tecnología del concreto

19-11-2014 19-11-2014

TECNOLOGÍA DEL CONCRETO

Vitucho Cruz [NOMBRE DE LA EMPRESA]

Ing. Shirley Carrillo Siancas

INFORME FINAL LABORATORIO

Responsables:

Cruz Quiroz Victor Manuel

Fustamante Sanchez Franklin

Palinginis Goffin Jonathan

Romero Rojas Gregory

PIURA

2014

1

Contenido

1 Introducción ........................................................................................................................................ 3

2 Resumen .............................................................................................................................................. 4

3 Objetivos ............................................................................................................................................. 4

3.1 Objetivos generales ..................................................................................................................... 4

3.2 Objetivos específicos .................................................................................................................. 4

4 Normas ................................................................................................................................................ 4

4.1 Normas caracterización de agregados .......................................................................................... 4

4.2 Normas evaluación del concreto fresco ........................................................................................ 4

4.3 Normas ensayos de compresión ................................................................................................... 4

5 Caracterización de agregados ............................................................................................................... 5

5.1 Agregado grueso ......................................................................................................................... 5

5.1.1 Granulometría ........................................................................................................................ 5

5.1.2 Peso unitario suelto ................................................................................................................. 6

5.1.3 Peso unitario varillado ............................................................................................................ 7

5.1.4 Contenido de humedad ........................................................................................................... 7

5.1.5 Gravedad específica y capacidad de absorción ......................................................................... 8

5.2 Agregado fino ............................................................................................................................. 9

5.2.1 Granulometría ........................................................................................................................ 9

5.2.2 Peso unitario suelto ............................................................................................................... 10

5.2.3 Peso unitario varillado .......................................................................................................... 11

5.2.4 Contenido de humedad ......................................................................................................... 11

5.2.5 Gravedad específica y capacidad de absorción ....................................................................... 12

6 Concreto fresco .................................................................................................................................. 13

6.1 Diseño de mezcla ...................................................................................................................... 13

6.1.1 Mezcla ................................................................................................................................. 13

6.2 Medición de slump ................................................................................................................... 14

6.2.1 Equipo .................................................................................................................................. 14

6.2.2 Procedimiento ...................................................................................................................... 15

6.2.3 Resultados ............................................................................................................................ 15

6.3 Densidad del concreto fresco ..................................................................................................... 15

6.3.1 Equipo .................................................................................................................................. 15

6.3.2 Procedimiento ...................................................................................................................... 16

6.3.3 Resultados ............................................................................................................................ 17

6.4 Porcentaje de aire ...................................................................................................................... 17

6.4.1 Equipo .................................................................................................................................. 17

6.4.2 Procedimiento ...................................................................................................................... 17

6.4.3 Resultados ............................................................................................................................ 18

6.5 Elaboración de probetas cilíndricas ........................................................................................... 18

6.5.1 Equipo .................................................................................................................................. 18

2

6.5.2 Procedimiento ...................................................................................................................... 19

6.6 Temperatura del concreto .......................................................................................................... 19

6.6.1 Equipo .................................................................................................................................. 19

6.6.2 Procedimiento ...................................................................................................................... 19

6.6.3 Resultados ............................................................................................................................ 20

6.7 Resumen y comentario de resultados ......................................................................................... 20

7 Concreto endurecido .......................................................................................................................... 21

7.1 Curado...................................................................................................................................... 21

7.1.1 Procedimiento ...................................................................................................................... 21

7.1.2 Importancia de añadir cal al agua .......................................................................................... 21

7.2 Ensayo a compresión ................................................................................................................ 22

7.2.1 Resumen .............................................................................................................................. 22

7.2.2 Tolerancias de tiempo ........................................................................................................... 22

7.2.3 Velocidad de carga ............................................................................................................... 22

7.2.4 Tipos de fractura ................................................................................................................... 22

7.2.5 Cálculos ............................................................................................................................... 23

7.2.6 Evaluación de resultados ....................................................................................................... 23

8 Conclusiones ..................................................................................................................................... 24

3

1 Introducción

En la actualidad son un sin número de elementos estructurales con que el ingeniero civil cuenta a su disposición,

para que de manera óptima y consiente elija la más ideal para llevar a cabo una construcción adecuada; basando

esta elección en el tipo de carga que va a resistir.

Es por esto que es de vital importancia antes de ejecutar cualquier proyecto, realizar todo tipo de ensayos y

pruebas a través de las cuales se pueda determinar el comportamiento de los elementos a la hora de la

implementación de las estructuras.

En el campo de la ingeniería civil se encuentran numerosos ensayos como el ensayo a compresión, el cual a lo

largo de todas las sesiones de laboratorio se fueron realizando. Como resultado final de la totalidad de los

ensayos, se determinó qué tan resistente es un concreto cuando este es sometido a una fuerza axial y los

esfuerzos y deformaciones que se generan a base de la acción de esta fuerza.

Además presentaremos de manera detallada, basada en cálculos y resultados de las pruebas de resistencia de

los diferentes ensayos a 7 y 28 días, las diferencias existentes entre las muestras de concreto elaboradas con

cemento tipo I y muestras elaboradas con cemento tipo MS; lo cual como futuros ingenieros civiles, nos

permitirá discernir para la elección adecuada del cemento, así como la realización de un buen control de calidad

y aceptación del concreto; para de esta manera llevar a cabo un trabajo seguro y de gran calidad.

4

2 Resumen

El presente informe final es el resultado del trabajo realiza a lo largo del semestre con el fin de evaluar y

comparar las propiedades entre concreto elaborado con cemento tipo I y MS tanto en su estado fresco como en

su estado endurecido. El contenido de éste se centra en la caracterización de agregados, el diseño y la

elaboración de una mezcla de concreto con ambos tipos de cemento y finalmente los resultados de ensayos a

compresión aplicados a probetas de ambos tipos de cemento. En el informe se detallan los objetivos de cada

prueba, los equipos necesarios, el procedimiento seguido y los resultados obtenidos; todo esto siguiendo las

directrices y consideraciones establecidas en la Norma Técnica Peruana, así como también se llega a

determinadas conclusiones a partir de los resultados obtenidos.

3 Objetivos

3.1 Objetivos generales

Encontrar las diferencias existentes entre muestras elaboradas de concreto con cemento tipo

I y MS, tanto en las propiedades de concreto fresco como concreto endurecido.

3.2 Objetivos específicos

Realizar la caracterización de los agregados utilizados.

Determinar las características del concreto fresco.

Comparar y evaluar los resultados de los ensayos a compresión.

4 Normas

4.1 Normas caracterización de agregados

Granulometría. NTP 400.012-2001

Peso unitario varillado y peso unitario suelto. NTP 400.017-1999

Contenido de humedad total. NTP 339.185-2002

Gravedad específica/capacidad de absorción agregado fino. NTP 400.022-2002

Gravedad específica/capacidad de absorción agregado grueso. NTP 400.021-2002

4.2 Normas evaluación del concreto fresco

Medición de slump NTP 339.035-1999

Densidad del concreto fresco NTP 339.046-2008

Porcentaje de aire NTP 339.080-1981

Elaboración de probetas cilíndricas NTP 339.033-1999

Temperatura del concreto NTP 339.184

4.3 Normas ensayos de compresión

Curado NTP 339.033-1999

Ensayo a compresión de probetas cilíndricas NTP 339.034-2008

5

5 Caracterización de agregados

5.1 Agregado grueso

5.1.1 Granulometría

Para determinar la distribución por tamaño de partículas, tomamos una muestra del agregado

grueso de masa = 11,308 𝑔𝑟 y la pasamos por la serie de tamices. De esta manera obtenemos

el siguiente cuadro que muestra el porcentaje de retenido parcial, de retenido acumulado y el

porcentaje de la muestra que pasa.

5.1.1.1 Análisis

Tabla 1

5.1.1.2 Curva granulométrica

Figura 1

5.1.1.3 Módulo de fineza, tamaño máximo y tamaño máximo nominal

El módulo de fineza es la centésima parte de la suma de los porcentajes retenidos por los

tamices estándar. Por lo tanto, para el agregado grueso.

𝑀𝐹 = (0+0+40,7+94,6+99,2+100+100+100+100+100)/100=7.35

Asimismo podemos encontrar el tamaño máximo, tamiz por el que pasa toda la muestra, y

el tamaño máximo nominal, tamiz que retiene como máximo el 5% de la muestra. En este

caso, tanto el tamaño máximo como el tamaño máximo nominal es el tamiz 1 ½.

6

5.1.2 Peso unitario suelto

Según NTP 400.017-1999, Método de ensayo para determinar el peso unitario del agregado,

la extracción y preparación de la muestra se hará de acuerdo con la norma NTP 400.010, es

decir se cuartea el agregado con una pala de mano y se extrae una muestra.

Figura 2

5.1.2.1 Procedimiento

El recipiente de medida se llena con una pala o cuchara hasta rebosar, descargando el

agregado desde una altura no mayor de 50 mm (2") por encima de la parte superior del

recipiente. El agregado sobrante se elimina con una regla.

Se determina el peso del recipiente de medida más su contenido y el peso del recipiente

y se registran los pesos con una aproximación de 0,05 kg (0,1 lb).

𝑤𝑟𝑒𝑐𝑖𝑝𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒=4674 𝑔𝑟 𝑉𝑟𝑒𝑐𝑖𝑝𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒=9483.1 𝑐𝑚3

El peso del recipiente de medida más su contenido de agregado grueso, al cual llamaremos

peso total, resulta del promedio de dos mediciones.

𝑤𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙,1=19272 𝑔𝑟


Por lo tanto el peso total promedio será: 𝑤𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙=19263 𝑔𝑟

El peso unitario suelto según la norma, se calcula como sigue:

𝑀=(𝐺−𝑇)/𝑉

Donde:

M=Peso Unitario del agregado en kg/m3

G=Peso del recipiente de medida más el agregado en kg

T=Peso del recipiente de medida en kg

V= Volumen de la medida en m3

5.1.2.2 Cálculo

𝑀 =19.263 − 4.674

9.4831 ∗ 10−3

𝑴 = 𝟏𝟓𝟑𝟖. 𝟒𝟐 𝒌𝒈/𝒎𝟑

7

5.1.3 Peso unitario varillado


Se llena la tercera parte del recipiente de medida y se nivela la superficie con la mano. Se

apisona la capa de agregado con la barra compactadora, mediante 25 golpes distribuidos

uniformemente sobre la superficie. Se llena hasta las dos terceras partes de la medida y

de nuevo se compacta con 25 golpes como antes. Finalmente, se llena la medida hasta

rebosar, golpeándola 25 veces con la barra compactadora; el agregado sobrante se elimina

utilizando la barra compactadora como regla.

Al compactar la primera capa, se procura que la barra no golpee el fondo con fuerza. Al

compactar las últimas dos capas, sólo se emplea la fuerza suficiente para que la barra

compactadora penetre la última capa de agregado colocada en el recipiente.

Se determina el peso del recipiente de medida más su contenido y el peso del recipiente

sólo y se registra los pesos con una aproximación de 0,05 kg (0,1 lb).

𝑤𝑟𝑒𝑐𝑖𝑝𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒=4674𝑔𝑟 𝑉𝑟𝑒𝑐𝑖𝑝𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒=9483.1 𝑐𝑚3

El peso del recipiente de medida más su contenido de agregado grueso, al cual

llamaremos peso total, resulta del promedio de dos mediciones.



Por lo tanto el peso total promedio será: 𝑤𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙=20348.5 𝑔𝑟

5.1.3.2 Cálculo

𝑀 =20.35 − 4.674

9.4831 ∗ 10−3

𝑴 = 𝟏𝟔𝟓𝟑. 𝟎𝟓 𝒌𝒈/𝒎𝟑

5.1.4 Contenido de humedad


Para calcular el contenido de humedad total del agregado grueso utilizaremos la siguiente

fórmula:

𝐻 =𝑊 − 𝐷

𝐷× 100

Donde:

H = Contenido total de humedad total evaporable en porcentaje

W = Masa de la muestra húmeda en gr

D = Masa de la muestra en gr. después de 24 horas en el horno a ~105°C

8

5.1.4.2 Cálculo

Tenemos:

𝑊=2362.84𝑔𝑟 𝐷=2348.7𝑔𝑟

Por lo tanto el contenido de humedad de la muestra es

𝐻 =2362.84 − 2348.7

2348.7× 100

𝐻=0.6%

5.1.5 Gravedad específica y capacidad de absorción


Se selecciona la muestra siguiendo el método indicado en la NTP 400.010. La muestra

de 5 kg pasó por el tamiz Nº4 por tamizado seco y luego se lavó para remover polvo y

otras impurezas superficiales.

La muestra de agregado grueso se sumergió en agua a una temperatura ambiente por un

periodo de 24h±4h. Luego se secó, hasta hacer desaparecer toda película de agua visible.

Se pesó y se obtuvo el peso saturado en superficie seca. 𝑊𝑠𝑠𝑠=4392.03 𝑔𝑟

Luego se coloca de inmediato la muestra saturada en superficie seca en la canastilla de

alambre y se determina su peso en agua a una temperatura de 23ºC ± 1.7ºC, densidad 997

± 2kg/m3.

Considerar que el peso del agregado grueso en agua será la diferencia del peso de la

canastilla y agregado, y el peso de la canastilla.

𝑊𝑚𝑜𝑗𝑎𝑑𝑜=𝑊𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙−𝑊𝑐𝑎𝑛𝑎𝑠𝑡𝑖𝑙𝑙𝑎

𝑊𝑚𝑜𝑗𝑎𝑑𝑜=4710 𝑔𝑟−1968 𝑔𝑟

𝑊𝑚𝑜𝑗𝑎𝑑𝑜=2742 𝑔𝑟

La muestra se colocó en el horno, a una temperatura entre 100ºC ± 5ºC y se dejó enfriar

hasta la temperatura ambiente. El peso obtenido es el Peso seco al horno.

𝑊𝑠𝑒𝑐𝑜 𝑎𝑙 ℎ𝑜𝑟𝑛𝑜=4359.62 𝑔𝑟

5.1.5.2 Cálculo

Según la norma el peso específico de masa (Pem), peso específico de masa saturada con

superficie seca (PeSSS), el peso específico aparente (Pea) y la absorción (Ab) son

hallados con las siguientes fórmulas:

𝑃𝑒𝑚= 𝐴

𝐵−𝐶∗ 100 (1)

𝑃𝑒𝑆𝑆𝑆= 𝐵

𝐵−𝐶∗ 100 (2)

𝑃𝑒𝑎= 𝐴

𝐴−𝐶∗ 100 (3)

(%)=𝐵−𝐴

𝐴∗ 100 (4)

Dónde: A: Peso de la muestra seca en el horno en gr.

B: Peso de la muestra saturada en superficie seca en gr.

C: Peso en el agua de la muestra saturada.

9

Determinación del Peso específico de masa (Pem):

Ecuación (1): 𝑃𝑒𝑚=4359.62

4392.03−2742∗ 100

𝑃𝑒𝑚=264.21

Determinación del Peso específico de masa saturada con superficie seca (PeSSS):

Ecuación (2): 𝑃𝑒𝑆𝑆𝑆=4392.03

4392.03−2742∗ 100

𝑃𝑒𝑆𝑆𝑆=266.18

Determinación del Peso específico aparente (Pea):

Ecuación (3): 𝑃𝑒𝑎=4359.62

4359.62−2742 ∗ 100

𝑃𝑒𝑎=269.51

Determinación de la Absorción (Ab):

Ecuación (4): (%)=(4392.03−4359.62)

4359.62∗ 100

(%)=0.74%

5.2 Agregado fino

5.2.1 Granulometría

Para determinar la distribución por tamaño de partículas del agregado fino, repetimos el mismo

proceso, esta vez con una muestra de 𝑚𝑎𝑠𝑎=629,22𝑔𝑟, a través de los tamices estándar. Como

resultado obtenemos el siguiente cuadro que muestra los porcentajes de retenido parcial,

retenido acumulado y los porcentajes de la muestra que pasan por cada uno de los tamices.

5.2.1.1 Análisis

Tabla 2

10

5.2.1.2 Curva granulométrica

Figura 3

5.2.1.3 Módulo de fineza, tamaño máximo y tamaño máximo nominal

El módulo de fineza es la centésima parte de la suma de los porcentajes retenidos por los

tamices estándar. Por lo tanto, para el agregado grueso

𝑀𝐹=(0+0+0+0+1,7+9,1+27+58,9+80+93,3)/100=2,7

Asimismo podemos encontrar el tamaño máximo, tamiz por el que pasa toda la muestra,

y el tamaño máximo nominal, tamiz que retiene como máximo el 5% de la muestra. En

este caso, el tamaño máximo es el tamiz 3/8 y el tamaño máximo nominal es el tamiz 4.

5.2.2 Peso unitario suelto


El procedimiento es análogo al desarrollado en el agregado grueso, pero el agregado fino

no se cuartea y el recipiente de medida es distinto.

𝑤𝑟𝑒𝑐𝑖𝑝𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒=1695 𝑔𝑟 𝑉𝑟𝑒𝑐𝑖𝑝𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒=2852 𝑐𝑚3

El peso del recipiente de medida más su contenido de agregado fino, al cual llamaremos

peso total, resulta del promedio de dos mediciones.



Por lo tanto el peso total promedio será:

𝑤𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙=6012 𝑔𝑟

5.2.2.2 Cálculo

𝑀 =6.012 − 1.695

2.852 ∗ 10−3

𝑴=𝟏𝟓𝟏𝟑.𝟔𝟕 𝒌𝒈/𝒎𝟑

11

5.2.3 Peso unitario varillado


El procedimiento es análogo al realizado para el agregado grueso, cambiando el

recipiente.

𝑤𝑟𝑒𝑐𝑖𝑝𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒=1695 𝑔𝑟 𝑉𝑟𝑒𝑐𝑖𝑝𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒=2852 𝑐𝑚3

El peso del recipiente de medida más su contenido de agregado grueso, al cual

llamaremos peso total, resulta del promedio de dos mediciones.



Por lo tanto el peso total promedio será:

𝑤𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙=6130.5 𝑔𝑟

Figura 4

5.2.3.2 Cálculo

𝑀 =6.1305 − 1.695

2.852 ∗ (10−3)

𝑴=𝟏𝟓𝟓𝟓.𝟐𝟐 𝒌𝒈/𝒎𝟑

5.2.4 Contenido de humedad


Para calcular el contenido de humedad total del agregado fino utilizaremos la siguiente

fórmula:

𝐻 =𝑊 − 𝐷

𝐷× 100

Donde:

H = Contenido total de humedad total evaporable en porcentaje

W = Masa de la muestra húmeda en gr

D = Masa de la muestra en gr. después de 24 horas en el horno a ~105°C

5.2.4.2 Cálculo

Tenemos

𝑊=661.20𝑔𝑟 𝐷=658𝑔𝑟

12

Por lo tanto el contenido de humedad de la muestra es

𝐻 =661.20 − 658

658× 100

𝐻=0.49%

5.2.5 Gravedad específica y capacidad de absorción


Para la preparación de la muestra de colocó aproximadamente 1000 gr de agregado fino,

obtenido por método de cuarteo, luego fue secado a peso constante en el horno a una

temperatura 110°C ± 5°C. Se cubicó la muestra con agua y se extendió sobre una

superficie plana y fue secada bajo sombra durante 24 horas. Se removió con frecuencia

la muestra para garantizar su secado uniforme hasta que los granos de agregado no se

adhieran marcadamente entre sí.

Luego se colocó en el molde cónico, golpeando la superficie suavemente 25 veces con la

barra de metal y se levanta el molde verticalmente. Se siguió con el secado hasta que el

cono se derrumbó al quitar el molde, lo cual significó que el agregado fino alcanzó la

condición de superficie seca.

Muestra obtenida: 𝑊𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎=500 𝑔𝑟

Esta muestra se introdujo de inmediato en la fiola y se llenó de agua para alcanzar

aproximadamente la marca de 500 ml a temperatura ambiente. Después de una hora se

llena con agua hasta los 500 ml y se determina el peso total del agua introducida en el

frasco con aproximación de 0.1 gr. El peso total es la suma del peso de la fiola y agua.

El peso total promedio obtenido al realizar dos ensayos fue:

𝑊𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙=956.2 𝑔𝑟

Por último se sacó el agregado fino del frasco y se secó a peso constante en el horno a

una temperatura de 110°C ± 5°C, se enfrió a temperatura ambiente con un secador

durante ½ hora a 112⁄ y se pesó.

𝑊0=493.8 𝑔𝑟

5.2.5.2 Cálculo

Según la norma el peso específico de masa (Pem), peso específico de masa saturada con

superficie seca (PeSSS), el peso específico aparente (Pea) y la absorción (Ab) son

hallados con las siguientes fórmulas:

𝑃𝑒𝑚=𝑊0

𝑉−𝑉𝑎∗ 100 (1)

𝑃𝑒𝑆𝑆𝑆=500

𝑉−𝑉𝑎∗ 100 (2)

𝑃𝑒𝑎=𝑊0

(𝑉−𝑉𝑎)−(500−𝑊0)∗ 100 (3)

𝐴𝑏=500−𝑊0

𝑊0∗ 100 (4)

Donde: 𝑊0=Peso en el aire de la muestra secada en el horno, gr.

V= Volumen del frasco, cm3.

13

𝑉𝑎=Volumen en cm3 de agua añadida en el frasco.

V= 500 cm3

Va=215,5 cm3

Determinación del peso específico de masa (Pem):

Ecuación (1): 𝑃𝑒𝑚=493.8

500−215.5∗ 100

𝑃𝑒𝑚=173.57

Determinación del peso específico de masa saturado con superficie seca (PeSSS):

Ecuación (2): 𝑃𝑒𝑆𝑆𝑆=500

500−215.5∗ 100

𝑃𝑒𝑆𝑆𝑆=175.75

Determinación del peso específico aparente (Pea):

Ecuación (3): 𝑃𝑒𝑎=493.8

(500−215.5)−(500−493.8)∗ 100

𝑃𝑒𝑎=177.43

Determinación de la Absorción (Ab):

Ecuación (4): 𝐴𝑏=500−493.8

493.8∗ 100

𝐴𝑏=1.26%

6 Concreto fresco

6.1 Diseño de mezcla

Las dosificaciones utilizadas de los materiales en condición Stock utilizando ambos tipos de

cementos fueron las siguientes:

Agua: 214 kg.

Cemento: 410 kg.

Agregado grueso: 1155 kg.

Agregado fino 547 kg

Aire 1,5 %

Peso unitario teórico: 2326 kg

Relación a/c 0,5

Para la capacidad del trompo que se dispone en el LEMC, se debe calcular la dosificación para

elaborar 0,03m3 de concreto. Las dosificaciones que se utilizaron fueron:

Agua: 6,42 kg.

Cemento: 12,3 kg.

Agregado grueso: 34,65 kg.

Agregado fino 16,41 kg.

Para pesar las cantidades de materiales se utilizaron balanzas de 100 gramos de precisión.

6.1.1 Mezcla

Antes de vaciar los materiales en el trompo, se debe preparar una pequeña cantidad de mortero,

introducirlo y prender el trompo, esto con la finalidad de preparar y humedecer las paredes del

trompo y no perder concreto.

14

Luego se vacían los materiales dentro del trompo cuando éste está prendido en el siguiente orden:

todo el agregado grueso, todo el agregado fino, el 10-15% de agua, todo el cemento y finalmente el

resto de agua. Inmediatamente después de vaciar todo el cemento se deben controlar 3 minutos en

los cuales el trompo estará mezclando, luego se detendrá el trompo por 1 minuto y finalmente se

hará un remezclado de 2 minutos.

Seguido a esto se procede a obtener las características del concreto como el slump, densidad,

porcentaje de aire, temperatura.

6.1.1.1 Temperatura de los materiales

La temperatura de los materiales previa a su mezcla en el trompo fue:

Material Temperatura

Mezcla con Cemento tipo I Mezcla con Cemento tipo MS

Agua 27.2 °C 33.3 °C

Cemento 29.8 °C 27.1 °C

Agregado grueso 36.3 °C 31.5 °C

Agregado fino 33.8 °C 30.7 °C

Tabla 3

6.2 Medición de slump

La medición de slump del concreto se realiza siguiendo lo indicado en la NTP 339.035-1999. El slump

es el asentamiento del concreto del cemento Portland, tanto en el laboratorio como en el campo. Esta

prueba la trabajabilidad del concreto y su resistencia.

6.2.1 Equipo

El equipo utilizado para realizar esta prueba es el siguiente:

- Cono de Abrams

Ø inferior 200 mm

Ø superior 100 mm

Altura 300 mm

Tolerancias ± 3 mm

Espesor mínimo 1.5 mm, 1.15 mm repujado

- Barra compactadora de fierro liso

Diámetro de la barra: 16 mm. (5/8”)

- Instrumento de medida

Regla de metal rígido (Wincha)

Long ≥ 12 “, divisiones de ¼” (5 mm)

Figura 5. Equipo para medición de slump

15

6.2.2 Procedimiento

El procedimiento es el siguiente:

- Colocar el cono en una base plana, no absorbente.

- Humedecer todos los aparatos a utilizar.

- Mantener el cono firme contra la base, parándose sobre las dos aletas.

- Llenar el cono con concreto en 3 capas de aproximadamente 1/3 del volumen del cono cada

una.

- Compactar con la varilla cada capa con 25 golpes. Distribuirlos en toda el área y aplicarlos

comenzando cerca del molde y acercándose en espiral hacia el centro de la sección. Mantener la

misma intensidad en todos los golpes.

- Levantar el cono vertical mente de 5 a 7 segundos.

- Medir la distancia entre la altura del molde y el centro de la cara superior del concreto.

El tiempo máximo del ensayo debe durar 2 minutos y medio.

Figura 6. Procedimiento para obtener el slump

6.2.3 Resultados


Slump 3,2 cm ≈ 1,3 pulgadas 4,7 cm ≈ 1.9 pulgadas

Tabla 4

6.3 Densidad del concreto fresco

La medición de la densidad del concreto fresco se realiza siguiendo lo indicado en la NTP 339.046-2008. La

densidad o peso unitario del concreto fresco es un control muy útil para verificar la uniformidad del concreto

y comprobar el rendimiento de la mezcla al comparar el peso unitario del diseño con la real de obra.

6.3.1 Equipo


- Balanza

- Varilla o vibrador

Ø 5/8” (16 mm) x 24” (600mm)

- Recipiente cilíndrico estandarizado

Peso 3.530 kg.

Volumen 0.007030 m3

16

- Placa de Enrasado

Espesor ≥ ¼” (6mm),

Largo y ancho + 2” que el Ø del recipiente

- Mazo de goma

6.3.2 Procedimiento

El procedimiento es el siguiente:

- Determinar el peso del recipiente vacío (en kg) y humedecerlo. Se debe conocer el volumen.

- Llenar y compactar en tres capas de igual volumen, en la tercera capa sobrellene el recipiente.

Figura 7

- Enrasar la superficie del concreto y dar un acabado suave con la placa de enrasado.

Figura 8

- Limpiar completamente el exterior del recipiente y determinar el peso (kg) de recipiente

lleno con concreto.

Figura 9

17

6.3.3 Resultados


Densidad 2398,29 kg/m3 2304,27 kg/m3

Tabla 5

6.4 Porcentaje de aire

El cálculo el porcentaje de aire contenido u ocluido en el concreto fresco se realiza siguiendo lo

indicado en la NTP 339.080-1981. Esta prueba tiene como objetivo determinar la cantidad de aire

que puede contener el concreto recién mezclado excluyendo cualquier cantidad de aire que puedan

contener las partículas de los agregados.

6.4.1 Equipo


- Medidor de aire tipo Washington

Figura 10

- Recipiente cilíndrico estandarizado

6.4.2 Procedimiento

Este ensayo se realiza con la misma muestra que se utiliza para la determinación del peso

unitario y se lleva a cabo inmediatamente después de éste. Es decir, las consideraciones son

las mismas que para el ensayo anterior, se

llena el recipiente en tres capas. Cada capa debe ser compactada

adecuadamente, además de que debe ser golpeada para evitar la formación de burbujas de

aire demasiado grandes en la superficie. Antes de color el medidor de aire sobre el recipiente

cilíndrico se debe enrasar cuidadosamente la superficie de concreto para no falsear datos.

El presurómetro, consta de dos válvulas que nos permitirán determinar el contenido del aire en

la muestra, a través de una válvula inyectaremos agua a la muestra hasta que salga por la otra, es

decir hasta llenarla. Luego se cierra herméticamente el presurómetro y con ayuda de los diales

que posee, se procede a aplicar aire hasta que el dial marque menos tres (-3).

18

6.4.3 Resultados

El técnico de laboratorio sólo tomo medida del porcentaje de aire del Cemento tipo I


Porcentaje de

aire 1.55 % ---

Tabla 6

6.5 Elaboración de probetas cilíndricas

La elaboración de probetas cilíndricas de concreto se realiza siguiendo lo indica en la NTP 339.033-

1999. Estas probetas deben ser representativas y se fabrican con el potencial concreto colocado en

obra, con la finalidad de someterlas a diversos ensayos cuyos resultados pueden ser aplicados a todo

el concreto utilizado.

6.5.1 Equipo

-Moldes cilíndricos

Diámetro del molde: 15 cm.

Altura: 30 cm.

Material: plástico o acero, es decir impermeable, no absorbente y no reactivo.

Figura 11

-Barra compactadora

Diámetro: 16 mm. Longitud: 60 cms.

- Martillo de Goma

Peso: 340 a 800 gramos.

- Herramientas

Pala.

Cucharón.

Plancha de albañilería de metal o madera.

Aceites.

Desmoldantes

19

6.5.2 Procedimiento

Las probetas cilíndricas se llenan con el concreto del trompo después se haber realizado las

pruebas correspondientes. El procedimiento es el siguiente:

- Colocar los moldes en una superficie plana, rígida, horizontal, libre de vibraciones y protegida

contra el tránsito peatonal. Los moldes y sus bases deben estar limpios y su superficie interior

deberá tener algún desmoldante. Todas las herramientas deberán humedecerse previamente.

- Llenar las probetas con concreto en 3 capas de aproximadamente 1/3 del volumen de cada

una. Si se están llenando varias probetas al mismo tiempo se recomienda llenar la primera capa

en todas, luego la segunda y finalmente la tercera para mantener la uniformidad.

- Compactar cada capa dando 25 golpes con la barra compactadora y distribuir en toda el área

de la capa y aplicarlos comenzando cerca del molde y acercándose progresivamente en forma

de espiral hacia el centro de la sección. Mantener la misma intensidad en todos los golpes.

- Después de varillar cada capa, se golpea ligeramente las paredes del molde de 10 a 15 veces

con el martillo de goma y se enrasa al tope del molde usando la barra compactadora o una

plancha de albañilería.

- Enrasar cuidadosamente todas las probetas y cubrir la superficie con algún tipo de plástico

para protegerlas. Un mal acabado de la cara del cilindro afecta la resistencia del concreto.

6.6 Temperatura del concreto

El cálculo de la temperatura del concreto se realiza siguiendo lo especificado en la NTP 339.184.

Determinar la temperatura del concreto fresco para verificar la conformidad con un requerimiento

especificado para la temperatura del concreto fresco en obra.

6.6.1 Equipo


- Contenedor: de material no absorbente y lo suficientemente grande como para proveer al

menos 3 pulgadas de concreto en todas las direcciones alrededor del sensor del dispositivo

de medición de temperatura.

- Dispositivo para medición de temperatura (termómetro): Con una aproximación de 0.5° C

a lo largo de todo el rango de temperatura con un rango de 0° C a 50° C.

6.6.2 Procedimiento

- Introducir el termómetro de manera que quede cubierto al menos 7,5 cm.

- Presionar suavemente el concreto alrededor del termómetro para que la temperatura

ambiente no altere la lectura.

- Dejar el termómetro por lo menos 2 minutos o hasta que la lectura se estabilice.

- Leer la temperatura y anotarla.

20

6.6.3 Resultados


Temperatura del

concreto 27.2 °C 33.2 °C

Tabla 7

6.7 Resumen y comentario de resultados


Slump 3,2 cm ≈ 1,3 pulgadas 4,7 cm ≈ 1.9 pulgadas

Densidad del

concreto fresco 2398,29 kg/m3 2304,27 kg/m3

Porcentaje de

aire

1.55 % ---

Temperatura del

concreto 27.2 °C 33.2 °C

Tabla 8

Slump

Cuanto mayor slump tiene el concreto fresco, mayor trabajabilidad posee. Un concreto de bajo

revenimiento tiene una consistencia rígida o seca. Si la consistencia es muy seca y rígida, la colocación

y compactación del concreto serán difíciles y las partículas más grandes de agregados pueden

separarse de la mezcla. Sin embargo, no debe suponerse que una mezcla más húmeda y fluida es más

trabajable. Si la mezcla es muy húmeda, pueden ocurrir segregación y formación de huecos. La

consistencia debe ser lo más seca posible para que aún se permita la colocación empleándose los

equipos de consolidación disponibles.

Slump Resultado

De 0" a 2" Mezcla seca necesita vibración

De 3" a 4" Mezcla trabajable plástica

Mayor a 5 Mezcla muy aguda fluida ( no trabajable)

Tabla 9

El slump recomendable es de 2" a 4". Como observamos, el concreto obtenido posee un slump muy

bajo por lo que no sería útil para vaciar elementos estructurales delgados y con mucha armadura donde

no se puede vibrar y además se necesita de un concreto que ocupe todos los espacios y se autocompacte

fácilmente. Sin embargo, el concreto elaborado sirve perfectamente en la construcción masiva de

elementos estructurales donde sea posible vibrar.

Densidad

El concreto convencional, normalmente usado en pavimentos, edificios y otras estructuras, tiene un

peso específico (densidad, peso volumétrico, masa unitaria) que varía de 2200 hasta 2400 kg/m3. La

densidad del concreto varía dependiendo de la cantidad y la densidad del agregado, la cantidad de aire

atrapado o intencionalmente incluido y las cantidades de agua y cemento. Por otro lado, el tamaño

21

máximo del agregado influye en las cantidades de agua y cemento. Al reducirse la cantidad de pasta

(aumentándose la cantidad de agregado), se aumenta la densidad.

De acuerdo a los datos podemos obtener el volumen producido, el rendimiento del cemento y el factor

cemento:


Volumen

producido 0,97 m3 1,01 m3

Rendimiento del

cemento 0,1005 m3 0,1047 m3

Factor cemento 10 bolsas 9,6 bolsas

Tabla 10

Porcentaje de aire

El porcentaje de aire obtenido es muy similar al que se obtiene por medio de las tablas ACI.

Temperatura del concreto

La temperatura del concreto depende del aporte calorífico de cada uno de sus componentes, además

del calor liberado por la hidratación del cemento, la energía de mezclado y el medio ambiente. En este

caso se puede comprobar que debido a que la mezcla con Cemento tipo MS fue realizada al mediodía,

ésta tiene una mayor temperatura debido a las condiciones ambientales.

7 Concreto endurecido

7.1 Curado

La elaboración de probetas cilíndricas de concreto y su posterior curado se realiza siguiendo lo

indica en la NTP 339.033-1999. En lo que respecta al curado este debe ser realizado siguiendo la

normativa indicada con el fin de obtener resultados representativos y que puedan ser aplicados como

válidos para los fines que se pretenden.

7.1.1 Procedimiento

Las probetas cilíndricas deben ser desmoldadas antes de transcurrir 48 horas de haber sido

moldeadas. El método de curado estándar establece introducir estas probetas en una solución

de agua cal 3g/L máximo 30 min después de desmoldar. El propósito del curado húmedo es

maximizar la hidratación del concreto.

7.1.2 Importancia de añadir cal al agua

Añadir cal al agua contribuye a:

Reducción de la alcalinidad.

Impide la pérdida de masa.

Desacelera el proceso de deterioro.

Previene la reducción de la resistencia y rigidez.

Busca subir el pH del agua hasta un rango de 13-14 para que no le quite cal al

concreto.

22

7.2 Ensayo a compresión

La norma NTP 339.034-2008 establece el procedimiento para determinar la resistencia a la

compresión de probetas cilíndricas, moldeadas con hormigón o de testigos diamantinos extraídos de

concreto endurecido. Se limita a concretos que tienen un peso unitario mayor de 800 kg/cm2.

7.2.1 Resumen

Este método de ensayo consiste en aplicar una carga axial en compresión a los moldes

cilíndricos o corazones en una velocidad tal que esté dentro del rango especificado antes que

la falla ocurra. El esfuerzo a la compresión de la muestra está calculado por el cociente de la

máxima carga obtenida durante el ensayo entre el área de la sección transversal de la muestra.

7.2.2 Tolerancias de tiempo

Las probetas a ser ensayadas, estarán sujetas a las tolerancias de tiempo indicadas:

EDAD DE ENSAYO TOLERANCIA PERMISIBLE

24 horas ± 0,5 h. ó 2,1%

3 días ± 2,0 h. ó 2,1%

7 días ± 6,0 h. ó 2,1%

28 días ± 20,0 h. ó 2,1%

90 días ± 2,0 d.. ó 2,1%

Tabla 11

7.2.3 Velocidad de carga

La carga deberá ser aplicada en forma continua, evitando choques. Para máquinas de Tornillo,

el desplazamiento del cabezal móvil será de aproximadamente 1,3 mm/min, cuando lo hace

libremente. Para máquinas operadas hidráulicamente la velocidad de la carga estará en el rango

de 0,14 a 0,34 MPa/s. Se aplicará la velocidad de carga continua y constante desde el inicio

hasta producir la rotura de la probeta.

7.2.4 Tipos de fractura

Figura 12

23

7.2.5 Cálculos

Los ensayos a compresión realizados fueron a 7 días y 28 días. Los resultados obtenidos fueron

los siguientes:

Ensayos a 7 días

Probeta Diámetro Largo Fuerza kg/cm2 Promedio Tipo

fractura

A-MS 15,3 cm 30 cm 32990 kgf 179,4 185

Cono

B-MS 15,2 cm 29 cm 34588 kgf 190,6 Cono

A-1 15,4 cm 29,5 28237 kgf 151,6 174,75

Cono

B-1 15,2 29 35907 kgf 197,9 Cono

Tabla 12

Ensayos a 28 días

Probeta Diámetro Largo Fuerza kg/cm2 Promedio Tipo

fractura

C-MS 15,1 cm 29 cm 43149 kgf 240,9 230,7

Cono

D-MS 15,2 cm 39 cm 40016 kgf 220,5 Cono

C-1 15 cm 29 43944 kgf 248,7 246,4

Cono

D-1 15,1 29,5 43715 kgf 244,1 Cono

Tabla 13

7.2.6 Evaluación de resultados

Debido a que sólo se cuenta con una muestra para cada tipo de cemento y para cada edad

ensayado no se pueden aplicar los procedimientos de control de calidad indicados en las

normas. Podemos indicar que en su mayoría o totalidad los tipos de fractura que sufren las

probetas son de tipo cono. Conforme a lo previsto la resistencia a 28 días es mayor que a 7 días

en todas las probetas de ambos tipos de cementos. Así también se observa que la resistencia a

edades tempranas del cemento tipo MS es mayor que el cemento tipo I, pero la resistencia final

es mayor en el cemento tipo I por sus características de resistencia.

24

8 Conclusiones

Los ensayos para la caracterización de los agregados, ya sean gruesos o finos son determinantes para

conocer si los agregados se encuentran entre los estándares adecuados, ya que éstos tienen repercusión

en directa en la fabricación de concreto, debido a que componen el mayor porcentaje.

Se debe cuidar la calidad y precisión de nuestros ensayos ya que si tomamos los datos erróneamente

podemos encontrar variaciones en las probetas que luego se reflejarían en fallas en la elaboración del

concreto.

La mezcla fabricada con cemento tipo I posee un menor slump que la fabricada con el cemento tipo

MS, debido a que por ser un cemento de uso general tiene una mayor consistencia y por ende no tiende

a fluir tanto. Esto explica que el cemento tipo I posea mayores resistencias iniciales y menor tiempo

de fraguado, las cuales son características principales que determinan el tipo de aplicación que tendrá.

Un mayor slump en la mezcla con cemento tipo MS se explica porque las propiedades de este tipo de

cemento se centran en la resistencia a los sulfatos y al moderado calor de hidratación y por lo tanto

tiende a tener una mayor fluidez debido a que este tipo de ce

mento no tiene como propiedad fundamental alcanzar mayor resistencia inicial, lo cual determinaría

la consistencia que poseerá el concreto.

La elección de una correcta dosificación de los agregados, es fundamental en la resistencia final del

concreto a fabricar. Así como, al ser el cemento el material más caro siempre se buscará la

optimización de su uso.

La temperatura del concreto fresco es uno de los factores más importantes que influyen en la calidad,

tiempo de fraguado y resistencia del concreto. Sin el control de la temperatura del concreto fresco,

predecir su comportamiento es muy difícil. Un concreto con una temperatura inicial alta,

probablemente tendrá una resistencia superior normal a edades tempranas y más baja de lo normal a

edades tardías. Se considera una temperatura máxima de 40ºC y 35ºC para concreto elaborados con

cemento tipo I y tipo MS, respectivamente. Por lo tanto los valores obtenidos se consideran aceptables.

En cuanto al ensayo a compresión, se puede corroborar la teoría que nos dice que el concreto es un

material que trabaja a compresión, es decir es capaz de soportar distintas solicitaciones de carga a

tensión, es por esto que el concreto armado se complementa con el acero que resistencia las cargas de

tracción.

El agregado grueso utilizado presentó pequeñas cantidades de arcilla, esto puede haber influido en las

resistencias a compresión finales de las probetas de ambos cilindros, es por esto que la evaluación de

los agregados a utilizar debe ser muy rigurosa cuando se trata de proyectos constructivos debido a que

la calidad de estos es directamente proporcional a la calidad el concreto obtenido.

Queda claro que la cantidad de muestras obtenidas es un proyecto constructivo es mayor, lo que

permite obtener una mayor cantidad de datos los cuales son útiles para ver la variabilidad o aceptación

del concreto tanto de probetas curadas en obra como en laboratorio.

Los ensayos realizados en concreto fresco nos permitirá obtener una idea de cuál va a ser el

comportamiento del mismo en estado endurecido. Elegir correctamente las proporciones de los

materiales nos llevará a obtener un concreto de buena calidad

25

Para obtener un concreto de alta resistencia no solo se necesita hacer un buen diseño, sino también

hacer un buen proceso de mezclado, de compactación, vibración, el traslado también influye,

todo ese procesoincluyendo el curado intervienen. Por ello la calidad de un concretodepende de cada

una de sus fases, no tan sólo en el diseño.

tecnología del concreto

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