I. INTRODUCCION

Trabajabilidad del hormigón

La trabajabilidad de una mezcla de hormigón se define como la facilidad que nos da la mezcla de

ser manejable hasta convertirse en una mezcla homogénea, permite que al hormigón lo coloquemos

en moldes, permite el curado y el compactado sin que se produzca segregación. La trabajabilidad de

una mezcla es relativa porque no se la puede medir y depende del tipo de obra a fabricar y de

muchos otros factores.

La trabajabilidad define que tan dócil es una mezcla de hormigón, esto docilidad depende del

contenido de agua que tenga la mezcla, es decir depende de la relación agua cemento que es la que

define la resistencia del hormigón cuando ya fragua. Para tener una idea aproximada de la

trabajabilidad de una mezcla en el laboratorio se emplean ensayos como el del cono de Abrams que

nos dicen que tan trabajable es una mezcla de acuerdo a su asentamiento. Este ensayo en si no nos

dice nada es por eso que para complementarlo se hace también el ensayo de segregación y el ensayo

de contenido de finos en el hormigón.

Al momento en que nosotros diseñamos una mezcla le damos una relación agua- cemento adecuada

para que esta alcance la mayor resistencia, este valor debe ser constante y no se lo puede modificar

como comúnmente se hace es decir no se debe agregar más agua al hormigón para mejorar la

trabajabilidad porque esto alteraría su relación agua cemento y causaría que la resistencia baje. En

un caso por ejemplo cuando el hormigón va a ser transportado largas distancias en un mixe es mejor

llevarlo y en la obra agregarle un aditivo fluidificante cuya cantidad será calculada de acuerdo al

porcentaje de pérdida de humedad que tenga este hormigón mas no agregarle agua para que la

trabajabilidad mejore.

El ensayo de segregación nos da también una idea de la trabajabilidad de la muestra pues al

momento de levantar con una pala una cantidad de hormigón y luego dejar caer la muestra podemos

apreciar como esta cae y si esta cae rápidamente se dice que la mezcla contiene demasiada agua, es

trabajable pero puede ser menos resistente y si esta se queda pegada en la pala la mezcla será menos

trabajable pero puede ser que cuando fragùe alcance resistencias mayores. Asimismo se

complementa con el ensayo del palustre que nos dice si podemos o no sacar mortero de la mezcla ,

esto se hace tomando un palustre y golpeando la mezcla y si todos los gruesos se hunden la mezcla

tiene la cantidad de mortero adecuada, caso contrario debemos agregarle mortero.

II. OBJETIVOS

Objetivos Generales:

Realizar el ensayo de trabajabilidad de una mezcla a la cual se le agregara ciertas cantidades

de agua, cemento, arena y ripio mediante el uso del cono de Abrams para que los estudiante

puedan apreciar como la mezcla varia su asentamiento de acurdo a la cantidad de agua que

tiene la mezcla. Y tengan una idea clara sobre porque no se debe variar la relación agua

cemento.

Observar el comportamiento de la mezcla que fue sometida al ensayo de asentamiento

cuando se le varié la cantidad de agua mediante la adición de agua sin control para que los

estudiantes tengan clara la idea de que es lo que no se debe hacer en una obra ya sea para

mejorar la trabajabilidad o cualquier otro factor.

Comprobar si a la mezcla le faltan finos y analizar si esta tiene segregación mediante el

empleo de los ensayos del palustre y del ensayo de segregación respectivamente, para que

de acuerdo a los resultados obtenidos nosotros podamos tomar las debidas precauciones

antes de realizar cualquier actividad con el hormigón.

Objetivos Específicos:

Determinar el procedimiento adecuado para la realización del ensayo partiendo desde

cantidades de cemento arena y ripio conocidos.

Observar el comportamiento del hormigón sometido a la acción de la vibración y también

observar como este cambia con la adición de agua.

Comprender el porqué es importante mantener constante la relación agua cemento

analizando el comportamiento del hormigón cada vez que se le añada agua

III. EQUIPO Y MATERIAL

Materias primas para el ensayo:

1. Agua.

2. Cemento.

3. Arena Pifo.

4. Ripio Pifo.

Instrumentos necesarios para en ensayo:

1. Bandejas pequeñas para colocar los materiales que ya esta pesados

2. Bandeja metálica grande

3. 2 palas

4. Cono de Abrams

5. Regla metálica para enrazar

6. Varilla Pisón grande

7. Palustre

8. Regla graduada (A 1 mm)

9. Balanza grande (A 0.1g)

Equipo del estudiante:

1. Mascarilla

2. Guantes

3. Botas

4. Casco

5. Mandil

IV. PROCEDIMIENTO

1. Luego de la introducción teórica dada por el profesor en donde se explicara los conceptos

básicos cono definición de trabajabilidad, los rangos de variación y el procedimiento a seguir

durante el ensayo se procede o prepararse para realizar el ensayo disponiendo del equipo

completo tanto para el estudiante como para la realización de la práctica de lo que se encarga el

laboratorio.

2. Colocamos en la bandeja grande el cemento y la arena y los mezclamos hasta tener una mezcla

homogénea, luego agregamos ripio y agua según sea necesario, continuamos la mezclando. Es

importante que esta se haga pasando el material de una esquina de la bandeja a otra hasta que las

partículas de los agregados y el cemento estén relativamente mojados y se considere que el

hormigón tiene la trabajabilidad adecuada.

3. Con el palustre golpeamos la mezcla para saber si a esta le faltan o no finos. Este ensayo nos

permite observar como el granulado grueso no puede ser cubierto totalmente por el mortero lo

cual puede ser muy peligroso en caso de que se llegara a fabricar una obra con un hormigón de

estas características.

4. A la mezcla le agregamos más cemento, arena y agua con el fin de cubrir la deficiencia de

mortero y hacer que la mezcla sea más trabajable con las nuevas cantidades de agregados que

tiene. Y volvemos a repetir el ensayo Sometemos a vibración a la bandeja de metal y

observamos como la masa de la mezcla pasa a ser de un color opaco a un color más brillante.

5. Procedemos a realizar el ensayo de asentamiento para lo cual colocamos el cono de Abrams

sobre su base que es de acero y con el palustre ponemos la mezcla en el cono en tres capas las

mismas que serán compactadas con 25 golpes cada una con la barrilla asignada para dicho fin al

final del esto enrazamos con la regla metálica.

6. Luego de enrazar la mezcla en el cono procedemos a retirarlo despacio de manera que no afecte

a la masa de la mezcla que se encuentra dentro de este, al retirar el cono se lo debe hacer

verticalmente. Cuando el cono ha sido retirado medimos el asentamiento poniendo el mismo

junto a la masa del hormigón y con una regla medimos desde el borde del cono hasta la parte

superior del cono de hormigón.

7. Con la pala procedemos a hacer el ensayo de segregación, esto es cogemos un poco de la mezcla

en la pala y la levantamos hasta una altura adecuada, luego giramos la pala y dejamos que el

material caiga observando si esta antes de caer se pega en la pala o cae rápidamente y que

materiales son los que caen primero.

8. Agregamos agua hasta que el hormigón adquiera mas trabajabilidad y volvemos a repetir el

ensayo de asentamiento es decir de nuevo compactamos las tres capas enrazamos y retiramos el

cono para medir con respecto a la manivela de la base del cono el asentamiento de la mezcla.

9. Luego de realizar el ensayo de asentamiento y se determina que está dentro de los parámetros

requeridos se procede a colocarlos en los moldes pequeños para luego de que ya se sequen

ensayarlos, esto se lo hizo a los 14 días luego de haber realizado la práctica.

V. RESULTADOS

Dosificación:

Grupo Dosificación Asentamiento  Agua Cemento Arena Ripio  1 0,60 1,00 2,00 4,00 8±1 cm

2 0,55 1,00 1,50 3,00 6±1 cm

3 0,50 1,00 1,40 2,80 4±1 cm

4 0,45 1,00 1,20 2,40 4±1 cm

Tabla 1

Dosificación para 10 Kg de Ripio:

Grupo Dosificación Asentamiento  Agua Cemento Arena Ripio  1 1,50 2,50 5,00 10,00 8±1 cm

2 1,83 3,33 5,00 10,00 6±1 cm

3 1,79 3,57 5,00 10,00 4±1 cm

4 1,88 4,17 5,00 10,00 4±1 cm

Tabla 2

Resultado de los ensayos de compresión a los 14 días de los 4 grupos según sus

dosificaciones.

NoEdad Carga Carga Diámetro Sección Esfuerzo Esfuerzo PromedioDías Kg N mm mm2 MPa MPa

1 1418000 180000 100 7853,98 22,92

23,3418500 185000 100 7853,98 23,5518500 185000 100 7853,98 23,55

2 1420000 200000 100 7853,98 25,46

26,2320000 200000 100 7853,98 25,4621800 218000 100 7853,98 27,76

3 1420800 208000 100 7853,98 26,48

26,5720800 208000 100 7853,98 26,4821000 210000 100 7853,98 26,74

4 1422500 225000 100 7853,98 28,65

28,8622500 225000 100 7853,98 28,6523000 230000 100 7853,98 29,28

Tabla 3

A continuación describiremos y analizaremos lo que pudimos observar durante la realización

del ensayo:

Cuando nosotros pusimos primeramente el cemento, luego la arena y finalmente el ripio al

mezclar con agua pudimos observar que la mezcla no tiene la suficiente trabajabilidad y no es

tan homogénea porque al realizar el ensayo del palustre comprobamos que esta tiene un exceso

de agregado grueso, para solucionar este problema añadimos los 4 kg de arena y 2,5kg de

cemento y 5 cm3 de agua para poder mesclar con facilidad.

La mezcla obtenida después de agregar la arena, el cemento y el agua fue más homogénea, a

esta mezcla la sometimos al ensayo de segregación tomando un poco de esta en una pala y la

levantamos hasta una altura considerable para luego dejar caer la mezcla, aquí pudimos observar

como el granulado grueso se desprendía del mortero y caía primero esto nos dice que en esta

mezcla si existe segregación.

Añadimos pasta agua cemento para mejorar la trabajabilidad del hormigón, así que al someter

esta mezcla más dócil al ensayo de asentamiento este tuvo un valor de 4.3 cm y se sabe que una

mescla se puede considerar como trabajable cuando tiene un asentamiento que está entre 5 ò 6

cm en este caso lo adecuado no sería adecuado conseguir ese asentamiento agregándole más

agua a la mezcla sino que es mejor agregarle un aditivo fluidificante que hace que la mezcla sea

más dócil y no altere ni su resistencia ni su relación agua cemento.

VI. MUESTRA DE ENSAYO

Fig.1.-Mezcla de la arena y del cemento Fig.2.-mezcla de la arena mas cemento mas ripio

Fig.3.-Agregando agua al hormigón para aumentar Fig.4.-Primera masa de hormigón obtenida La trabajabilidad

Fig.5.-Ensayo de comprobación del contenido Fig.6.-Resultado del ensayo anterior

De finos en el hormigón.

Fig.7.-Mezcla de hormigón a la que le agregamos Fig.8.- hormigón completamente mezclado Cemento y arena para cubrir la deficiencia de finos

Fig.9.-Masa de hormigón sometida al ensayo Fig.10.- Masa de hormigón sometida a vibración De comprobación de mortero

Fig.11.-Cono de Abrams con su base Fig.12 y 13.- hormigón sometido al ensayo de asentamiento

VII. CONCLUSIONES

El ensayo de asentamiento nos da una idea aproximada de la trabajabilidad del hormigón

siempre y cuando este dentro de un determinado rango de valores además este ensayo se

complementa con otros como el ensayo de segregación en donde podemos observar como el

árido grueso se separa del mortero al caer y otro ensayo que comprueba si existe o no

insuficiencia de mortero en la masa del hormigón.

En un hormigón la relación agua cemento debe permanecer constante a fin de alcanzar la mayor

resistencia posible. Esta relación puede variar si nosotros añadimos agua sin ninguna precaución

lo que causara que el hormigón sea más trabajable pero tendrá resistencias bajas cuando sea una

masa solida.

El ensayo del palustre o también conocido como el ensayo de comprobación de finos nos dice si

una masa de hormigón tiene la capacidad de encerrar a todos su agregado grueso, es decir aquí

se trata de hundir las partículas gruesas en la mezcla. Esto se puede solucionar agregando agua

cemento y arena manteniendo la relación agua cemento constante, pues sería muy riesgoso que

un hormigón con deficiencia de mortero se use para construir una obra civil cualquiera.

Al someter a la masa de hormigón a la vibración podemos observar como esta cambia su brillo

es decir si al principio esta parece seca y opaca al someterse a vibración adquiere un carácter

húmedo con un brillo intenso. Al someter a la masa de hormigón con excesiva cantidad de agua

a la vibración se puede apreciar como las partículas gruesas se lavan y se separan del mortero.

La trabajabilidad adecuada de una mezcla, permite que al hormigón lo coloquemos en moldes,

permite el curado y el compactado sin que se produzca segregación. Generalmente la

trabajabilidad de una mezcla es relativa porque no se la puede medir y depende del tipo de obra

a fabricar y de muchos otros factores.

En caso de que un hormigón no alcanzara el asentamiento que se desea o no está dentro del

rango de variación, se puede usar un aditivo fluidificante que mejora la trabajabilidad del

hormigón y no altera la relación agua cemento, además es más conveniente porque si optamos

por agregar más agua al hormigón estamos alternado su relación agua cemento y con ella su

resistencia.

VIII. RECOMENDACIONES

Es importante que al momento de mezclar a mano se trate de mezclar lo mejor posible y

tratando de que la masa de hormigón vaya de una esquina o otra dentro de la bandeja. En este

ensayo podemos aumentar agua si la mezcla no es lo suficientemente trabajable.

Al momento de llenar la mezcla en el cono de Abrams se debe compactar adecuadamente con

los 25 golpes las tres capas, asimismo al retirar el cono se lo debe hacer con sumo cuidado de

manera que el cono de hormigón no se deforme y se pueda medir el asentamiento

correctamente.

La medida de la altura del asentamiento siempre debe hacerse desde el borde inferior de la

manivela de la base del cono de Abrams hasta la parte superior del cono de hormigón.

En la realidad cuando se fabrican hormigones no se debe aumentar agua para ganar

trabajabilidad pues como lo hemos venido mencionando se altera la relación agua cemento y

con esta la resistencia. El uso de aditivos es la mejor opción cundo se quiere ganar

trabajabilidad sin perder resistencia, pero la administración de estos aditivos al hormigón debe

hacerse por una persona que conozca sobre el tema, pues la administración inadecuada podría

causar efectos contrarios a los que se desea obtener.

Como pudimos observar en el ensayo al someter al hormigón con excesiva cantidad de agua a la

vibración el agregado grueso prácticamente se separaba del mortero, esto podría darnos un

hormigón de resistencia bajísima es por eso que se advierte del peligro que existe al agregar

demasiada agua al hormigón.

IX. BIBLIOGRAFIA

Apuntes de clase teoría y práctica Ing. Raúl Camaniero.

X. CALCULOS TIPICOS

Calculo de la resistencia:

P = 19000 Kp = 190000N

Diámetro = 100mm

A = 7853.98mm2