre cales de John Smeaton y Joseph L.
Vicat. A principios del Siglo XIX se desarrolla el cemento portland, y a
comienzos del Siglo XX se estudian y establecen la mayor parte de la
relaciones que gobiernan el comportamiento del material. Su evolucin y
avance es permanente, habiendo logrado adelantos tecnolgicos tan
importantes como el concreto precomprimido, el concreto liviano, el uso de
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los aditivos qumicos, los concretos ultrarresistentes, los de exigente
comportamiento, entre otros.
Estos avances tecnolgicos y la bsqueda de nuevas alternativas en el
diseo de concreto premezclado, han permitido el diseo de una mezcla
que tiene como agregado fino la microslice, que es el humo producto del
proceso de reduccin de cuarzo a silicio. En Venezuela la empresa
Ferroatlntica de Venezuela C.A. se dedica a la produccin y
comercializacin de ferrosilicio, en sus distintos grados de pureza. Este humo
o ceniza de cuarzo est compuesto por gases y finas partculas de SiO2 y en
menor proporcin CaO,AI2O3, Fe2O3 y otros, stas ltimas, son llamadas en
la empresa como microslice de partculas gruesas o radiclone, motivado a
que su recorrido en el proceso llega a un sistema de mangas filtrantes con el
mismo nombre, y que hasta los momentos se desconoce su utilidad,es por
ello, que se convierte en el objeto de estudio del trabajo de pasanta.
Debido a la deficiencia que existe actualmente en el suministro del
elemento principal de un concreto premezclado, el cual es el cemento, este
se ha convertido en un material con un precio muy elevado en el mercado,
generando perdidas a la empresa cuando se requiere reabastecer los silos
con materia prima, por lo cual resulta urgente la bsqueda de nuevos
agregados al concreto que permitan compensar la deficiencia presentada sin
dejar de cumplir con las exigencias establecidas en las Normas COVENIN
para la aceptacin o no de agregados en el concreto. Y teniendo en cuentaque hasta ahora la Ferroatlntica de Venezuela C.A., desecha esta
microslice de partculas gruesas se presenta la oportunidad para realizar una
evaluacin que permita interpretar los resultados y determinar su utilidad.
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Para la Empresa de premezclado SOMIX,C.A , es una necesidad la
realizacin de un estudio de la microslice de partculas gruesas conocido
tambin como radiclone, como un nuevo agregado en la preparacin de
premezclados tomando en consideracin las normas establecidas para ello,
las cuales describen los procesos necesarios para la evaluacin de los
materiales y con la visin de mejorar y de establecer diferencia frente a sus
competidores comerciales y buscando nuevas alternativas de diseos de
mezclas.
OBJETIVO GENERAL
Propuesta de diseo de mezcla de concreto premezclado usando
como agregado fino de ceniza producida en el proceso de fundicin
del cuarzo (microslice de partculas gruesas), como alternativa a
los altos costos de produccin
OBJETIVOS ESPECIFICOS
Efectuar los diferentes ensayos para agregado fino establecidosen las normas COVENIN 277:2000.
Elaborar el Diseo de Mezcla de acuerdo con lo dispuesto en la
norma COVENIN 633:2003.
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Evaluar el Diseo de Mezcla de premezclado con ceniza de
cuarzo (microslice de partculas gruesas) segn la Norma
COVENIN 1976:2003.
Comparar los resultados obtenidos del nuevo diseo de mezcla
con los utilizados normalmente en la empresa.
JUSTIFICACIN
En la ingeniera civil, siempre se estn buscando nuevas formas de
mejorar lo que ya existe, en otros pases como los Estados Unidos de
Amrica, las normas ACI son evaluadas regularmente para determinar si las
que estn vigentes cumplen con los procedimientos requeridos actualmente,
as mismo los ingenieros deben estar en una constante investigacin que les
permita utilizar eficientemente los materiales que disponen, como es el caso
de la microslice de partculas gruesas que se obtiene durante el proceso de
produccin del Ferrosilicio y del Silicio metlico.
En el desarrollo de esta investigacin se propone realizar un nuevo diseo
de mezcla que tenga como agregado fino la microslice de partculas
gruesas, esta microslice hasta ahora es considerada un desperdicio en la
empresa Ferroatlntica de Venezuela C.A., por esa condicin los costos de
produccin pueden ser reducidos y tomado en cuenta la situacin econmica
del pas la empresa SOMIX, C.A., obtendra beneficios al utilizar este nuevo
agregado como alternativa en la preparacin de un concreto premezclado a
bajo costo.
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El aporte que ofrece esta investigacin a la planta de concreto
premezclado SOMIX, C.A., es la ampliacin de la cartera de productos a
proponer a sus clientes, por otra parte la empresa Ferroatlntica de
Venezuela C.A., tendr la oportunidad de generar un nuevo nicho de
mercado al conocer que la microslice de partculas gruesas puede ser usada
en la elaboracin del concreto premezclado y finalmente el estudiante
cumplir con los requisitos exigidos por la Universidad Nororiental Privada
Gran Mariscal de Ayacucho para optar por el ttulo de Ingeniero Civil.
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CAPITULO III
METODOLOGIA
Tipo de la investigacin
De acuerdo a Hernndez, Fernndez y Baptista (2010) la investigacin es
un conjunto de procesos sistemticos, crticos y empricos que se aplican al
estudio de un fenmeno (p.4). Cervo y Bervain (1989) acotan Se define la
investigacin como una actividad encaminada a la solucin de problemas. Su
objetivo consiste en hallar respuesta a preguntas mediante el empleo de
procesos cientficos (p. 41).
Segn Hernndez, Fernndez y Baptista (2010) el enfoque cuantitativo de
una investigacin esta definido como la recoleccin de datos para probar
hiptesis, con base en la medicin numrica y el anlisis estadstico, para
establecer patrones de comportamiento y probar teoras (p.4). Por lo cual se
establece que esta investigacin es de tipo cuantitativa ya que a travs de
distintos ensayos se busca recolectar datos que permitan aceptar el uso de la
microslice de partculas gruesas en el diseo de mezcla de concreto.
Alcance de la investigacin
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Hernndez, Fernndez y Baptista (2010) Los estudios exploratorios se
realizan cuando el objetivo es examinar un tema o problema de investigacin
poco estudiado, del cual se tienen muchas dudas o no se ha abordado
antes. (p.79). Arias (2006) define la investigacin exploratoria como aquella
que se efecta sobre un tema u objeto desconocido o poco estudiado, por lo
que sus resultados constituyen una visin aproximada de dicho objeto, es
decir, un nivel superficial de conocimientos (p. 23) por lo cual se define el
alcance de esta investigacin de tipo exploratorio puesto que anteriormente
ha sido evaluado el uso de la microslice de partculas finas en el diseo de
concreto premezclado, pero la microslice de partculas gruesas no ha sido
evaluada y siempre ha sido considera como un desperdicio.
Diseo de la investigacin
Segn Hernndez, Fernndez y Baptista (2010) un diseo deinvestigacin se refiere al plan o estrategia concebida para obtener la
informacin que se desea (p.120) por su parte Arias (2006) define el diseo
de investigacin como la estrategia general que adopta el investigador para
responder al problema planteado. (p.26), Arias (2006) resalta tambin que
En atencin al diseo, la investigacin se clasifica en: documental, de
campo y experimental(p.26)
Hernndez, Fernndez y Baptista (2010) definen un experimento como
Situacin de control en la cual se manipulan, de manera intencional, una o
mas variables independientes (causas) para analizar las consecuencias de
tal manipulacin sobre una o ms variables dependientes (efectos) (p.121),
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a su vez Arias (2006) define investigacin experimental de la siguiente forma
es un proceso que consiste en someter a un objeto o grupo de individuos a
determinadas condiciones, estmulos o tratamiento (variable independiente),
para observar los efectos o reacciones que se producen (variable
dependiente) (p.33). Basndonos en estos conceptos se define que esta
investigacin es de tipo experimental, ya que se busca evaluar si el uso de la
microslice gruesa (causa) tiene el mismo efecto en el diseo de mezcla de
concreto.
Poblacin
Hernndez, Fernndez y Baptista (2010) definen que el inters se centra
en que o quienes, es decir, los participantes, objetos, sucesos o
comunidades de estudio (las unidades de anlisis), lo cual depende del
planteamiento de la investigacin y de los alcances del estudio (p.172) a su
vez los mismos autores resaltan que la poblacin o universo es un conjunto
de todos los casos que concuerdan con determinadas especificaciones
(p.173).
Arias (2006) define poblacin de la siguiente forma es un conjunto finito o
infinito de elementos con caractersticas comunes para los cuales sern
extensivas las conclusiones de la investigacin. Esta queda delimitada por el
problema y los objetivos de estudio (p.81)de esta manera como se busca
explorar las propiedades de la microslice de partculas gruesas en el diseo
de mezcla se define que la poblacin ser de tipo finita y estar conformadapor el grupo de probetas cilndricas que sean elaboradas durante los ensayos
realizados en la planta de concreto premezclado SOMIX, C.A.
Muestra
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Hernndez, Fernndez y Baptista (2010) sealan que para seleccionar
una muestra, lo primero que hay que hacer es definir la unidad de anlisis
(individuos, organizaciones, peridicos, comunidades, situaciones, eventos,
etc.). Una vez definida la unidad de anlisis se delimita la poblacin (p.173),
ellos definen como concepto de muestra a un subgrupo de la poblacin del
cual se recolectan los datos y debe ser representativo de esta (p .173). Por
su parte Arias (2006) define una muestra como un subconjunto
representativo y finito que se extrae de la poblacin accesible (p.83). Por lo
cual nuestra muestra estar conformada por 15 cilindros de mezcla con
microslice gruesa y 15 cilindros de mezcla patrn, los cuales se evaluaranen distintos das, segn la norma COVENIN, mediante los cuales se
compararan resultados.
Etapas de la Investigacin
Anteriormente ya se defini que esta investigacin es de tipo exploratorio,
bsicamente este estudio se basa en la recoleccin de datos y su anlisispara posteriormente determinar su aceptacin o no de acuerdo a las normas
que rigen el concreto en Venezuela, estos se realizaron en las instalaciones
de la empresa de concreto premezclado SOMIX, C.A., ubicada en la Zona
Industrial Matanzas, Final de la Avenida Arboleda, Puerto Ordaz, Estado
Bolvar, bajo la supervisin del tutor industrial asignado por la empresa, el
Ingeniero Fabin Gmez, as como con la ayuda del asesor tcnico de la
empresa el seor Dionicio Hernndez.
Esta investigacin se llevo a cabo en cinco etapas, siendo la primera una
etapa de seleccin y ensayos realizados a los distintos agregados que se
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usaran en la elaboracin del diseo de las mezclas, la segunda etapa el
diseo de las mezclas de concreto tipo patrn y con microslice gruesa segn
lo escrito en la Norma ACI 211, la tercera etapa la elaboracin de las
mezclas de concreto, la cuarta etapa serian las distintas pruebas realizadas a
las mezclas de concreto (fresco y endurecido) y finalmente la quinta etapa la
de anlisis de resultados obtenidos. A continuacin se muestra un diagrama
de flujo:
Cada uno de los procesos realizados para la obtencin de resultados
estn estipulados en las Normas Venezolanas COVENIN Comisin
Venezolana de Normas Industriales, las Normas ACI American Concrete
Institute, cumpliendo as con los procesos, ensayos y trabajos que son
usados en la sociedad Venezolana, estos estudios se realizaran en un
periodo de 3 meses desde octubre del ao 2015 hasta enero del ao 2016
(tiempo que dura la pasantas).
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CAPITULO IV
DESARROLLO DEL PROYECTO
Mediante el uso de tablas y graficas se presentan los ensayos
granulomtricos realizados a los distintos agregados usados en la
elaboracin de los diseos de mezcla de concreto. En esta capitulo tambin
se muestra la curva integral de diseo que fue creada para obtener la mezcla
de concreto deseada.
Ensayos de granulometra realizados a los agregados
Siguiendo los pasos descritos en la norma COVENIN 255-1998
Agregados. Determinacin de la composicin granulomtrica, se procede a
determinar la granulometra de los elementos a usar como agregados en
nuestra mezcla de concreto.
Arena
En la Tabla IV.1 se muestran los valores obtenidos al realizar el ensayo
granulomtrico a la Arena extrada de las pilas de la empresa de concreto
premezclado SOMIX, C.A.
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Peso Seco Muestra sin Lavar (g) 580,0
Peso Seco Muestra Lavada (g) 540,0
F= % Pasa el Tamiz No. 200 6,9
CEDAZO PESO
RETENIDO
ACUM. (g)
RETENIDO
ACUM. (%)
PASANTE
(%)(Pulg.) (mm.)
3/8 9,510 0,0 0,0 100,0
No. 4 4,760 0,0 0,0 100,0
No. 8 2,360 37 6,5 93,5
No. 16 1,190 164 28,8 71,2
No. 30 0,595 368 64,6 35,4
No. 50 0,297 494 86,7 13,3
No. 100 0,149 532 93,3 6,7
No. 200 0,074 548 96,1 3,9
Tabla IV.1 Extrado de: Departamento Control De Calidad SOMIX C.A.
En la Grafica IV.1 se muestra la curva granulomtrica obtenida de este
ensayo.
Grafica IV.1 Extrado de: Departamento Control De Calidad SOMIX C.A.
9,51
3/8"
4,76
N 4
2,36
N 8
1,19
N 16
0,595
N 30
0,297
N 50
0,149
N 100
0,074
N 200
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
%Pasa
Tamao de las Partculas en mm
-
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Arrocillo
En la Tabla IV.2, se muestran los resultados obtenidos de los ensayos
granulomtricos realizados al arrocillo de la cantera El Manantial.
Peso Seco Muestra sin Lavar (g) 650,0
Peso Seco Muestra Lavada (g) 550,0
F= % Pasa el Tamiz No. 200 15,4
CEDAZO PESO
RETENIDO
ACUM. (g)
RETENIDO
ACUM. (%)
PASANTE
(%)(Pulg.) (mm.)
1/2 12,700 0,0 0,0 100,0
3/8 9,510 10,0 1,5 98,5
No. 4 4,760 120,0 18,5 81,5No. 8 2,360 230,0 35,4 64,6
No. 16 1,190 320,0 49,2 50,8
No. 30 0,595 380,0 58,5 41,5
No. 50 0,297 440,0 67,7 32,3
No. 100 0,149 500,0 76,9 23,1
No. 200 0,074 550,0 84,6 15,4
Tabla IV.2 Extrado de: Departamento Control De Calidad SOMIX C.A.
En la Grafica IV.2 se muestra la curva granulomtrica obtenida por esta
prueba, la cual nos indica que nos encontramos en presencia de un arrocillo
muy fino.
9,51
3/8"
4,76
N 4
2,36
N 8
1,19
N 16
0,595
N 30
0,297
N 50
0,149
N 100
0,074
N 200
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
%Pasa
1/23/41"1 1/2
-
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Grafica IV.2 Extrado de: Departamento Control De Calidad SOMIX C.A.
Piedra
En la Tabla IV.3 se muestran los valores obtenidos al realizar los ensayos
granulomtricos a la muestra de la piedra de 1 de la cantera COMPIEDRA
PESO TOTAL DE
LA MUESTRA
ENSAYADA (kg)
20,000
CEDAZOPESO
RETENIDO
ACUM. (kg)
RETENIDO
ACUM. (%)
PASANTE
(%)(Pulg.) (mm.)
1 1/2 38,100 0,0 0,0 100,0
1 25,400 1,760 8,8 91,2
3/4 19,000 12,250 61,3 38,8
1/2 12,700 14,080 70,4 29,6
3/8 9,510 16,510 82,6 17,5
1/4 6,350 19,000 95,0 5,0
Tabla IV.3 Extrado de: Departamento Control De Calidad SOMIX C.A.
En la Grafica IV.3, se muestra la curva granulomtrica obtenida delos
ensayos realizados a la muestra de la piedra.
38,10
1 1/2"
25,40
1"
19,00
3/4"
12,70
1/2"
6,35
1/4"
9,51
3/8"
010203040506070
8090
100
%Pasa
-
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Grafica IV.3 Extrado de: Departamento Control De Calidad SOMIX C.A.
Microslice de partculas gruesas
Tambin se le decide hacer ensayos granulomtricos a la muestra de
microslice de partculas gruesas regalada por la empresa Ferroatlntica de
Venezuela, para obtener la curva granulomtrica de esta. En la Tabla IV.4 se
presentan los valores obtenidos de dicha muestra.
Peso Seco Muestra sin Lavar (g) 650,0
Peso Seco Muestra Lavada (g) 550,0
F= % Pasa el Tamiz No. 200 15,4
CEDAZO PESO
RETENIDO
ACUM. (g)
RETENIDO
ACUM. (%)
PASANTE
(%)(Pulg.) (mm.)
3/8 9,510 0,0 0,0 100,0
No. 4 4,760 0,0 0,0 100,0
No. 8 2,360 0,0 0,0 100,0
No. 16 1,190 10,0 1,5 98,5
No. 30 0,595 50,0 7,7 92,3
No. 50 0,297 170,0 26,2 73,8
No. 100 0,149 350,0 53,8 46,2
No. 200 0,074 510,0 78,5 21,5
Tabla IV.4 Extrado de: Departamento Control De Calidad SOMIX C.A.
En la Grafica IV.4 se presenta la curva granulomtrica obtenida.
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Grafica IV.4 Extrado de: Departamento Control De Calidad SOMIX C.A.
A pesar que algunos valores no son parecidos a los especificados en la
norma, especialmente en los ensayos granulomtricos del arrocillo se decide
usar estos materiales ya que son los usados generalmente en la fabricacin
del concreto premezclado en la empresa de SOMIX, C.A., con estos valores
se deciden. Con estos valores se disea la curva integral de diseo de la
mezcla de concreto, delimitando las proporciones de agregados finos yagregados gruesos, buscando que se encuentren en los lmites indicados en
la Tabla VI.3 de el Manual del Concreto (Porrero, Salas, Ramos, Grases,
Velazco) del ao 1996, la cual se puede ver en el Anexo 2.
Diseo de mezclas
Segn lo especificado en la Norma COVENIN 351-1994, la norma indica
que para un metro cubico de concreto se necesitan 307 kilogramos de
cemento, partiendo desde este punto se busca el nivel de agua necesario
para un asentamiento de 3,5 0,5 pulgadas. Como en nuestro diseo de
9,51
3/8"
4,76
N 4
2,36
N 8
1,19
N 16
0,595
N 30
0,297
N 50
0,149
N 100
0,074
N 200
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
%Pasa
Tamao de las Partculas en mm
-
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mezcla estamos considerando el uso de aditivos Tipo A (que reduce
aproximadamente un 10% del uso de agua) y Tipo B (reduce
aproximadamente un 5% del uso del agua), estos aditivos al trabajar por
sinergia reduciran el uso del agua en un 12%.
La cantidad de agua que se usara queda determinada por lo descrito en la
Norma ACI-211 (Cuadro IV.1) la cual establece que para un agregado
mximo de 1 se debe usar y para un asentamiento de 3 a 4 se deben usar
aproximadamente 195 litros de agua, basndonos en la experiencia del
asesor tcnico de la empresa se decide usar 205 litros de agua, de los cuales
solo se usaran 180 litros, por los aditivos considerados en el diseo de
mezcla.
Cuadro IV.1 Requerimientos aproximados de agua de mezclado y de
contenido de aire para diferentes valores de asentamiento y tamaos
mximos de agregados, extrado de: Diseo de Mezclas de Concreto (2006)
Universidad Nacional de Altiplano, Per.
Para el diseo de nuestra curva integral de diseo de mezcla se parte con
unas proporciones de 50% de arena y 50% de piedra de 1, ya que esto
representara una curva bien gradada, usando los valores recomendados en
-
7/25/2019 Informe preliminar de pasantias uso de la microsilice de particulas gruesas en un diseo de mezcla de concreto
22/50
el Manual del concreto armado, expuestos en la Tabla VI.3 para un tamao
de agregado mximo de 1 se decide disear la curva integral. En la tabla
IV.5 se muestran los valores de la granulometra as como los valores
obtenidos al usar una combinacin de 50% de agregados finos (arena) y 50
% de agregados gruesos (piedra)
TAMIZARENA
VOLCAN
ARROCILLO
DE (3/8-0)PIEDRA 1"
COMB. 50%
ARE.VOLCAN +50%
PIEDRA 1".
COMB.35%
ARE.VOLCAN.+23%
ARROC. (3/8) +42%
PIEDRA 1"
1 100 100 100 100 100
1 100 100 90 95 96
100 100 32 66 71
1/2 100 100 22 61 67
3/8 100 99 8 54 61
N 4 98 82 0 49 53
N8 93 65 0 47 47
N16 71 51 0 35 36
N 30 38 42 0 19 23
N 50 17 32 0 9 13
N 100 12 23 0 6 10
N 200 7 15 0 3 6MF 2,71 3,08 7,60 5,15 4,85
Tabla VI.5 Extrado de: Departamento Control De Calidad SOMIX C.A.
-
7/25/2019 Informe preliminar de pasantias uso de la microsilice de particulas gruesas en un diseo de mezcla de concreto
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En la Grafica VI.5, se muestra la curva de diseo obtenida al usar esta
proporcin.
Grafica IV.5 Extrado de: Departamento Control De Calidad SOMIX C.A.
En lneas generales al realizar una curva integral de diseo se busca que
esta quede lo mas centrada posible, sin que este muy cerca de los bordes o
limites recomendados de diseo, esto debido a que si nuestra curva se
encuentra muy pegada del extremo izquierdo obtendremos un diseo de
mezcla econmico, pero de muy difcil manejo, si obtenemos una curva
integral que este muy cerca del extremo derecho conseguiremos una mezcla
sumamente manejable pero demasiado costosa. En nuestro caso, la curva
integral de diseo sobrepasa el lmite derecho en cierto punto.
Por esta razn se decide recalcular la curva integral de diseo pero esta
vez usando adems de la arena, el arrocillo como agregado fino en las
siguientes proporciones: 35% de arena, 23 % de arrocillo, para un total de un
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0,
001
0
,01
0,
1110
100
1
000
MASFINOPORPESO(%)
DIMETRO DE LAS PARTCULAS (mm.)
6 43 221
13/4
13/
4 8
1 1 3 4 5 1 2
00
0,
0,
0,
0,
0,
0,
0,
00
0,0
05
0,
00
0,
00
0,
00
40
TAMA O DE LA ABERTURA EN N MERO DE MALLAS DI METRO DE LAS
1 762,
4,75 3 2 191
2,
2,32 1, 00, 0, 0, 0,0,0, 0,
0,
00
0,
00
0,0
0
0,
00
0,
00
0,
0
0,00
0,0
70,
0
1000
-
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58% de agregados finos y un 42% de piedra como agregado grueso. La
Tabla IV.6 muestra los valores obtenidos al usar estas proporciones.
TAMIZ ARENAVOLCAN
ARROCILLODE (3/8-0)
PIEDRA 1"
COMB.35%
ARE.VOLCAN.+23%
ARROC. (3/8) +42%
PIEDRA 1"
1 100 100 100 100
1 100 100 90 96
100 100 32 71
1/2 100 100 22 67
3/8 100 99 8 61
N 4 100 82 0 54
N8 94 65 0 48N16 71 51 0 37
N 30 35 42 0 22
N 50 13 32 0 12
N 100 7 23 0 8
N 200 4 15 0 5
MF 2,80 3,08 7,60 4,88
Tabla IV.6 Extrado de: Departamento Control De Calidad SOMIX C.A.
La Grafica IV.6 nos muestra la curva integral de diseo obtenida al usar
estos valores.
-
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Grafica VI.6 Extrado de: Departamento Control De Calidad SOMIX C.A.
A pesar que en esta grafica se obtuvo un mejor gradado, aun hay una
parte que esta demasiado cerca del limite derecho, lo cual implicara que el
diseo de mezcla, no seria econmico, por lo cual se decide variar las
proporciones y esta vez usar menos agregado, en la Tabla VI.7 se muestran
los valores obtenidos usando las siguientes proporciones: arena 33%,
arrocillo 21 %, para obtener un total de 54% de agregados finos y se uso un
46% de piedra de 1 como agregado grueso.
TAMIZ ARENA VOLCANARROCILLO
DE (3/8-0)PIEDRA 1/2"
COMB.33%
ARE.VOLCAN+21%
ARROC. (3/8) +46%
PIEDRA 1/2"1 1/2 100 100 100 100
1 100 100 90 96
3/4 100 100 32 69
1/2 100 100 22 64
3/8 100 99 8 58
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0,
001
0,
01
0,
1110
100
1000
MASFINOPORPESO(%)
6 43 2
21
13/4
13/
4 8 1 1 3 4 5 1 200
0,
0,
0,
0,
0,
0, 0
,005
0,
0
0
0
0,
0
40
TAMA O DE LA ABERTURA N MERO DE MALLAS DI METRO DE LAS
1 762
4,753 2 1
912
2,
321,
00,
0,
0,
0,0,0,
0,
0,
0
0,
0
0,00,
0
0,
00,
0,0
0,00,
0
-
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N 4 100 82 0 50
N8 94 65 0 44
N16 71 51 0 34
N 30 35 42 0 21
N 50 13 32 0 11
N 100 7 23 0 7
N 200 4 15 0 5
MF 2,80 3,08 7,60 5,06
Tabla VI.7 Extrado de: Departamento Control De Calidad SOMIX C.A.
Con estos valores se procede a hacer la curva de diseo integral de la
mezcla, la cual se ve reflejada en la Grfica VI.7
Grfica VI.7 Extrado de: Departamento Control De Calidad SOMIX C.A.
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0,
001
0,
01
0,
1110
100
1000
MASFINOPORPE
SO(%)
DIMETRO DE LAS PARTCULAS (mm.)
6 43
221
13/4
1/
3/8
4 8 10
1 3 40 5 1
0200
0,
0
0,
00,
0
0,
00,
0
0,
00,
008
0,0
05
0,
003
0,
002
0,
001
40
TAMA O DE LA ABERTURA EN NMERO DE MALLAS POR DIMETRO DE LAS
176
62,
4,7
550 3 2
19
12,
2,
321,
10,
0,4
0,
3
0,
1
0,
0
0,
0
0,
0
0,
0
0,
006
0,
008
0,0
05
0,
003
0,
0
0,0
01
0,0
75
0,
0
1000
-
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Como se puede observar en la grafica anterior, esta curva de diseo se
encuentra ms prxima a la gradacin deseada, los vacos que quedaron
cuando se planteo solo el uso de piedra y arena fueron llenados por el
arrocillo, de manera tal que el cemento cumplir su funcin de unir partculas
y no la de rellenar espacios, por lo cual se decide proseguir usando esos
porcentajes de agregados finos y agregados gruesos para realizar el diseo
de mezcla.
Pesos especficos de agregados
Los pesos especficos de los agregados fueron proporcionados
directamente por la empresa de concreto premezclado SOMIX, C.A., la Tabla
IV.8 muestra los valores de los pesos especficos de los agregados a usar en
el diseo de mezcla propuesto:
Peso Especifico
Piedra 2,69Arrocillo 2,68
Arena 2,65
Cemento 3,11
Agua 1
Tabla IV.8 Extrado de: Departamento Control De Calidad SOMIX C.A.
Dosificacin a usar en el diseo de mezcla
-
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Ya con los pesos especficos de los materiales que se utilizaran en el
diseo de mezcla se procede a hacer uso de la siguiente ecuacin:
En nuestro caso no sabemos las proporciones de agregados que vamos a
usar, salvo el cemento y el agua, pero si tenemos los porcentajes que fueron
decididos previamente cuando se diseo la curva integral, quedndonos la
ecuacin de la siguiente forma:
En la Tabla IV.9 se presentan las cantidades de materiales a usar para un
metro cubico de concreto en el diseo de mezcla tipo patrn y mezcla
usando la microslice de partculas gruesas, como se haba explicado en el
CAPITULO III, basndonos en lo escrito en la norma ACI-234R la cual
explica los usos del humo de la microslice en el concreto, se usara una
proporcin del 10% de sustitucin de microslice de partculas gruesas por
cemento:
Mezcla PatrnMezcla con Microslicede Partculas Gruesas
PIEDRA 1" (Kg.) 876 870
ARROCILLO DE 3/8-0 (Kg.) 398 395
-
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ARENA VOLCAN (Kg.) 619 615
CEMENTO TIPO I (Kg.) 307 276
MICROSILICE GRUESA (Kg.) 31
AGUA (Lts) 180 180
AD. WRDA 79 (Cm3) 855 855
AD.DARATARD - 17 (Cm3) 748 748
AIRE ATRAPADO (%) 1,5 1,5
VOLUMEN TOTAL (LTS) 1000 1000
ASENTAMIENTO (PULG.) 3.5 3,5
DENSIDAD (KGS/MTS3) 2379 2397
Tabla VI.9 Extrado de: Departamento Control De Calidad SOMIX C.A.
Valores de Absorcin y Humedad
La Tabla VI.10 muestra los valores por absorcin y humedad que son
considerados a la hora de realizar los agregados, estos valores fuerondirectamente proporcionados por la empresa SOMIX, C.A., en nuestro caso
puntual las muestras de agregados tanto finos como gruesos fueron
previamente secadas para de esta manera no considerar la variacin que
pueda presentarse en las proporciones de mezclas debido a la humedad del
material:
ABSORCION HUMEDAD
ABSORCION Y HUMEDAD PIEDRA DE 1/2" (%) 0,6 0
ABSORCION Y HUMEDAD ARROCILLO (%) 1,3 0
ARENA VOLCAN (%) 1 0
ABSORCION Y HUMEDAD ARENA ORINOCO (%) 1 0
VOLUMEN (MTS.3) 1 0,04
-
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Tabla IV.10 Extrado de: Departamento Control De Calidad SOMIX C.A.
Ajustando la cantidad de concreto que se mezclara por la capacidad del
trompo a unos 40 litros o 0.04 metros cbicos de concreto se obtienen las
cantidades de agregados y cemento que se usaran, las Tablas IV. 11 y IV.12
muestran las proporciones para hacer la mezcla tipo patrn y la mezcla de
microslice de partculas gruesas, respectivamente.
Proporciones mezcla patrn
PIEDRA 1" (Kg) 34,81
ARROCILLO DE 3/8-0 (Kg) 15,72
ARENA VOLCAN (Kg) 24,50
CEMENTO TIPO I (Kg) 12,28
MICROSILICE GRUESA (Kg) 0,00
AGUA (L) 7,86
AD. WRDA 79 (cm3) 34,21
AD.DARATARD - 17 (cm3) 29,93
AIRE ATRAPADO (%) 2,00
VOLUMEN TOTAL (L) 40,00
ASENTAMIENTO (PULG.) 3,50
Tabla IV.11 Extrado de: Departamento Control De Calidad SOMIX C.A.
Proporciones mezcla de microslice de partculas gruesas
PIEDRA 1" (Kg) 34,57
ARROCILLO DE 3/8-0 (Kg) 15,62
-
7/25/2019 Informe preliminar de pasantias uso de la microsilice de particulas gruesas en un diseo de mezcla de concreto
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ARENA VOLCAN (Kg) 24,34
CEMENTO TIPO I (Kg) 11,04
MICROSILICE GRUESA (Kg) 1,24
AGUA (L) 7,85
AD. WRDA 79 (cm3) 34,21
AD.DARATARD - 17 (cm3) 29,93
AIRE ATRAPADO (%) 2
VOLUMEN TOTAL (L) 40,00
ASENTAMIENTO (PULG.) 3.5
Tabla IV. 12 Extrado de: Departamento Control De Calidad SOMIX C.A.
Asentamiento
Una vez obtenidos las proporciones de materiales a usar se procede a
preparar la mezcla de concreto en el trompo mezclador marca CSM,
definiendo que los asentamientos obtenidos deberan estar entre 3,5 0,5
pulgadas, a travs del uso del cono de Abrams y siguiendo los procesos
establecidos en la norma 339-2003 se determina el asentamiento de la
mezcla patrn numero 1, obtenindose el siguiente resultado.
Asentamiento
Mezcla Patrn 1 5,5"
A pesar que esta mezcla no cumpli con el asentamiento deseado se
decide conservarla para calcular su resistencia a la compresin, a pesar que
estos valores no sern usados en la comparacin final, debido a las
limitaciones en cuanto al tiempo que la empresa poda proveer el trompo y la
cantidad de moldes disponibles esta mezcla es repetida nuevamente el
jueves de esa misma semana, este asentamiento obtenido indica que debe
-
7/25/2019 Informe preliminar de pasantias uso de la microsilice de particulas gruesas en un diseo de mezcla de concreto
32/50
hacerse una correccin en la cantidad de agua a usarse en la mezcla tipo
patrn, la cual se toma en consideracin a la hora de repetirse esta mezcla.
Al realizarse la otra muestra tipo patrn esta vez basndonos en la
experiencia del jefe de control de calidad el seor Wilfredo, se decide no
utilizar toda el agua y dejar un sobrante de esta, el sobrante es de 600 ml de
agua, cuando se realiza la prueba de asentamiento mediante el cono de
Abrams se obtiene el siguiente resultado:
Asentamiento
Mezcla Patrn 3,5"
En la tabla IV.4 se muestran los valores obtenidos al realizar los ensayos
de asentamiento en las distintas mezclas de concreto pautadas.
Tipo de Mezcla HORAASENT.
(plg)FECHA DE
TOMAOBSERVACIONES
Mezcla Patrn 1 12:30 5,5" 16/11/2015 Exceso de Agua en el diseo
Mezcla Patrn 2 1:15 3,5" 18/11/2015 Se dej 600 ml de agua sobrante
Mezcla Patrn 3 9:50 4" 19/11/2015 Se us 7,26 litros de agua
Mezcla Patrn 4 9:05 3,5" 20/11/2015 Se us 7,26 litros de agua
Tabla IV.14 Extrado de: Departamento Control De Calidad SOMIX C.A.
En la Tabla IV.15 se muestran los asentamientos valores obtenidos a los
ensayos de asentamiento realizados a la mezcla con microslice de partculas
gruesas, se especifica el da que se tom la muestra, la hora en que la
muestra fue tomada, la edad (das) a la que ser ensayado a la compresin:
-
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Tipo de Mezcla HORAASENT.
(plg)FECHA DE
TOMA
Mezcla Microslice de Partculas Gruesas Numero1
13:40 4" 16/11/2015
Mezcla Microslice de Partculas Gruesas Numero
2 9:10 4" 18/11/2015Mezcla Microslice de Partculas Gruesas Numero
310:00 4" 20/11/2025
Tabla IV.15 Extrado de: Departamento Control De Calidad SOMIX C.A.
Como se puede observar en las tablas anteriormente expuestas, debido al
nmero limitado de moldes, se decide usar uno de los moldes que se
ensayaran a 7 das para hacer un ensayo a 14 das, por sugerencia del tutor
acadmico el Ingeniero Rafael Angarita. La Norma COVENIN 1976-2003
indica que para determinar la desviacin de laboratorio en una probeta se
necesita un mnimo de 2 muestras. Por lo expuesto anteriormente solo se
obtendr la desviacin de laboratorio a los 28 das de obtenida la muestra de
concreto.
Ensayos a concreto endurecido
Una vez cumplidos los tiempos se procedieron a realizar los ensayos a
compresin para determinar la resistencia del concreto, debido a las
limitantes antes mencionadas en cuanto al, tiempo que la empresa pudo
proveer el trompo mezclador, la cantidad de moldes limitado que tenia la
empresa durante el periodo de pasantas que era de solo 10 moldes, la
desviacin estndar solo pudo ser calculada a los 28 das.
-
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En la Tabla IV.16 se detallan los valores obtenidos de la mezcla de
microslice de partculas gruesas como la mezcla tipo patrn, en ella se
detalla, el rea del cilindro, el peso de la probeta cilndrica con estos valores
se obtuvo la densidad de cada una de las probetas cilndricas ensayadas,
tambin en esta misma tabla se describe el volumen de cada una de las
probetas cilndricas, la carga en kilogramos que soporto cada una de ellas a
las diferentes edades de ensayos, as como la resistencia obtenida.
Tabla IV.16: Resistencias obtenidas. Fuente: Extrado departamento de
control de calidad de SOMIX, C.A.
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En la Tabla IV.17 se muestran los valores promedios de las mezclas
patrn y la mezcla con microslice de partculas gruesas. Con los valores de
resistencia a los 28 das se hace uso de la frmula 6.6b (Anexo 3) expresada
en el Capitulo VI del Manual del Concreto (Porrero, Salas Jimnez, Ramos,
Grases y Velazco), para determinar la relacin agua/cemento de nuestro
diseo de mezcla.
Mezcla Patrn
(kg/cm2)
Mezcla Microslice de Partculas
Gruesas (kg/cm2)
3 Das 248 180
7 Das 307 23814 Das 349 282
28 Das 394 329
Tabla IV.17: Promedios de resistencias por tipo de mezcla. Fuente:
Extrado control de calidad de SOMIX, C.A.
Debido a que el tiempo no era suficiente, no se pudieron hacer ensayos a
compresin a 90 das por lo cual se usara la frmula 6.8b (Anexo 4) que esta
especificada en el Capitulo VI de el Manual del Concreto (Porrero, Salas
Jimnez, Ramos, Grases y Velazco) esta formula viene dada por la Ley de
Abrams, y con ella se obtendr un estimado de la resistencia del concreto a
los 90 das.
Dividiendo la resistencia promedio de las Mezclas Patrones y las Mezclas
de Microslice de partculas gruesas entre la resistencia estimada a los 90
das se puede obtener la razn, dividiendo cada resistencia obtenida a los 28
das entre la razn se puede obtener la resistencia a los 90 das de cada
-
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diseo de mezcla, en la Tabla IV.18 se muestran las razn estimada, en la
Tabla IV.19 se muestran las resistencias esperadas de la mezcla tipo patrn
y la mezcla con microslice de partculas gruesas, en la Tabla IV.20 se
muestran los valores reales de la razn del concreto:
RESUMEN DE ENSAYOS RAZON 3DT RAZON 7DT RAZON 28DT
MEZCLA PATRON 2 0,5 0,7 0,9
MEZCLA PATRON 3 0,5 0,7 0,9
MEZCLA PATRON 4 0,5 0,7 0,9
MEZCLA CON MSG-1 0,3 0,56 0,85
MEZCLA CON MSG-2 0,3 0,56 0,85
MEZCLA CON MSG-3 0,3 0,56 0,85Tabla IV.18 razn del concreto estimada. Fuente: Departamento de control de
calidad SOMIX, C.A.
RESUMEN DEENSAYOS
R3D R7D R28D R28DP3D R28DP7D
MEZCLA PATRON 2226
kgf/cm2291
kgf/cm2388
kgf/cm2453
kgf/cm2415
kgf/cm2
MEZCLA PATRON 3273
kgf/cm2
306
kgf/cm2
380
kgf/cm2
546
kgf/cm2
438
kgf/cm2
MEZCLA PATRON 4
245kgf/cm2
323kgf/cm2
414kgf/cm2
491kgf/cm2
461kgf/cm2
MEZCLA CON MSG-1184
kgf/cm2247
kgf/cm2327
kgf/cm2613
kgf/cm2442
kgf/cm2
MEZCLA CON MSG-2158
kgf/cm2221
kgf/cm2317
kgf/cm2525
kgf/cm2394
kgf/cm2
MEZCLA CON MSG-3197
kgf/cm2246
kgf/cm2344
kgf/cm2657
kgf/cm2439
kgf/cm2Tabla IV.19 resistencias proyectadas. Fuente: Departamento de control de
calidad SOMIX, C.A.
-
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RESUMEN DE ENSAYOS RAZON 3DR RAZON 7DR
MEZCLA PATRON 2 0,6 0,7
MEZCLA PATRON 3 0,7 0,8
MEZCLA PATRON 4 0,6 0,8
MEZCLA CON MSG-1 0,6 0,8
MEZCLA CON MSG-2 0,5 0,7
MEZCLA CON MSG-3 0,6 0,7Tabla IV.20: Valores Reales de la razn del concreto. Fuente: Extrado
departamento de control de calidad SOMIX, C.A.
A continuacin se representan mediante graficas los valores obtenidos, la
Grafica IV.17 muestra los valores obtenidos por las Mezclas Patrn, la
Grafica IV.18 los valores de la Mezcla con Microslice de Partculas Gruesas,
en la Grafica IV.19 se muestra una comparacin entre los promedios de la
Mezcla Patrn (tomando en cuenta solo aquellas que cumplieron con el
asentamiento requerido) y la Mezcla de Microslice de Partculas Gruesas.
Grafica IV.17: Resistencias mezcla Patrn. Fuente: Extrado
departamento de control de Calidad SOMIX, C.A.
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
0 5 10 15 20 25 30
Resistenciakgf/cm2
Edad (das)
Grfico Resistencia Mezcla Patrn
PAT-1 PAT-2 PAT-3 PAT-4
-
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Grafica IV.18: Resistencias Mezcla Microslice Gruesa. Extraido:
Departamento de control de Calidad SOMIX, C.A.
Grafica IV.19: Resistencias Promedio, Mezcla Patrn y Mezcla con
Microslice gruesa. Extrado: Departamento de control de Calidad SOMIX,
C.A.
184
247282 327
158
221
282 317
197
246282
344
-50
0
50
100
150
200
250
300
350
400
0 5 10 15 20 25 30
Resistenciakgf/cm2
Edad (das)
Grafico Resistencia Mezcla Microsilice Gruesa
MSG-1 MSG-2 MSG-3
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
0 5 10 15 20 25 30
ResistenciaObtenidaK
gc/cm2
Edad (das)
Resistencias Promedio
PAT-PROM MSG-PROM
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Como se explic anteriormente por la limitante en el nmero de moldes,
tiempo que la empresa poda poner a nuestra disposicin el trompo mezclado
y el tiempo de desarrollo de la pasanta, no pudo realizarse la cantidad de
pruebas que se queran en un principio. Usando las siguientes formulas:
Cuadro IV.2: Desviacin tpica, formula extrada de la Norma COVENIN
1976-2003.
Cuadro IV.3: Desviacin estndar muestral, formula extrada de la NormaCOVENIN 1976-2003.
El factor k, sale de la siguiente tabla:
Se = k . d
Donde:
Se: desviacin estndar muestral.
d: es el rango.
Donde:
Xi: es un valor cualquiera.
: es el promedio.
n: es el nmero de datos.
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Cuadro IV.4: Valores Factor k, extrado: Norma COVENIN 1976-2003.
Cuadro IV.5: Coeficiente de variacin extrado: Norma COVENIN 1976-
2003.
Los valores mostrados en el Cuadro IV.6 denotan los tipos de controles
esperados tanto en obra como en laboratorio, estos limites nos indican en
que rango de aceptacin se encuentra la desviacin estndar (Se) calculada
previamente.
Cuadro IV.6 Desviaciones estndar de los ensayos Se, en Kg/cm2,
extrado de: Norma COVENIN 1976-2003.
Donde:
v: coeficiente de variacin. s: desviacin estndar.
: promedio.
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Con estos parmetros estadsticos se procede a determinar la desviacin
tpica del diseo de mezcla a los 3, 7, 14 y 28 das de ensayos, la desviacin
de laboratorio de las mezclas evaluadas a 28 das y el coeficiente de
desviacin de las mezclas a 28 das. En la Tabla IV.21 se muestra la
desviacin de laboratorio de las mezclas de concreto tipo patrn y con
microslice de partculas gruesas a los 28 das, la Tabla IV.22 muestra el
coeficiente de variacin obtenido por esos ensayos, la Tabla IV.23 muestra
los valores obtenidos de desviacin tpica de todas las probetas separadas
por los das en la que fueron ensayadas.
Desviacin de laboratorio a 28 das
PAT-2 PAT-3 PAT-4 MSG-1 MSG-2 MSG-3
7,5 1,7 4,7 0,3 27,9 2,7
Usual Excelente Excelente Excelente Malo Excelente
Tabla IV.21 Desviacin de laboratorio. Fuente: Departamento de control
de Calidad SOMIX, C.A.
Coeficiente de variacin a 28 das
PAT-2 PAT-3 PAT-4 MSG-1 MSG-2 MSG-3
1,9 0,4 1,2 0,1 8,5 0,8
Tabla IV.22 Coeficiente de variacin. Fuente: Departamento de control de
Calidad SOMIX, C.A.
Desviacin tipica a 3 das Desviacin tipica a 7 das Desviacin tipica a 14 das Desviacin tipica a 28 das
42 40 38 38Tabla IV.23 Desviacin tpica. Fuente: Departamento de control de Calidad
SOMIX, C.A.
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Como se pudo observar en la tabla de resistencias obtenidas y la tabla de
las resistencias que se haban proyectado obtener la mezcla con microslice
gruesa est muy por debajo de las proyecciones realizadas, esto se debe a
que la razn real obtenida es mayor que la razn proyectada, esto se debe a
que el factor k de sustitucin de la microslice de partculas gruesas acta de
una manera muy diferente al de la microslice de partculas finas, por lo cual
se debe calcular el factor k de sustitucin de la microslice de partculas
gruesas.
Este valor por lo general se calcula haciendo uso de la siguiente ecuacin:
Dnde:
: Relacin agua/cemento.
A: Cantidad de agua usada en la mezcla.
C: Cantidad de cemento usada en la mezcla.
MS: Cantidad de Microslice usada en la mezcla.
k: Factor de eficiencia.
De esta ecuacin se despeja el valor k y con l se obtiene la eficiencia
de la microslice como sustituto de cemento lo cual nos dara la proporcin en
cuanto a masa que pudo sustituir la microslice el cemento. Esta ecuacin
solo es vlida cuando en ambos diseos de mezclas se usa la misma
cantidad de cemento, por lo cual no es validad para determinar el valor k
que estamos buscando.
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Un estudio realizado por H.S. Wong y H. Abdul Razak (2005) de la
Universidad de Malaya - Malasia, presenta la ecuacin que se expone en el
Cuadro IV. 7.
Cuadro IV.7: Ecuacin para determinar el factor k. Fuente: Extrado:
Efficiency of calcined kaolin and silica fume as cement replacement material
for strength performance (2005).
De esta ecuacin se obtiene que el valor de kser igual al valor obtenido
de la fuerza relativa, ya que C-C ser igual a P, eso quiere decir que si Rs
es mayor que 1, el material puzolana tendr una mayor resistencia que el
cemento, si Rs es igual a 1 el material evaluado tiene la misma eficiencia del
cemento por lo cual puede ser sustituido en 1 a 1 por cemento, si en cambio
tiene un valor menor a 1, esto quiere decir que el material tiene un menor
rendimiento al cemento dado que apenas puede sustituir menos de un
kilogramo de cemento.
Dnde:
k: Factor de eficiencia.
Rs: Resistencia relativa.
C: Cantidad de cemento de la mezcla de control o patrn.
C: Cantidad de cemento usado en la mezcla con
microslice o cualquier material puzolana.
P: Cantidad de material puzolana usado en la mezcla.
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se encuentra en la pagina 116 del Manual del concreto Armado, Porrero,
Salas Jimnez, Ramos, Grases y Velazco (2006):
Dnde:
: Relacin agua/cemento.
: Resistencia obtenida a los 28 das.
De esta manera se obtienen los siguientes valores expresados en la Tabla
IV.24:
RelacinAgua/CementoMezcla Patrn
Relacin Agua/Cemento MezclaMicroslice de Partculas
Gruesas
0,38 0,46
Tabla IV.24 Relaciones Agua/Cemento de los diseos de mezcla. Fuente:
Elaborado por Andrs R.
Con estos valores se estima cual habra sido la Resistencia obtenida a los
90 das con la siguiente ecuacin que tambin se encuentra en la pgina 116
del Manual del Concreto Armado, Porrero, Salas Jimnez, Ramos, Grases y
Velazco (2006):
Obtenindose los valores expresados en la tabla IV.25:
R90 Das PAT R90 Das MSG
447,79 kgf/cm2 380,28 kgf/cm2
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Tabla IV.25 Resistencias proyectadas a 90 das. Fuente: Elaborado por
Andrs R.
La Norma COVENIN 1976-2003, especifica que un diseo de mezcla para
ser aceptado, debe cumplir con dos criterios especficos, el primero de ellos
indica que la media de cada tres ensayos debe ser mayor que el F c: X3 Fc,
indicando adems que de no cumplirse este criterio no se rechaza el diseo
esto indica que debe ser ajustado. El segundo criterio indica que todos y
cada uno de los ensayos realizados debe ser igual o mayor que la resistencia
especificada disminuida en 35kgf/cm2: xi Fc 35 kgf/cm2. Se procede a
calcular el Fc, usando la ecuacin expresada en el cuadro IV.9:
Cuadro IV.9: Resistencia media. Fuente: Extrado de COVENIN 1976-
2003
La misma norma nos indica que el ndice tipificado de probabilidad debe
considerarse en un 9%, para este valor tenemos que Z es igual a 1,341. La
desviacin estndar fue asumida en un 40 kgf/cm2 y el Fcr es igual a 394
kgf/cm2. Por lo cual se define que Fces igual a 340 kgf/cm2. En la tabla IV.24
Dnde:
Fcr: resistencia media.
Fc: resistencia especificada en el diseo.
Z: ndice tipificado de probabilidad.
: desviacin estndar del universo.
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se muestran los resultados obtenidos al evaluar los criterios de aceptacin en
las Tablas IV.25 y Tablas IV.26:
FC Diseo 340 kgf/cm2FCPAT2 388 kgf/cm2 Promedio de Cada 3 Primer Criterio de Aceptacin
FCPAT3 380 kgf/cm2 394 kgf/cm2 Mayor que Fc, cumple
FACPAT4 414 kgf/cm2 374 kgf/cm2 Mayor que Fc, cumple
FCMSG1 327 kgf/cm2 353 kgf/cm2 Mayor que Fc, cumple
FCMSG2 317 kgf/cm2 329 kgf/cm2 Menor que fc, no cumple
FCMSG3 344 kgf/cm2
Tabla IV.25 Resultados obtenidos por por primer criterio de aceptacin.
Fuente: Elaborado por Andrs R.
FC Diseo 340 kgf/cm2
FC Disminuido 305 kgf/cm2 Segundo criterio de aceptacin
FCPAT2 388 kgf/cm2 Mayor que Fc Disminuido Cumple
FCPAT3 380 kgf/cm2 Mayor que Fc Disminuido Cumple
FACPAT4 414 kgf/cm2 Mayor que Fc Disminuido Cumple
FCMSG1 327 kgf/cm2 Mayor que Fc Disminuido Cumple
FCMSG2 317 kgf/cm2 Mayor que Fc Disminuido CumpleFCMSG3 344 kgf/cm2 Mayor que Fc Disminuido Cumple
Tabla IV.26 Segundo criterio de aceptacin. Fuente: Elaborado por Andrs
R.
En un diseo de mezcla de concreto que use 307 kilogramos de cemento
se puede sustituir 26 kilogramos de cemento usando 31 kilogramos de
microslice de partculas gruesas cumpliendo con los criterios de aceptacin
especificados en la Norma COVENIN 1976-2003. SOMIX, C.A. compra el
cemento Tipo I a granel, esta presentacin tiene un valor de 3000 bsf, esto
quiere decir que cada kilogramo de cemento estara valorado en 3 bsf, la
microslice fina que usualmente la comerciada por la Ferroatlntica de
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Venezuela se vende en 500 la tonelada, eso quiere decir que el kilo de
microslice fina tiene un valor de 0.5 bsf por kilogramo. Eso quiere decir que
en esta mezcla se sustituiran 26 kilogramos de cemento con un valor de 78
bsf por 31 kilogramos de microslice de partculas gruesas con un valor de
15,5 bsf ahorrando 62,5 bsf por mezcla.
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CAPITULO V
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
CONCLUSIONES
- La microslice de partculas gruesas puede ser usada en el diseo de
concreto premezclado en sustitucin de cemento sin que este pierda
su resistencia, a pesar que la resistencia es menor que la mostrada en
una mezcla estndar, esta se encuentra entre los parmetros de
aceptacin indicados en al COVENIN 1976-2003.
- La resistencia a la compresin obtenida por los cilindros de mezcla de
microslice de partculas gruesas fue menor a la proyectada, esto se
debe a que el 78% de microslice de partculas gruesas queda retenida
en el tamiz numero 200, a diferencia de la microslice de partculas
finas de la cual solo se retiene un 2% en el tamiz nmero 200.
- El factor k de sustitucin de microslice de partculas gruesas sobre el
cemento es menor al de la microslice normal, por lo cual en una
mezcla de concreto que se quiera usar la microslice de partculas
gruesas para sustituir parte del cemento se debe usar una mayor
cantidad de microslice que la que fue usada en estos experimentos.
- A diferencia de un concreto estndar, el elaborado con microslice de
partculas gruesas tendr una menor resistencia inicial en los primeros
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das, por lo cual para aprobar o no su desencofrado en obra a los 14
das se deben realizar las pruebas de resistencia a la compresin
pertinentes.
- En un diseo de mezcla que use 307 kilogramos de cemento se puede
usar 31 kilogramos de microslice de partculas gruesas logrando un
factor kde eficiencia de 0.83.
RECOMENDACIONES
- Realizar ms pruebas a la microslice de partculas gruesas que
permitan determinar a fondo su composicin qumica y fsica, pruebas
que no se pudieron realizar por falta de tiempo y materiales.
- Hacer ensayos que permitan determinar si la microslice de partculas
gruesas puede ser usada en un 30% de sustitucin del peso total de
cemento de igual manera que puede ser usada la microslice de
partculas finas, segn lo descrito en la norma ACI 234R-94.
- Al trabajar con la microslice de partculas gruesas verificar si esta se
encuentra libre de impurezas que puedan afectar su rendimiento final.
- Efectuar ensayos de peso unitario, tiempo de fraguado y dems
ensayos que por cuestiones de tiempo y limitaciones en cuanto a
equipos disponibles en el laboratorio no pudieron ser realizados
durante el periodo de pasantas.
- Elaborar un nuevo diseo de mezcla en donde se usen 38 kilogramos
de microslice de partculas gruesas para sustituir 31 kilogramos decemento para evaluar el factor kde eficiencia y comprobar si con esta
proporcin se consigue sustituir el cemento en una proporcin 1 a 1
por microslice de partculas gruesas.