1. INTRODUCCION2. OBJETIVOS DE LA PRCTICA

3. DOSIFICACION TEORICA

A continuacin se presenta la dosificacin de las tres mezclas de concreto para un volumen de 1m3.Tabla 1. DOSIFICACION DE MEZCLAS DE CONCRETO.MarcaTipoP.E.

CementoSolI3.15

T.M.M.F.P.U.P.E.SecoWaWo

Arena---2.921.6202.6301.201.67

Piedra1---1.5102.6700.670.45

Mezcla AMezcla BMezcla C

a / A0.450.450.45

W / C0.50---0.50---0.50---

Agua(kg)2000.2002000.2002000.200

Cemento(kg)4000.1274000.1274000.127

Aire---0.015---0.015---0.040

Arena gruesa(kg)7790.2967790.2967490.285

Piedra(kg)9662200

POLYHEED 770R (ml)5.5ml/kg cem.4000

RHEOBUILD 1000 (ml)10ml/kg cem.520

MICRO AIR 920 (ml)1.3ml/kg cem.

23451.00023451.00022791.000

Luego de conocer los valores del proporcionamiento de la mezcla, se procede a realizar la correccin por humedad de los materiales de las tres mezclas. Los materiales que sufrirn alteraciones debido a la humedad son los siguientes: la arena gruesa, la piedra, y el agua. Adems se deber calcular la cantidad de aditivo necesario para las tres mezclas.

Para la mezcla A se utilizara el aditivo plastificante POLYHEED 770R, para la mezcla B el aditivo superplastificante RHEOBUILD 1000 y para la mezcla C el aditivo incorporador de aire MICRO - AIR 920.

A continuacin se presenta la correccin por humedad de la mezcla A y el clculo de la cantidad aditivo que le corresponde. Los procedimientos que sern descritos son los mismos que se debern emplear para las otras mezclas.

ARENA GRUESA:

Para la calcular la correccin de por humedad de la arena se procede a utilizar la siguiente expresin:

Dnde:

Af: Peso de la arena gruesa corregidaAo: Peso de la gruesa inicialWo: Porcentaje de humedad naturalCalculo:

. PIEDRA:

Para la calcular la correccin de por humedad de la piedra se procede a utilizar la siguiente expresin:

Dnde:

Pf: Peso de la arena gruesa corregidaPo: Peso de la gruesa inicialWo: Porcentaje de humedad naturalCalculo:

. ADITIVO:

Para el clculo de la cantidad de aditivo se procede a utilizar la siguiente expresin:

Dnde:

Ad: Cantidad de aditivo

Calculo:

AGUA:

Para la calcular la nueva cantidad de agua, debido a que ha sido alterada por la humedad de los agregados, se procede a utilizar la siguiente expresin:

Dnde:

Wf: Peso del agua corregido por la humedad de los agregados.Wo: Peso del agua inicial.Ao: Peso de la arena gruesa inicial.Po: Peso de la gruesa inicial.Wo: Porcentaje de humedad natural.Wa: Porcentaje de absorcin.

Calculo:

.

Luego se deber quitar una cantidad de agua que ser reemplaza por el aditivo, para no afectar a las propiedades del concreto. Para ello se utilizara la siguiente expresin:

Dnde:

Wf: Peso del agua finalWf: Peso del agua corregido por la humedad de los agregados. Ad: Cantidad de aditivoCalculo:

A continuacin se presenta una tabla con los resultados finales de la correccin por humedad y la cantidad de aditivo de las tres mezclas para un volumen de mezcla de 1.000 m3.Tabla 2. DOSIFICACION CORREGIDA DE MEZCLAS DE CONCRETO.Mezcla AMezcla BMezcla C

Agua(kg)196.264194.464198.006

Cemento(kg)400400400

Aire---------

Arena gruesa(kg)792.009792.009761.508

Piedra(kg)970.347970.347934.185

POLYHEED 770R (ml)2200

RHEOBUILD 1000 (ml)4000

MICRO AIR 920 (ml)520

En el laboratorio se cuenta con una maquina mezcladora con una capacidad para mezclar un volumen de 0.03 m3. Por ello es necesario ajustar los valores hallados multiplicando respectivamente a cada material por el factor de 0.03. Finalmente, se muestra la tabla con el proporcionamiento que se ajusta a la maquina mezcladora del laboratorio.

Tabla 3. DOSIFICACION FINAL PARA UN VOLUMEN DE 0.03 m3.Mezcla AMezcla BMezcla C

Agua(kg)5.885.835.94

Cemento(kg)12.0012.0012.00

Aire---------

Arena gruesa(kg)23.7623.7622.85

Piedra(kg)29.1129.1128.02

POLYHEED 770R (ml)66

RHEOBUILD 1000 (ml)120

MICRO AIR 920 (ml)15.60

4. MEZCLA DEL CONCRETO FRESCO

En el presente laboratorio se realizara tres mezclas de concreto (A, B y C). Luego de realizar la dosificacin del concreto y realizar los ajustes necesarios para que se adecue a la capacidad de la maquina mezcladora del laboratorio, se procede a realizar la mezcla de concreto con la ayuda del jefe de laboratorio.

Se debe tener las precauciones necesarias en el pesaje de los materiales, las cuales deben ser casi idnticas a los establecidos por la dosificacin, ya que una variacin de los pesos de los materiales puede afectar a los resultados esperados en las pruebas que se realizaran ms adelante. Asimismo se debe seguir las normas establecidas por el ASTM Y NTP.

En la mezcla A se le aadir un aditivo plastificante, para la mezcla B se le aade un aditivo superplastificante y la mezcla C un aditivo incorporador de aire.

4. 1. MATERIALES Y EQUIPOS:

Agregado grueso y agregado fino. Cemento sol tipo I (P.e.= 3.15 gr/cm3). Agua Aditivos Balanza electrnica. Mezcladora. Baldes de 20 litros de capacidad. Pala, carretilla.Ilustracin 1. Materiales necesarios para la mezcla de concreto.

4. 2. PROCEDIMIENTO:

Se realiza el pesaje de los materiales respetando el proporcionamiento de la mezcla. Se procede a pesar el agregado grueso, el agregado fino, el cemento y el agua. Para el pesaje de los materiales, se recomienda realizar con las mismas caractersticas de un balde modelo para tener una precisin ptima. Se tara la balanza con el peso del balde para obtener el peso del material directamente. Despus se procede a medir la cantidad de aditivo con la ayuda de las probetas. Una vez pesados todo los materiales, se procede a mezclarlos en la maquina mezcladora con la ayuda del jefe de laboratorio. El vaciado de los materiales debe seguir un proporcionamiento adecuado que permita que la masa sea uniforme. Se deja un poco de agua, la cual ser mezclada con el aditivo y luego se vaciara a la mezcla. El tiempo de mezclado es tres minutos como mnimo. Finalmente se procede a vaciar la mezcla en la carretilla, la cual debe esta humedecida previamente.

Ilustracin 2. Proceso para la mezcla de concreto.

5. ENSAYO REALIZADOS

5. 1 TEMPERATURA DEL CONCRETO FRESCO

Es importante realizar la medicin de la temperatura de concreto, ya que es un indicador de la calidad, tiempo de fraguado y resistencia del concreto. Sin en control de esta sera muy difcil determinar el comportamiento del concreto. Asimismo, la temperatura afecta el comportamiento de los aditivos qumicos.

En este laboratorio se midi la temperatura de tres mezclas de concreto, a las cuales se les aadieron tres tipos de aditivos respectivamente:

Mezcla 1: aditivo plastificante Mezcla 2: aditivo sper plastificante Mezcla 3: aditivo incorporador de aire

5. 1. 1 MATERIALES Y EQUIPOS:

Mezcla de concreto fresco Termmetro para concreto

Ilustracin 3. (A)Termmetro para concreto. (B) Mezcla 2 de concreto.

1. 5. 1 5. 1. 2 PROCEDIMIENTO:

Se coloc el dispositivo para medir la temperatura en el concreto fresco y se verifico que la porcin sensible este sumergida en la mezcla.

Se dej el dispositivo en la mezcla de concreto por un lapso de 10 minutos o hasta que la lectura se estabilice.

Luego se registr la temperatura del concreto fresco. Este procedimiento se realiz con las tres mezclas de concreto.

Ilustracin 4. (A)Colocacin del termmetro en la mezcla 1. (B) Lectura del termmetro luego de 10 minutos.

5. 2 ASENTAMIENTO O SLUMP DEL CONCREO FRESCO

El objetivo de la realizacin de este ensayo es determinar la consistencia del concreto. Esta esta una medida de la fluidez del concreto, la cual nos ayudara para cuantificar la trabajabilidad del concreto. Sin embargo, el revenimiento del concreto no mide directamente el contenido de agua o la trabajabilidad de una mezcla, ya que estas pueden ser alteradas sin la necesidad de aumentar la cantidad de agua, sino con el uso de aditivos o modificando cierta propiedades de los agregados.

En este ensayo se analiz el asentamiento de tres mezclas de concreto, las cuales se les aadieron aditivos qumicos diferentes. En la mezcla A se le aadi un aditivo plastificante, en la mezcla B un aditivo sper plastificante y la mezcla C un aditivo incorporador de aire.

En la mezcla A y B, adems de medir el asentamiento, se procedieron a medir la expansin diametral.

5. 2. 1 MATERIALES Y EQUIPOS:

Varilla de fierro liso y punta semiesfrica (D=5/8, L=60cm) Cono de Abrams y plancha de fierro. Carretilla con la mezcla del concreto, regla metlica. Cinta mtrica, cucharones, esponja, balde mediano, agua.

Ilustracin 5. Materiales usados para la realizacin de la prueba del slump.

5. 2. 2 PROCEDIMIENTO:

Se humedecen la parte interior del cono de Abrams y la plancha de fierro. Luego se coloca el cono sobre la plancha rgida y se sostiene firmemente en su lugar. Esto se logra parndose sobre los apoyos que se encuentran en los lados del molde. Se procede a llenar el cono en tres capas. En primera capa se llena hasta la tercera parte del volumen del molde, luego se varilla la capa 25 veces en todo su espesor y se distribuye uniformemente sobre su seccin transversal. Se comienza cerca del permetro y se varilla progresivamente en forma de espiral hasta llegar al centro. De esta misma manera se procede a llenar la segunda capa, pero la profundidad del varillado no debe exceder la primera capa, sino se penetra ligeramente. En la tercera capa, se llena hasta que el concreto este por encima de la parte superior del cono. Luego el procedimiento es el mismo. En caso de que el concreto rebalse del molde, se agrega concreto a modo de mantener un exceso por encima del cono y se contina con el conteo del varillado desde el valor alcanzado antes de agregar concreto al cono. Luego se enrasa la parte superior del cono con la varilla de compactacin. En caso de que la superficie externa del cono y la plancha de fierro se haya acumulado concreto, se procede a retirar con la ayuda de la esponja y el balde con agua. Inmediatamente se remueve el cono, levantndolo en una direccin vertical. No debe haber ningn movimiento lateral o de torsin ya que puede afectar a los resultados de la prueba. El tiempo de levantamiento no debe ser muy lardo ni muy rpido, debe de ser un tiempo corto y constante, aproximadamente dos minutos o menos. En caso de que ocurra un desplome o particin del concreto desde un lado, se desecha la prueba y se procede a realizar nuevamente y se tiene en cuenta las recomendaciones para no volver a fallar el ensayo. Finalmente se mide el revenimiento, esta es la distancia vertical entre la parte superior del cono y el centro original desplazado en la parte superior de la superficie de la mezcla.

Ilustracin 6. Procedimientos para la realizacin de la prueba del slump.

5. 3 CONTENIDO DE AIRE DEL CONCRETO FRESCO

Este ensayo tiene como objetivo determinar la cantidad de vacos de aire en el concreto, tanto incluido como atrapado. La inclusin de aire es necesaria en el concreto que estar expuesto a ciclos de congelacin y deshielo y a qumicos descongelantes.

En el presente laboratorio, la mezcla C se le aadi un aditivo incorporador de aire, por lo cual se podr medir realizando este ensayo. Con respecto a la mezcla A y B se procedern a medir el porcentaje de aire atrapado.

5. 3. 1 MATERIALES Y EQUIPOS:

Equipo para medicin del contenido de aire en concreto fresco. Martillo de goma, regla metlica para enrasar. Carretilla con mezcla del concreto. Varilla de fierro liso y punta semiesfrica (D= 5/8, L=60 cm) Cucharon, balde, agua, esponja y jeringa.Ilustracin 7. Materiales y equipos necesarios para la realizacin de la prueba del porcentaje de aire.

5. 3. 2 PROCEDIMIENTO:

Se humedece el interior del recipiente y se coloca sobre una superficie plana. Se procede a llenar el recipiente en tres capas. En la primera capa se llena el recipiente hasta la tercera parte de su volumen, luego se varilla 25 veces la capa en todo su espesor, con la varilla de acero, sin golpear con fuerza el fondo del recipiente. El varillado debe ser distribuido uniformemente en toda la seccin transversal. Una vez finalizado el varillado, se golpea la parte exterior del recipiente 15 veces con el martillo de goma, esto sirve para cerrar los huevos dejados por la varilla de compactacin. Este procedimiento se realiza para la segunda y tercera capa, penetrando la capa inferior a una profundidad aproximada de 25 mm. En la tercera capa, se agrega concreto hasta que est por encima del recipiente. Se procede a enrasar, despus de realizar la compactacin con la varilla y el martillo de goma, la superficie superior de la capa. Para el enrasado se utiliza la placa o regla de enrase. Se limpia completamente el borde del recipiente con la ayuda de la esponja. Luego se ensambla el recipiente con su tapa. Se sujeta la tapa al recipiente, la cual asegura un sellado con gran presin. Se utiliza una jeringa para inyectar agua a travs de una llave de purga hasta que el agua comience a salir de la llave de purga en el lado opuesto. Antes de esto se verifica que la vlvula y la llave de purga permanezcan abiertas. Luego se cierra la vlvula de alivio y se bombea aire hasta que las manecillas de la caratula del manmetro este sobre la lnea de la presin inicial. Se cierran las llaves de purga, y se abre la vlvula y se procede a la lectura del porcentaje de aire.Ilustracin 8.Procedimiento para la realizacin de la medicin del porcentaje de aire.

5. 4 PESO UNITARIO DEL CONCRETO FRESCO

La prueba del peso unitario del concreto fresco es una indicador importante para controlar la calidad del concreto recin mezclado. Ya que el resultado nos brindara informacin sobre si la masa volumtrica es ms baja o ms alta comparado con lo establecido por el proporcionamiento de la mezcla. Si hay una variacin de la masa volumtrica indicara un cambio en el desempeo del concreto.

Los equipos y materiales utilizados son los mismos que se usaron para la prueba del porcentaje de aire, con la diferencia que solo se utilizara el recipiente. Se agrega un nuevo equipo que es la balanza electrnica, la cual servir para pesar el recipiente lleno con la mezcla de concreto y nos permitir el clculo del peso unitario.

Con respecto al procedimiento, es casi igual a la mayora de pasos para medir el porcentaje de aire, la diferencia es que luego de enrasar la parte superior del recipiente, se proceder a pesar la mezcla de concreto junto con la olla.

5. 4. 1 MATERIALES Y EQUIPOS:

Equipo para medicin del contenido de aire en concreto fresco. (Solo se utiliza el recipiente) Martillo de goma, regla metlica para enrasar. Carretilla con mezcla del concreto. Varilla de fierro liso y punta semiesfrica (D= 5/8, L=60 cm) Cucharon, balde, agua, esponja.Ilustracin 9. Balanza digital.

Balanza digital.

5. 4. 2 PROCEDIMIENTO: Ilustracin 10. Pesaje del recipiente lleno con concreto.

Se procede a realizar los mismos procedimientos que se siguieron para la prueba del porcentaje de aire hasta enrasar la ltima capa de concreto y limpiar la parte superior del recipiente. Luego de limpiar completamente el exterior del recipiente, se procede a determinar la masa del recipiente lleno con concreto. Se calcula el peso unitario del concreto, restando el peso del recipiente vaco y dividir entre el volumen del recipiente.

6. RESULTADOS OBTENIDOS

A continuacin se presenta los resultados obtenidos de las pruebas de calidad que se realiz a las tres mezclas de concreto fresco.

Para la prueba del peso unitario del concreto se deber restar el peso del recipiente vaco y dividir entre el volumen del recipiente.

6. 1 TEMPERATURA DEL CONCRETO FRESCOTabla 4.Temperaturas de las mezclas de concreto.Mezcla AMezcla BMezcla C

Temperatura(C)24.424.524.6

6. 2 ASENTAMIENTO O SLUMP DEL CONCREO FRESCOTabla 5. Slump o Expansin diametral de las mezclas de concreto.Mezcla AMezcla BMezcla C

Slump-Expansin diametral (cm)15.549.513.6

6. 3 CONTENIDO DE AIRE DEL CONCRETO FRESCOTabla 6. Contenido de aire de las mezclas de concreto.Mezcla AMezcla BMezcla C

%Aire2.70.59.0

6. 4 PESO UNITARIO DEL CONCRETO FRESCOTabla 7. Peso unitario de las mezclas de concreto.Mezcla AMezcla BMezcla C

Peso mezcla + Recipiente (kg)20.10020.32522.030

Peso recipiente(kg)3.3323.3323.332

Peso mezcla16.76816.99318.698

Volumen recipiente (lt)7.0567.0567.056

Peso unitario2.3762.4082.650

7. RESULTADOS OBTENIDOS

En evaluacin de resultados, describiremos cualitativamente el concreto de cada una de las tres mezclas con aditivo, sealando las diferencias de comportamiento entre ellas.

En la primera mezcla el aditivo plastificante POLYHEED 770R, el concreto sufri una serie de modificaciones en sus propiedades. Por ejemplo, se observ un aumento en la fluidez de la pasta de cemento; se pudo apreciar un aumento en su revenimiento; el concreto aumento su tiempo de fraguado; mejor su calidad en cuanto a la trabajabilidad, bombeabilidad y acabado; se produjo reducciones de contracciones en su estado plstico; y se espera que el concreto posea una mejor resistencia a la compresin y flexin. Mayor resistencia al dao producido por ciclos de congelamiento y deshielo.Se recomienda cuando se requiere un fraguado lento del concreto (por ejemplo en clima clido). Este aditivo mejora los concretos bombeado, lanzado (mezclas hmedas) colocado en forma convencional.

Tambin mejora el concreto normal, reforzado, pretensado, ligero y de peso normal. Se puede usar en concreto arquitectnico, blanco y de color.

El segundo aditivo superplastificante RHEOBUILD 1000, el concreto, al igual que con la ayuda de un plastificante, sufri cambios en sus propiedades. Por ejemplo, mayor fluidez de la pasta de cemento con respecto a los otros dos aditivos; el concreto fragua de manera ms rpida; su trabajabilidad y capacidad de bombeo aumentan con respecto al aditivo plastificante; y se espera una mayor resistencia inicial y final.Adems brinda beneficios al concreto como: Menos dependencia de energa de consolidacin Menor costo de mano de obra y mayor productividad La resistencia temprana permite la aceleracin de los mtodos de construccin, resultando en conclusiones de obra en tiempos menores a los planeados Permite cambios en las especificaciones de ingeniera ya que es factible aumentar los lmites de cada libre del concreto fresco, los espesores de las coladas y temperaturas del concreto, as como ajustes econmicos en las mezclas.

Este aditivo MICRO AIR 920, se aprecian los siguientes cambios en sus propiedades: a primera instancia se observa que la mezcla es ms blanda que la convencional; el concreto mejora su manejabilidad, plasticidad y durabilidad; se reduce su resistencia con respecto a la resistencia del concreto puro. Este aditivo es recomendable para climas severos expuestos a hielo-deshielo, evitando fisuramientos. As como, para concretos que estn expuestos a cambios bruscos de temperatura.Las caractersticas y beneficios del MICRO AIR 920 son: Mejora considerablemente la estabilidad del aire retenido. Mayor resistencia al dao causado por los ciclos de congelamiento y deshielo. Mayor resistencia a la descamacin por sales para deshielo. Superior plasticidad y manejabilidad. Mejora el sistema de inclusin de aire en el concreto endurecido. Mejora la capacidad de retencin e inclusin de aire en concreto de bajo asentamiento; concreto con cenizas voladoras y con alto contenido de carbono, concreto que usa grandes cantidades de materiales finos; concreto que usa cementos con alto contenido de lcalis; concreto a alta temperatura; y concreto con extensos tiempos de mezclado. Menor permeabilidad incrementando su impermeabilidad al agua. Reduce la segregacin y el sangrado.

8. COMENTARIOS Y CONCLUSIONES

A partir de las trabajabilidades observadas en las diferentes mezclas de concreto con diversos aditivos en las dos ltimas sesiones de trabajo, se concluye que no es necesaria la inclusin de agua para conseguir una consistencia ms fluida; es ms, en ese caso, la inclusin de agua influye directamente en la reduccin de la resistencia futura del concreto endurecido, razn por la cual es muy perjudicial. Es por ello que se evidencia la importancia de los aditivos plastificantes y superplastificantes, los cuales permiten una gran variedad de ventajas en el futuro concreto endurecido como mejorar la trabajabilidad manteniendo la resistencia, mejorar la resistencia manteniendo la trabajabilidad u optimizar las cantidades de agua y cemento para conseguir menor o mayor calor de hidratacin de acuerdo a las condiciones de trabajo. Se pudo observar tambien que al usar el aditivo POLYHEED 770R el concreto retarda su fraguado inicial obteniendo as mayor trabajabilidad y obteniendo mejor calidad de acabado ya que es un reductor de agua de rango medio.Se recomienda el uso de equipos de proteccin primaria (EPPS) para los alumnos y jefes de prctica, ya que, durante el proceso de preparacin de la mezcla de concreto y de la realizacin de los ensayos, se presentan objetos punzo cortantes (como los fierros usados para apisonar), el concreto al tocar la piel humana genera a corto plazo quemaduras (razn por la cual son necesarios guantes), los pesos de las materias primas superan, usualmente, los 15 kilogramos (razn por la cual debe usarse arneses) y otra gran variedad de factores de riesgo para la salud y el bienestar.