UNIVERSIDAD RAFAEL URDANETA

VICERRECTORADO ACADMICO

DECANATO DE POST-GRADO E INVESTIGACIN

VERIFICACIN DE LA FRMULA DEL

MOP PARA EL CONTROL DE MEZCLAS DE CONCRETO A EDADES

TEMPRANAS

Post-grado de Construccin de Obras Civiles

Especialidad en Edificaciones

MARACAIBO, MARZO DE 2005

DERECHOS

RESERVAD

OS

VERIFICACIN DE LA FRMULA DEL

MOP PARA EL CONTROL DE MEZCLAS DE CONCRETO A EDADES

TEMPRANAS

TRABAJO ESPECIAL DE GRADO PARA OPTAR AL TITULO DE ESPECIALISTA EN: CONSTRUCCIN DE OBRAS CIVILES

MENCIN: EDIFICACIONES PRESENTADO POR: ALEGNY HERNNDEZ

Alegny M. Hernndez Serrano

II

DERECHOS

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OS

NDICE GENERAL

CONTENIDO Pg.

NDICE GENERAL.... III

NDICE DE TABLAS..... VII

NDICE DE GRFICOS...... VIII

RESUMEN..... IX

INTRODUCCIN.. 1

CAPITULO I. EL PROBLEMA

Planteamiento del Problema.... 4

Objetivos de la Investigacin... 6

Objetivo General...... 6

Objetivos Especficos.. 6

Justificacin e Importancia de la Investigacin...... 7

Delimitacin de la investigacin. 8

CAPITULO II. MARCO TERICO

Antecedentes de la Investigacin. 9

Fundamentacin Terica...... 12

Generalidades del Concreto. 12

Clasificacin segn su Resistencia a la Compresin. 13

Clasificacin segn su Peso Unitario... 14

Caractersticas del Cemento 14

Peso Especfico (Densidad).. . 15

Superficie Especfica (Finura). 16

Agua de Amasado... .... 17

III

DERECHOS

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OS

Agua de Mezclado.............................. 17

Agua de Hidratacin 17

Agua Evaporable.. 17

Agua de Curado 18

Caractersticas de los Agregados.............. 19

Clasificacin segn su Tamao.. 20

Clasificacin segn su Procedencia.......... ........ 20

Clasificacin segn su Densidad. 21

Aditivos.... 21

Aditivos Reductores de Agua...... 21

Aditivos Aceleradores de Fraguado..... 22

Aditivos Retardadores de Fraguado.............. 22

Aditivos Plastificantes...... 22

Aditivos Incorporadotes de Aire.............. 22

Tiempo de Fraguado ............... 23

Propiedades del Concreto............... 23

Concreto Fresco... 23

Resistencia del Concreto. 25

Control de Calidad de las Mezclas .. 26

Cuadro de Variables e Indicadores . 27

IV

DERECHOS

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OS

CAPITULO III. MARCO METODOLGICO

Tipo de Investigacin.. 28

Unidad de Anlisis. 28

Procedimiento. 29

Ensayo de Agregados. 29

Diseo de Mezcla de Concreto.. 29

Elaboracin de la Mezcla de Concreto... 29

Prueba de Asentamiento. 29

Elaboracin de Cilindros de Concreto.... 29

Curado de las Probetas Cilndricas. 29

Ensayo a Compresin de los Cilindros de Concreto. 30

Plan de Anlisis de los Resultados.. 30

CAPITULO IV. ANLISIS DE LOS RESULTADOS

Anlisis de los Resultados Obtenidos.. 31

Ensayos Realizados a los Agregados... 31

Granulometra de los Agregados. 31

Pero Unitario Suelto y Compacto..... 34

Peso Especfico y Absorcin del Agregado Grueso 36

Peso Especfico y Absorcin del Agregado Fino

(Gravedad Especifica). 37

Diseo de Mezcla para la Resistencia de 210 kg/cm2. 38

Resultados Obtenidos de los Cilindros de Concreto Ensayados

a Compresin.. 41

Verificacin de las Resistencias Obtenidas con la frmula del

Ministerio de Obras Pblicas (MOP).. 43

CONCLUSIONES. 47

RECOMENDACIONES... 49

REFERENCIAS BIBLIOGRAFAS.... 50

V

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NDICE DE TABLAS

CONTENIDO Pg.

TABLA N 1. Granulometra Piedra Picada de Ro (Frijolito). 50

TABLA N 2. Granulometra Arena del Lago 51

TABLA N 3. Volmenes Compactos de Agregado Grueso por

Unidad de Volumen de Concreto (b/bo)... 57

TABLA N 4. Resultados de los Cilindros Ensayados.... 61

TABLA N 5. Comparacin de las Resistencias Obtenidas con las

Establecidas. Resistencia de Diseo 210kg/cm2.. 63

VI

DERECHOS

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OS

NDICE DE GRFICOS

CONTENIDO Pg.

GRFICO N 1. Resistencia a la Compresin en Funcin de la

Relacin Agua Cemento y la Edad.. 58

VII

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OS

UNIVERSIDAD RAFAEL URDANETA VICERRECTORADO ACADMICO

DECANATO DE POST-GRADO E INVESTIGACIN ESPECIALIZACIN EN CONSTRUCCIN DE OBRAS CIVILES

RESUMEN

VERIFICACIN DE LA FRMULA DEL

MOP PARA EL CONTROL DE MEZCLAS DE CONCRETO A EDADES TEMPRANAS

AUTO: ALEGNY M. HERNNDEZ S.

TUTOR: DAVID J. SOCORRO F. MARZO DE 2005. EL CITADO TRABAJO ESPECIAL DE GRADO TIENE COMO OBJETIVO FUNDAMENTAL VERIFICAR LA APLICACIN DE LA FRMULA DEL MOP PARA EL CONTROL DE CALIDAD DE LAS MEZCLAS DE CONCRETO A EDADES TEMPRANAS CON AGREGADOS DE LA ZONA. PARA EL DESARROLLO DE ESTA INVESTIGACIN SE ELABORARON VEINTIOCHO (28) CILINDROS DE CONCRETO CON ASENTAMIENTO DE 4, PARA UNA RESISTENCIA DE DISEO DE 210 KG/CM2, SIENDO POSTERIORMENTE ENSAYADOS A COMPRESIN UNIAXIAL EN LA MAQUINA UNIVERSAL, A LAS 24 HORAS, 2 DAS, 3 DAS, 4 DAS, 5 DAS, 6DAS Y 7 DAS, CALCULANDO AS LAS RESISTENCIAS ESTABLECIDAS POR LA FRMULA DEL MOP Y COMPARNDOLAS CON LAS RESISTENCIAS OBTENIDAS DE LOS ENSAYOS DE LOS CILINDROS DE CONCRETO. VERIFICANDO QUE LA FRMULA SE CUMPLE A PARTIR DEL 2DO DA DE ENDURECIDA LA MEZCLA DE CONCRETO. LOS RESULTADOS OBTENIDOS DE LOS CILINDROS ENSAYADOS A LAS 24 HORAS, ARROJARON PORCENTAJES DE RESISTENCIAS INFERIORES A LAS ESTABLECIDAS POR LA FRMULA, YA QUE STE ESTABLECE QUE PARA UNA EDAD DE 24 HORAS EL PORCENTAJE DE RESISTENCIA REQUERIDO DEBE SER DEL 50% DE LA RESISTENCIA DE DISEO, Y LOS RESULTADOS OBTENIDOS DE LOS CILINDROS ENSAYADOS A LAS 24 HORAS ARROJARON UN PORCENTAJE DE RESISTENCIA PROMEDIO DEL 45%. DE IGUAL MANERA, SE LOGRO VERIFICAR EL CUMPLIMIENTO DE LAS RESISTENCIAS OBTENIDAS CON LAS RESISTENCIAS ESTABLECIDAS POR LA FRMULA DEL MOP, YA QUE LOS CILINDROS ENSAYADOS A LOS 2 DAS, 3 DAS, 4DAS, 5 DAS, 6DAS Y 7 DAS ARROJARON RESISTENCIAS MAYORES AL 50% DE LA RESISTENCIA DE DISEO.

VIII

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OS

INTRODUCCIN

Los materiales utilizados en la ejecucin de una obra civil deben tener un

riguroso control de calidad, entre estos materiales se encuentra el concreto, que es

tal vez el ms importante. Por lo general, el control del concreto se realiza por

ensayos de rotura a compresin siguiendo los procedimientos establecidos con

una fecha determinada de prueba.

El objetivo fundamental que se persigue con este trabajo de investigacin,

es el estudio y verificacin de las resistencias establecidas por la frmula del

Ministerio de Obras Pblicas (MOP), con las resistencias obtenidas por los

ensayos de resistencia a la compresin uniaxial, para el control de calidad de las

mezclas de concreto a edades inferiores a los siete das y bajo diferentes

condiciones de curado.

La aplicacin de los ensayos de resistencia a la compresin en el concreto,

ha sido uno de los hechos ms importantes en la historia de la tecnologa de la

construccin, porque, hoy en da el crecimiento econmico y social hace que sea

un poco arriesgado esperar 28 das para determinar la calidad de un concreto, ya

que en ese intervalo de tiempo la obra ha avanzado considerablemente.

Muchas estructuras de concreto no se muestran libres de fallas an despus

de periodos muy prolongados de servicio. Cuando presentan grietas o fallas a

compresin estn normalmente asociadas con defectos de construccin,

mala

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elaboracin de las mezclas de concreto o cambios en las condiciones de servicios

de las estructuras. Por dicha razn es necesario la utilizacin de mtodos de

ensayos que determinen en un lapso corto de tiempo un estimado de la resistencia

de un concreto.

En este sentido se realiz el presente trabajo, el cual est estructurado en

captulos presentados de forma siguiente:

En el Captulo I, se explica de una manera ms amplia la necesidad de

elaborar o desarrollar el problema a investigar, cul es la justificacin e

importancia de la investigacin, aclarando igualmente los objetivos, tanto general

como especficos y se plantean los fundamentos del problema

En el Captulo II, se estudia lo referente al planteamiento terico,

describiendo generalmente lo que es el concreto, enfocando su composicin,

dosificacin y propiedades que este presenta. Tambin se describe lo referente a

los ensayos que se realizan a los agregados y el ensayado de resistencia a la

compresin.

En el Captulo III, se exponen los procedimientos realizados para la

preparacin, obtencin y ensayos de las muestras de concreto.

En el Captulo IV, se muestran los clculos y posteriormente se refleja el

anlisis de los resultados obtenidos en los ensayos de compresin aplicados a los

cilindros de muestras de concreto, y con esto resultados se logr determinar la

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verificacin de la frmula del MOP, entre los resultados obtenidos y los

establecidos.

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C A P I T U L O I

EL PROBLEMA

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

Actualmente es necesario garantizar la calidad de los materiales utilizados

en obras civiles, ejecutando ensayos de control de calidad que permitan

determinar su capacidad de carga.

Este tipo de ensayo es aplicado a las mezclas de concreto, ya que es

fundamental para conocer la resistencia deseada, dependiendo del tipo de

estructura que se requiera construir.

De no tomar en cuenta la elaboracin de estos ensayos, se correra el

riesgo de que existan dudas sobre la seguridad de una estructura o de un miembro

y por consecuencia podra fallar, ya que no se ha determinado la capacidad de

carga de la misma. De ocurrir fallas, esto ocasionara tomar medidas de reparacin

que resultan costosas, como demolicin, reconstruccin y prdida de material,

siempre teniendo en cuenta posibles accidentes que arrojen prdidas humanas.

El ensayo ms importante que se le debe realizar a las mezclas de concreto

es el de resistencia a la compresin, el cual, constituye la base para determinar la

calidad del producto.

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La aplicacin de estos ensayos han sido beneficiosos, debido a que se

obtiene un mayor control de la resistencia del concreto, garantizando la veracidad

de los resultados obtenidos en los ensayos y por lo tanto la resistencia de la

estructura, previniendo posibles fallas que puedan producirse por malas

condiciones del concreto.

Debe considerarse este tipo de ensayo como obligatorio o necesario en

cualquier construccin, y que tenga una correcta aplicacin para verificar la

resistencia de las estructuras, obteniendo mejores resultados y mayores niveles de

confiabilidad, evitando riesgos o situaciones de peligro en la misma.

Para determinar la calidad del concreto normalmente s utilaza la

resistencia a la compresin que l mismo posee a los 28 das, esta tradicin se ha

mantenido por aos, debido al auge econmico y social en que vivimos se hace

arriesgado esperar 28 das para conocer la resistencia del concreto utilizado en una

obra, en este sentido se realizan ensayos estimados en un lapso breve de tiempo

para conocer la calidad del mismo.

Los ensayos de resistencia a la compresin son importantes porque con

ellos se denomina la resistencia de las mezclas de concreto a la compresin, es

decir, se controla la calidad del mismo y ofrece ventajas en cuanto a la rapidez en

la que se pueden conocer los resultados, evitando incertidumbres a la hora de

tomar decisiones sobre los datos obtenidos por los ensayos.

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OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIN

OBJETIVO GENERAL

Verificar la aplicacin de la frmula del MOP para el control de calidad de

Mezclas de Concreto a edades tempranas con agregados de la zona.

OBJETIVOS ESPECFICOS

Identificar las caractersticas de los agregados a utilizarse en el

diseo de mezcla de resistencia de 210 kg/cm2 a los 28 das.

Ensayar las probetas cilndricas elaboradas a las 24 horas, 2 das, 3

das, 4das, 5 das, 6 das y 7 das bajo diferentes condiciones de

curado.

Comparar los resultados obtenidos con las resistencias esperadas de

acuerdo a la frmula del MOP.

JUSTIFICACIN E IMPORTANCIA DE LA INVESTIGACIN

Siendo el concreto un material de construccin es indispensable para

cualquier empresa optimizar los costos de los ensayos, mediante procesos cortos y

sistemas ms sencillos, con el fin de buscar seguridad, eficiencia y calidad en las

obras o estructuras.

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Para la elaboracin de estos ensayos se utilizaron probetas cilndricas, con

muestras de mezclas de concreto para la resistencia de diseo de 210 Kg/cm2 a los

28 das. Debido a esta circunstancia (esperar 28 das) se genera un largo tiempo de

espera, por dicha razn se requiere ensayar la resistencia a la compresin de

muestras de mezclas de concreto endurecido a edades tempranas e inferiores a los

7 das, bajo diferentes condiciones de curado, comparando los resultados

arrojados con las resistencias esperadas de acuerdo a la frmula establecida por el

MOP (Antiguo Ministerio de Obras Publicas).

La importancia de este ensayo es la rapidez de la medicin, la cual permite

conocer la resistencia estimada del concreto a las 24 horas despus de elaborados

los cilindros de concreto, as mismo permitir monitorear el comportamiento de la

mezcla (resistencia) durante el tiempo de fraguado, sin esperar los 28 das que son

los requeridos por las normas. Este tipo de herramienta facilita de una forma

prctica los procesos de obtencin de resultados, ms rpidos y confiables.

DELIMITACIN DE LA INVESTIGACIN

Para ejecutar los ensayos de resistencia a la compresin, se seleccion el

Laboratorio de Mecnica de Suelos y Materiales GEOTECNIA, C.A. Para la

ejecucin, estudio y desarrollo de la investigacin, se seleccion el periodo

acadmico comprendido entre los meses de Octubre del 2004 hasta Febrero del

2005. Se realizaran ensayos de resistencia a la compresin de muestras de mezclas

de concreto a edades tempranas e inferiores a los 7 das, comparando los

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resultados con las resistencias esperadas de acuerdo a la frmula establecida por el

MOP (Antiguo Ministerio de Obras Publicas).

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C A P I T U L O II

MARCO TERICO

ANTECEDENTES DE LA INVESTIGACIN

Entre los diversos trabajos de investigacin citados, los cuales se vinculan

con este trabajo se encuentran los siguientes:

Bello Narvez Y Fuenmayor Prez (1998). Dicho trabajo especial de grado

tuvo como objetivo evaluar la resistencia a la compresin uniaxial en muestras de

concreto endurecido de dos, cuatro y seis pulgadas de dimetro y de existir una

variacin de la resistencia del concreto segn la influencia del dimetro

cuantificarla. A su vez, se utilizaron diferentes mtodos para la obtencin de las

mismas, para luego establecer una comparacin entre ellos. Para esta

investigacin se utilizaron dos mtodos para la obtencin de las probetas

cilndricas de dos y cuatro pulgadas de dimetro; los cuales fueron: el mtodo de

extraccin de probetas cilndricas provenientes de cajones de madera y el mtodo

de obtencin de probetas cilndricas por medio de tubos P.V.C., las cuales fueron

debidamente preparadas y ensayadas posteriormente en la prensa universal. Se

logr determinar la influencia del dimetro en la resistencia del concreto, y a su

vez una comparacin entre los mtodos utilizados para la obtencin de las

probetas. La relacin existente entre esta investigacin con la presente, es la

obtencin de las probetas cilndricas por medio de diferentes mtodos, para luego

9

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OS

ser ensayadas a la compresin uniaxil y establecer una comparacin de las

resistencias obtenidas con las resistencias esperadas, y de existir variaciones ya

sea por diferencia de dimetro o por diferencia de las condiciones de curado,

cuantificarlas.

Machado Pea y Portillo Castillo (1999). El citado trabajo especial de

grado tuvo como objetivo fundamental cuantificar en grado de diferencia que

existe entre los ncleos de concreto extrados con el equipo coredrill de dos, tres y

cuatro pulgadas de dimetro con el cilindro normalizado de seis pulgadas de

dimetro. Adems se logr demostrar que a medida que el dimetro de los ncleos

es menos el factor de correlacin o ajuste es mayor. Para esta investigacin se

tomaron muestras de concreto endurecido con el equipo coredrill de dos, tres y

cuatro pulgadas de dimetro y cilindros de concreto fresco de seis pulgadas para

ser ensayados posteriormente a compresin uniaxial en la maquina universal. El

objetivo principal es cuantificar la diferencia que existe entre las resistencias de

cilindros de concreto de varios dimetros con la resistencia del cilindro

normalizado, ensayados a la compresin en la mquina universal, de igual manera

se requiere comparar las resistencias obtenidas de varios cilindros de concreto

elaborados a edades inferiores a los siete das y en diferentes condiciones de

curado con las resistencias ya establecidas, siendo estos cilindros ensayados en la

mquina universal.

Roo Arenas y Ypez Uzcategui (2000). El presente trabajo especial de

grado tuvo como objetivo cuantificar el grado de comparacin que existe entre los

cilindros de concreto a las edades de 24 horas y 28 das. Para esta investigacin se

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tomaron cilindros de concreto para la resistencia de diseo, las cuales fueron de

210 Kg/cm2 y 250 Kg/cm2, siendo posteriormente ensayados a compresin

uniaxial en la mquina universal a las 24 horas y a los 28 das, calculando as el

factor de correlacin para cada resistencia de diseo y se logr demostrar que el

factor de correlacin es apto para cumplir la investigacin planteada. La relacin

que existe entre ambos trabajos especiales de grado, es la comparacin de las

resistencias obtenidas de cilindros de concreto elaborados a edades tempranas o a

las 24 horas con las resistencias obtenidas a los 28 das, para una determinada

resistencia de diseo, siendo los cilindros ensayados a compresin uniaxial, para

luego cuantificar dicha comparacin.

El aporte que se obtuvo de los trabajos de investigacin citados

anteriormente con el presente trabajo de investigacin, es la evaluacin de las

resistencias a la compresin uniaxial de cilindros de concreto endurecido,

tomados de muestras de mezclas concreto fresco y comparndolas para establecer

un factor de correlacin entre ella, ya sea por variaciones del dimetro de los

cilindros y bajo diferentes condiciones de curado, y a edades comprendidas a las

24 horas e inferiores a los 7 das, siento estas resistencias obtenidas comparadas

con las esperadas o establecidas y cuantificarlas.

FUNDAMENTACIN TERICA

GENERALIDADES DEL CONCRETO

Segn Ors Asso (1984). El concreto es una piedra artificial que est

formado por la mezcla de diferentes materiales, cemento, agua y agregados con o

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sin aditivos. Por lo general, los agregados constituyen del 60% al 75% del

volumen total del concreto estructural.

El concreto posee muchas ventajas en comparacin con otros materiales

utilizados en la construccin. Algunos de los factores que influyen en darle al

concreto la gran importancia que tiene, es la facilidad con que se puede moldear,

casi de cualquier forma, mientras aun tiene una consistencia plstica, de igual

manera posee alta resistencia al fuego y tiene una elevada resistencia a la

compresin, pero es frgil a la traccin, por eso, se combina con el acero que tiene

una alta resistencia a la traccin.

La combinacin de estos materiales es conocida como concreto armado, la

cual proporciona muchas ventajas de cada uno de los elementos y a su vez permite

una amplia utilizacin en la construccin de edificaciones, puentes, presas y otros

tipos de estructuras.

De manera que el concreto armado es una piedra artificial esfuerzos de

compresin, traccin y flexin, circunstancia que no se da en las piedras naturales.

La mezcla de cemento, agua, aire y aditivos (cuando son aadidos), forma

lo que se denomina como pasta o pegante. Cuando la mezcla se encuentra en

estado plstico, la pasta acta como lubricante de los agregados, dando fluidez a la

mezcla, lo cual permite que la colocacin y consolidacin del concreto sean

adecuadas ya que un alto grado de confinamiento conduce a una mayor

resistencia.

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Las propiedades del concreto fresco como la consistencia, manejabilidad y

tiempo de fraguado; as como las propiedades del concreto endurecido, la

resistencia a la compresin, resistencia a la tensin, durabilidad, resistencia a la

corrosin, etc., se pueden controlar seleccionando en forma minuciosa las

caractersticas y proporciones de los componentes primarios del concreto para una

mezcla de diseo adecuada dependiendo de las condiciones especificadas en un

proyecto dado, es decir, del material cementante, el agua y los agregados. El

concreto se ha clasificado segn su resistencia a la compresin y segn se peso

unitario. Estas clasificaciones son las siguientes:

Clasificacin segn su Resistencia a la Compresin:

Los concretos que normalmente se utilizan para construcciones

corrientes, tienen una resistencia a la compresin a los 28 das de edad

comprendida entre los 70 kg/cm2 y 350 kg/cm2, entre estos valores el ms

empleado es de 210 kg/cm2. En el caso de la industria de elementos prefabricados

los concretos tienen resistencias mayores y tcnicas de fabricacin especiales.

Clasificacin segn su Peso Unitario: En nuestro medio el uso del concreto

elaborado a base de agregados ptreos naturales de peso normal, cuyo peso

unitario es del orden de 2300 kg/cm3 de concreto, es el ms comn y

generalmente.

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CARACTERSTICAS DEL CEMENTO

Segn Ors Asso (1984). Es el material que se encarga de unir entre s

partculas de agregados formando una pasta monoltica que se denomina cemento,

es por excelencia el pegante ms verstil y adems es el elemento activo en una

mezcla de concreto.

El cemento es un material que tiene propiedades de adherencia y cohesin,

las cuales les permiten unir fragmentos minerales entre s para formar un todo

compacto con resistencia y durabilidad adecuada. En construccin y en la

fabricacin de concreto para estructuras, es utilizado el cemento Prtland, el cual

tiene la propiedad de fraguar y endurecer en presencia de agua, ya que con ella

experimenta una reaccin qumica. Este proceso se llama hidratacin, por lo cual

son tambin llamados cementos hidrulicos.

Las propiedades fsicas y mecnicas del cemento Prtland, permiten

completar las propiedades qumicas y reconocer algunos otros aspectos de su

bondad como material cementante. Estas propiedades dependen del estado en el

cual se encuentre y son medidas a travs de ensayos que se pueden clasificar en

ensayos sobre el cemento puro, sobre la pasta de cemento y sobre el mortero, los

cuales determinan las caractersticas fsicas y mecnicas del cemento antes de ser

utilizado. Ellas son:

Peso Especfico (Densidad): La densidad o peso especfico del cemento, es la

relacin existente entre la masa de una cantidad dada y el volumen absoluto de esa

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masa. Su valor varia muy poco y en un cemento Prtland normal cuando no hay

adiciones distintas al yeso, suele estar comprendida entre 3,10 y 3,15 gr/cm3. El

pero especfico del cemento no indica directamente la calidad del mismo, pero a

partir de l se puede deducir otras caractersticas cuando se analiza en conjunto

con otras propiedades. Su utilizacin est relacionada con el diseo y control de

las mezclas de concreto, debido a que stas se disean por peso para un volumen

unitario de concreto (generalmente 1 m3), de manera que es necesario saber el

volumen que ocupa una masa determinada de cemento dentro de 1 m3 de

concreto. Esto se hace aplicado la ecuacin que establece que la densidad de un

material es igual a su peso dividido por su volumen (Densidad = Peso / Volumen).

Superficie Especfica (Finura): La finura es una de las propiedades fsicas ms

importantes del cemento, ya que est ntimamente ligada al valor hidrulico.

Puesto que la hidratacin de los granos de cemento ocurre desde la superficie

hacia el interior, el rea superficial total de las partculas del cemento constituye el

material de hidratacin. El tamao de los granos, o sea la finura del cemento, tiene

una gran influencia sobre sus propiedades, especialmente sobre la velocidad de

hidratacin, desarrollo de calor, retraccin y aumento de resistencia con la edad.

As una molienda muy fina da lugar a cementos que endurecen ms rpidamente y

por lo tanto tambin tienen un desarrollo rpido de resistencia. Sin embardo, un

alto grado de finura representa un costo considerable debido a que aumenta el

tiempo de molienda; adems, cuando ms fino sea un cemento, se deteriorar con

mayor rapidez por la exposicin a la atmsfera.

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Adicionalmente libera mayor cantidad de calor de hidratacin dando una

mayor retraccin y por lo tanto es ms susceptible a la figuracin, pero un

cemento fino, exuda menos que uno ms grueso, debido a que retiene mejor el

agua al tener mayor superficie de hidratacin. Los cementos con granos muy

gruesos se hidratan y endurecen muy lentamente y pueden producir exudacin de

agua por su escasa capacidad de retenerla.

AGUA DE AMASADO

Segn Ors Asso (1984). Por lo general se recomienda que el agua sea

potable, si el agua es bastante buena para tomarla, se considera lo suficientemente

buena para hacer concreto; sin embargo, el sabor, olor o la fuente de

abastecimiento sola no deben tomarse como razones suficientes para rechazar

cualquier agua.

El agua ocupa un papel preponderante en las reacciones del cemento

durante el estado plstico, el proceso de fraguado y el estado endurecido de un

concreto o mortero. El agua se puede definir como aquel componente del concreto

en virtud del cual, el cemento experimenta reacciones qumicas que le dan la

propiedad de fraguar y endurecer para formar un slido nico con los agregados.

Agua de Mezclado: El agua de mezclado, est definida como la cantidad de agua

por volumen unitario, para producir una pasta eficientemente hidratada, con una

fluidez tal que permita una lubricacin adecuada de los agregados cuando la

mezcla se encuentra en estado plstico. El agua de mezclado tambin se puede

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definir como aquella agua que se aade a las mezclas de concreto o morteros para

darles la fluidez necesaria para manejarlas, colocarlas y que despus reaccionara

en parte con el cemento dndole a la mezcla las propiedades resistentes. En las

normas para concreto se establecen requisitos a las aguas de mezclado, las cuales

no deben contener compuestos salinos ni determinadas concentraciones inicas

superiores a lo estipulado en la normas, ni valores de pH fuera de los establecidos,

ni sustancias nocivas en cantidades superiores a los limites mximos fijados.

Agua de Hidratacin: El agua de hidratacin es aquella parte del agua original

de mezclado que reacciona qumicamente con el cemento para pasar a formar

parte de la fase slida del gel. Es tambin llamada no evaporable por que en una

porcin de pasta hidratada se conserva a 0% humedad del ambiente y 110 C de

temperatura.

Agua Evaporable: El agua restante que existe en la pasta, es agua que puede

evaporarse a 0% humedad relativa del ambiente y 110 C de temperatura, pero no

se encuentra libre en su totalidad. El gel cemento cuya caracterstica sobresaliente

es un enorme desarrollo superficial interno, ejerce atraccin molecular sobre una

parte del agua evaporable y la mantiene atrada. El agua evaporable puede estar en

tres condiciones distintas, de acuerdo con su proximidad a la superficie del gel:

a.- Agua de Absorcin: Es una capa molecular de agua, que se haya fuertemente

adherida a la superficie del gel por fuerzas intermoleculares de atraccin, es

llamada tambin agua activa, por su influencia en el comportamiento del

concreto bajo carga.

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b.- Agua Capilar: Es el agua que ocupa los poros capilares de la pasta de concreto

y esta sujeta a ella.

c.- Agua Libre: Es la que se encuentra fuera de la influencia de las fuerzas de

superficie, de tal modo que tiene completa movilidad y puede evaporarse con

facilidad.

Agua de Curado: El curado puede definirse como el conjunto de condiciones

necesarias para que la hidratacin de la pasta evolucione sin interrupcin hasta

que todo el cemento se hidrate y el concreto alcance sus propiedades potenciales

de resistencia.

CARACTERSTICAS DE LOS AGREGADOS

Segn Roo Arenas y Ypez Uzcategu (2000). Los agregados constituyen

aproximadamente del 60% al 75% del volumen total del concreto y en

consecuencia influyen mucho en el costo econmico y en las propiedades tanto

del concreto fresco como del endurecido. Las propiedades fsicas del concreto que

podran resultar afectadas por las caractersticas del agregado incluyen el peso

unitario, la manejabilidad, el mdulo de elasticidad, resistencia, contraccin, flujo

plstico, comportamiento trmico, durabilidad y resistencia a la compresin. Los

agregados tambin llamados ridos, son aquellos materiales inertes, de forma

granular, naturales o artificiales, que aglomerados por el cemento Prtland y en

presencia de agua conforman un todo compacto conocido como concreto.

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Como agregado para el concreto se puede considerar todos aquellos

materiales que teniendo una resistencia propia suficiente no perturban, ni afectan

las propiedades y caractersticas del concreto y garantizan una adherencia

suficiente con la pasta endurecida de cemento Prtland. En general, la mayora

son materiales inertes, es decir, que no desarrollan ningn tipo de reaccin con los

dems constituyentes del concreto, especialmente con el cemento.

Clasificacin segn su Tamao: La distribucin del tamao de las partculas es

lo que se conoce con el nombre de granulometra. La fraccin fina de este

material, cuyas partculas tienen un dimetro inferior a 4,76 mm y no menor de

0.074 mm, es lo que comnmente se llama arena o agregado fino y la fraccin

gruesa, o sea aquellas partculas que tienen un dimetro superior a 4,76 mm es la

que normalmente se denomina piedra o agregado grueso. En trminos generales,

son todas aquellas partculas que pasan por el tamiz # 4.

Clasificacin segn su Procedencia: La procedencia de los agregados puede ser

de fuentes naturales o artificiales. Los Agregados Naturales son los que proviene

de la explotacin de fuentes naturales tales como: depsitos de arrastres fluviales

(arena y grava de ro) o de glaciares (canto rodado), de canteras de diversas rocas

y piedras naturales. Los Agregados Artificiales son aquellos que se obtienen a

partir de productos y procesos industriales, tales como: arcillas expandidas,

escorias de alto hornos, limaduras de hierro u otros.

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Clasificacin segn su Densidad: La densidad depende de la capacidad de la

masa por unidad de volumen y del volumen de los poros, ya sea por agregados

naturales o artificiales.

ADITIVOS

Segn Bello Narvez y Fuenmayor Prez (1998). Son sustancias qumicas

que se incorporan al concreto antes o durante el mezclado, en una porcin

determinada segn su finalidad en la fabricacin del concreto o mortero, los

aditivos pueden ser utilizados para modificar las propiedades de estos materiales,

tanto para su comportamiento en estado fresco, como posteriormente en estado

endurecido. De manera que los hagan ms adecuado para las condiciones de

trabajo, tambin pueden ser usados por razones de orden econmico ya que

permite en algunos casos reducir los costos de fabricacin.

Aditivos Reductores de Agua: Estos aditivos a menudo actan como

retardadores de fraguado cuando se usan en cantidad suficiente. Usualmente se

logra disminuir de un 8% a 12% del contenido de agua, pudindose llegar hasta

un 15% o ms. Cuando se desea retardar el tiempo de fraguado, se puede usar los

reductores de agua sin modificarlos.

Aditivos Aceleradores de Fraguado: Se utiliza en los vaciados de concreto en

climas fros donde conviene normalizar la rapidez del endurecimiento,

permitiendo as la remocin temprana de los moldes o encofrados. No se debe

exceder del 2% en peso del cemento la cantidad de aditivo, pues el concreto puede

endurecerse muy rpidamente, dando pie a la corrosin del acero de refuerzo.

DERECHOS

RESERVAD

OS

Aditivos Retardadores de Fraguado: Son los que retrasan el proceso de

hidratacin del cemento, y por consiguiente se alarga el tiempo de fraguado y la

trabajabilidad de la mezcla. Estos aditivos pueden ser necesarios para la

eliminacin de juntas entre vaciados sucesivos de concreto de gran masa, para

transportar concretos a largas distancias y en casos donde se debe vaciar concreto

bajo elevadas temperaturas, en concretos premezclados o cuando va a ser

colocado por bombeo.

Aditivos Plastificantes: Se usan con el objeto de aumentar la plasticidad del

concreto a tal grado que resulte bastante fluido. Se agrega generalmente en obra

antes del vaciado, adicionndolo en la mezcladora y solo se detecta cuando la

mezcla esta en vibracin. El uso principal de este aditivo es para controlar el

concreto en lugares de difcil accesos.

Aditivos Incorporadotes de Aire: Son sustancias que al mezclarse con los

componentes del concreto, produce una gran cantidad de diminutas burbujas que

se distribuyen uniformemente dentro de la masa de concreto y modifica las

propiedades del material, tanto en estado fresco como en estado endurecido.

TIEMPO DE FRAGUADO

Segn Ors Asso (1984). Despus de completar el mezclado, el concreto

endurece gradualmente hasta que se hace rgido. Las caractersticas del

endurecimiento de una pasta de cemento las determinan las pruebas para

establecer el tiempo de fraguado. Durante el proceso de hidratacin de los

DERECHOS

RESERVAD

OS

componentes del cemento, las dos etapas que se usan para describir las

caractersticas de fraguado de la pasta de cemento son el fraguado inicial y el

final.

La determinacin del tiempo de fraguado es importante para saber si es

necesario utilizar aditivos que controlen la velocidad del fraguado (retardadores o

aceleradores), con el fin de regular los tiempos de mezclado y transporte, de

manera que no se vaya a ver afectada la manejabilidad, ni la resistencia de la

mezcla.

PROPIEDADES DEL CONCRETO

Concreto Fresco: Todas las propiedades del concreto en estado endurecido

dependen en mayor o menor grado de sus caractersticas en estado fresco

(plstico), especialmente en los procesos de mezclado, transporte, colocacin,

compactacin y terminado. A continuacin las propiedades ms importantes del

concreto fresco:

a.- Manejabilidad o Trabajabilidad: Segn el comit 211 de la ACI, la

manejabilidad conocida tambin como trabajabilidad, se considera como aquella

propiedad del concreto mediante la cual se determina su capacidad para ser

colocado y consolidado apropiadamente y para ser terminado sin segregacin

daina alguna.

DERECHOS

RESERVAD

OS

b.- Consistencia: Se refiere a su estado de fluidez, es decir, que tan dura (seca) o

blanda (fluida) es una mezcla de concreto cuando se encuentra en estado

plstico, por lo cual se dice que es el grado de humedad de la mezcla.

c.- Plasticidad: Se denomina plasticidad a una consistencia tal del concreto que

pueda ser fcilmente moldeado, pero que le permita al concreto fresco

cambiar de forma lentamente si se saca del molde. Por tal razn, no pueden

considerarse como mezclas de consistencia plstica las muy secas, ni las

muy fluidas.

d.- Manejabilidad: Para medir la manejabilidad de una mezcla de concreto

fresco se utiliza el ensayo de asentamiento, este es el ensayo ms usado en

el mundo por su simplicidad y rapidez, el mide la consistencia o fluidez de

una mezcla fresca de concreto, cuyo tamao mximo de agregado grueso

puede ser hasta de 50.8 mm (2).

RESISTENCIA DEL CONCRETO

Segn Machado Pea y Portillo Castillo (1999). La resistencia del

concreto se determina en muestras del material tomadas cuando este se encuentra

en estado fresco, antes de ser colocado en la obra, por lo tanto no se puede reflejar

la calidad real que va a tener el material en el elemento estructural, la cual podra

desarrollarse plenamente si son adecuadas las operaciones de colocacin y curado.

DERECHOS

RESERVAD

OS

Hasta el momento de la toma de la muestra, la calidad del concreto pudo

haber sido alterada por dos razones: por alteracin de la relacin agua / cemento o

por alteraciones por segregacin.

La relacin agua / cemento condiciona la resistencia del concreto por lo

cual esta relacin es uno de los parmetros fundamentales para el control del

concreto, cuando ms estable se logra mantener, menores variaciones presenta el

material y cuanto ms baja es, ms altas sern las resistencias; es decir, a medida

que se aade agua, crece la plasticidad y fluidez de la mezcla, pero la resistencia

disminuye como consecuencia del mayor volumen de huecos creados por el agua

libre. Para una relacin agua / cemento dada se selecciona la mnima cantidad de

cemento, en kilos por metros cbicos (kg/m3) de concreto, que proporcione la

manejabilidad deseada.

La resistencia a la compresin es la caracterstica ms importante de una

mezcla de concreto, a partir de ella se estudian otras propiedades como: la

resistencia a la traccin, mdulo de elasticidad y resistencia al corte, entre otros.

En cuanto a la relacin agua / cemento, en trminos generales, la

resistencia del concreto se determina por la cantidad neta de agua utilizada por

cantidad unitaria de cemento, para un conjunto dado de materiales y condiciones.

Las propiedades y resistencia de cualquier sistema heterogneo dependen

de las caractersticas fsicas y qumicas de sus constituyentes y de las

interacciones entre ellos mismos. En resumen, la resistencia del concreto se rige

DERECHOS

RESERVAD

OS

principalmente por la resistencia e interaccin de sus fases constituyentes. Entre

los innumerables factores que afectan la resistencia del concreto endurecido,

independientemente de la calidad y tipo de materiales que lo constituyen, se

detectan los siguientes: contenido de cemento, tamao mximo del agregado

grueso, fraguado del concreto, edad del concreto, curado del concreto,

temperatura.

CONTROL DE CALIDAD DE LAS MEZCLAS

Segn Bello Narvez Y Fuenmayor Prez (1998). Debido a que el

concreto es un material que debe sus caractersticas a los componentes que

conforman la mezcla, en funcin de esto estar relacionada la calidad del

concreto.

Par realizar un buen control de las mezclas de concreto es necesario

practicar varios ensayos dependiendo de los requisitos y exigencias de la obra,

entre algunos de los ensayos que se realizan al concreto para verificar su calidad

se encuentran: fraguado, curado, exudado, modulo de elasticidad, consistencia,

peso unitario, contenido de aire, etc., especficamente el de resistencia a la

compresin, que es el principal ensayo tomado en cuenta para determinar la

calidad del concreto.

DERECHOS

RESERVAD

OS

CUADRO DE VARIABLES E INDICADORES

VARIABLE DIMENSIONES INDICADORES

Frmula del MOP, Control de Calidad de las mezclas de concreto

* Caractersticas de los agregados. * Mezcla de concreto con los agregados seleccionados. * Ensayo de resistencia a la compresin y comparar resultados obtenidos.

- Tipo de agregados. - Granulometra de los agregados. - Peso unitario, suelto y compacto. - Peso especfico y absorcin. - Cantidad de agregado (arena y piedra). - Cantidad de agua. - Cantidad de cemento requerida. - Ensayar los cilindros de concreto a las 24 horas, 2 das, 3 das, 4 das, 5 das, 6 das y 7das. - Comparar las resistencias obtenidas con las establecidas por la frmula del MOP.

DERECHOS

RESERVAD

OS

C A P I T U L O I I I

MARCO METODOLGICO

TIPO DE INVESTIGACIN

Segn Hernndez Sampieri (1998), es del tipo Descriptiva. Definicin de

Investigacin Descriptiva: Los estudios descriptivos buscan especificar las

propiedades importantes de personas, grupos, comunidades o cualquier otro

fenmeno que sea sometido a anlisis. Miden o evalan diversos aspectos,

dimensiones o componentes del fenmeno a investigar. Desde el punto de vista

cientfico, describir es medir. Esto es, en un estudio descriptivo se selecciona una

serie de cuestiones y se mide cada una de ellas independientemente, para as

(vlgase la redundancia) describir lo que se investiga.

Los estudios descriptivos se centran en medir con la mayor precisin

posible. En esta clase de estudios el investigador debe ser capaz de definir qu se

va a medir y como lograr precisin en esa medicin. Asimismo, debe ser capaz de

especificar quienes deben estar incluidos en la medicin.

UNIDAD DE ANLISIS

Segn Balestrini (S.F.) Se entiende por unidad de anlisis a los objetos

que van ha ser estudiados y medidos, que sean elementos de donde se tomar la

informacin para los objetivos de la investigacin. En nuestro caso, se tomara una

DERECHOS

RESERVAD

OS

poblacin de 28 cilindros de concreto para una resistencia de diseo de 210

kg/cm2, con un asentamiento de 4 para ser ensayados a la compresin uniaxial.

PROCEDIMIENTO

9 ENSAYO DE AGREGADOS:

Anlisis Granulomtrico Determinacin del Peso Unitario Suelto y Compacto Peso Especfico y Absorcin del Agregado Grueso Peso Especfico y Absorcin del Agregado Fino (Gravedad

Especfica)

9 DISEO DE MEZCLA DE CONCRETO (Mtodo de la AVPC)

9 ELABORACIN DE LA MEZCLA DE CONCRETO:

Proceso de Mezclado Manual

9 PRUEBA DE ASENTAMIENTO

9 ELABORACIN DE CILINDROS DE CONCRETO

9 CURADO DE LAS PROBETAS CILNDRICAS

9 ENSAYO A COMPRESIN DE LOS CILINDROS DE CONCRETO

DERECHOS

RESERVAD

OS

PLAN DE ANLISIS DE LOS RESULTADOS

Se elaborar la mezcla de concreto seleccionando y ensayando

previamente los materiales que la conforman, luego se ejecutarn los cilindros de

concreto (para fines de esta investigacin sern 28 cilindros) para una resistencia

de diseo de 210 kg/cm2, con un asentamiento de 4, posteriormente se

sumergirn en agua para el cumplimiento del tiempo s fraguado y se ensayaran a

la compresin uniaxial.

Se dividirn en cuatro cilindros por das para ser ensayados a las 24 horas,

2 das, 3 das, 4 das, 5 das 6 das y 7 das. Obtenido los resultados se verificara la

resistencia de los mismos con lo establecido por la frmula del MOP.

DERECHOS

RESERVAD

OS

4

C A P I T U L O IV

ANLISIS DE LOS RESULTADOS

En el presente captulo se muestran los resultados obtenidos por los

ensayos de resistencia a la compresin realizados a los cilindros de concreto,

seguido se muestran los clculos correspondientes para la obtencin de las

resistencias y verificacin con la frmula establecida por el MOP.

ENSAYOS REALIZADOS A LOS AGREGADOS

A continuacin se presenta el desarrollo de los clculos efectuados y los

resultados obtenidos de los ensayos realizados a los agregados (Finos y Gruesos),

para la elaboracin del diseo de la mezcla de concreto de resistencia a la

compresin a los 28 das de 210 kg/cm2.

GRANULOMETRA DE LOS AGREGADOS

Resultados obtenidos en los ensayos de granulometra a los

agregados finos y gruesos:

Piedra de Ro Picada: Tamao Mximo Nominal (TMN): 3/4;

Caractersticas: Graba Limpia; Color: Blanco Grisceo.

Arena del Lago: Caractersticas: Arena Limpia; Color: Blanco Grisceo.

DERECHOS

RESERVAD

OS

TABLA N 1

Granulometra Piedra de Ro Picada (Frijolito)

FRACCI GRANULAR GRUESA Peso Total

(T): 1.693 gr. Peso Acumulado N 4

(A): 1.621,8 gr. Peso Pasa N 4 (Ba): 71,2 gr

TAMIZ PESO

RETENIDO (gr.)

% RETENIDO PARCIAL

% RETENIDO

ACUMILADO

% PASANTE

3 2 1 1 108,1 6,4 6,4 93,6 609,1 36,0 42,4 57,6 3/8 512,7 30,3 72,7 27,3 369,6 21,8 94,5 5,5 N 4 22,3 1,3 95,8 4,2

FRACCIN GRANULAR FINA

TAMIZ PESO

RETENIDO (gr.)

N 8 8,4 0,5 96,3 3,7 N 10 N 16 2,6 0,2 96,5 3,5 N 20 N 30 2,8 0,2 96,7 3,3 N 40 N 50 2,2 0,2 96,9 3,1 N 60 N 80 N 100 5,5 0,3 97,2 2,8 N 200 5,6 0,3 97,5 2,5

Pasa200 43,7 2,5 100,0

DERECHOS

RESERVAD

OS

TABLA N 2

Granulometra Arena del Lago

FRACCI GRANULAR GRUESA Peso Total

(T): 498,9 gr. Peso Acumulado N 4

(A): - gr. Peso Pasa N 4 (Ba): 498,9 gr

TAMIZ PESO

RETENIDO (gr.)

% RETENIDO PARCIAL

% RETENIDO

ACUMILADO

% PASANTE

3 2 1 1 3/8 N 4

FRACCIN GRANULAR FINA

TAMIZ PESO

RETENIDO (gr.)

N 8 0,7 0,1 0,1 99,9 N 10 N 16 12,3 2,5 2,6 97,4 N 20 N 30 105,2 21,1 23,7 76,3 N 40 N 50 150,0 30,1 53,8 46,2 N 60 N 80 N 100 200,0 40,1 93,9 6,1 N 200 28,4 5,7 99,6 0,4

Pasa200 2,3 0,4 100,0

DERECHOS

RESERVAD

OS

Modulo de Finura (MF)

0.1 + 2.6 + 23.7 + 53.8 + 93.9

MF = = 1.74 % 100

PERO UNITARIO SUELTO Y COMPACTO

A continuacin se presentan los resultados obtenidos de los ensayos de

Peso Unitario Suelto y Compacto de los agregados

ARENA DEL LAGO

Peso Unitario Seco y Suelto (PUSS): Peso de Molde = 7630

Peso del Molde + Arena (tres muestras):

P1 = 15815; P2 = 15800; P3 = 15810

Ptotal = 47425

Factor de Calibracin = 0,189

15815 + 15800 + 15810 PUSS = = 15808,33 7630 = 8178,33 x 0,189

3

PUSS = 1546 kg/m3

Peso Unitario Seco y Compacto (PUSC): Peso de Molde = 7630

Peso del Molde + Arena (tres muestras):

P1 = 16490; P2 = 16500; P3 = 16515

DERECHOS

RESERVAD

OS

Ptotal = 49505

Factor de Calibracin = 0,189

16490 + 16500 + 16515 PUSC = = 16501,67 7630 = 8871,67 x 0,189

3

PUSC = 1677 kg/m3

PIEDRA DE RO PICADA (FRIJOLITO)

Peso Unitario Seco y Suelto (PUSS): Peso de Molde = 7630

Peso del Molde + Piedra (tres muestras):

P1 = 14854; P2 = 14880; P3 = 14868

Ptotal = 44602

Factor de Calibracin = 0,189

14854 + 14880 + 14868 PUSS = = 14867,33 7630 = 7237,33 x 0,189

3

PUSS = 1368 kg/m3

Peso Unitario Seco y Compacto (PUSC): Peso de Molde = 7630

Peso del Molde + Piedra (tres muestras):

P1 = 15200; P2 = 15198; P3 = 15206

Ptotal = 45604

Factor de Calibracin = 0,189

15200 + 15198 + 15206

DERECHOS

RESERVAD

OS

PUSC = = 15201,33 7630 = 7571,33 x 0,189 3

PUSC = 1431 kg/m3

PESO ESPECFICO Y ABSORCIN DEL AGREGADO GRUESO

A continuacin se presentan los resultados obtenidos de los ensayos se

Peso Especifico y Absorcin del agregado grueso.

W1

= x 100 W2 W3 W2 W1

% A = x 100 W1 Donde:

: Peso Especifico.

W1 : Peso en el aire de la muestra sacada del horno (en gr).

W2 : Peso en el aire de la muestra saturada con superficie seca (en gr).

W3 : Peso en agua de la muestra saturada (en gr).

A : Absorcin (en %).

W1 = 200,7 gr.

W2 = 204,8 gr.

W3 = 126,6 gr.

W1 200,7

= = = 2,512 gr/cm3 ; = 2512 kg/m3 W2 W3 204,8 126,6

DERECHOS

RESERVAD

OS

W2 W1 204,8 200,7 % A = = x 100 = 2,89 %

W1 200,7 PESO ESPECIFICO Y ABSORCIN DEL AGREGADO FINO (Gravedad

Especifica).

A continuacin se presentan los resultados obtenidos de los ensayos se

Peso Especifico y Absorcin del agregado fino.

W1 = x 100

Wa + W Wp W W1

% A = x 100 W1 Donde:

: Peso Especifico.

Wp : Peso del picnmetro lleno con la muestra y agua (en gr).

Wa : Peso del picnmetro lleno con agua (en gr).

W1 : Peso de la muestra secada al horno (en gr).

W : Peso de la muestra saturada con superficie seca (en gr).

A : Absorcin (en %).

Wp = 104,37 gr.

Wa = 426,34 gr.

W1 = 116,82 gr.

W = 117,47 gr. W1 116,82

= = = 2,638 gr/cm3 Wa + W Wp 426,34 + 117,47 104,37

DERECHOS

RESERVAD

OS

= 2638 kg/m3

W W1 117,47 116,82 % A = = x 100 = 0.56 %

W1 116,82 DISEO DE MEZCLA PARA LA RESISTENCIA DE 210 Kg/cm2

El mtodo utilizado para determinar la dosificacin de la mezcla de

concreto es el Mtodo de la Asociacin Venezolana de Productores de Cemento.

A continuacin se presentan los clculos realizados para la obtencin de la

dosificacin de la mezcla de concreto, para una resistencia de diseo de 210

kg/cm2 a los 28 das.

Cemento utilizado = Mara

Peso Especifico del Cemento = 3150 kg/m3

Asentamiento = 4 (10,16 cm)

Procedimiento de Calculo de la Dosificacin:

1.- Elegir la relacin agua cemento. Esta relacin se obtiene del Grafico N 1.

Relacin a/c = 0,64

2.- Determinar el Tamao Mximo Nominal del agregado grueso. Este valor se

obtiene del anlisis granulomtrico.

TMN =

DERECHOS

RESERVAD

OS

3.- Obtener de los ensayos respectivos el peso especfico y peso unitario seco y

compacto (PUSC) del agregado grueso, para calcular el volumen absoluto de un

metro cbico de agregado grueso compacto (bo).

PUSC + (% A x PUSC) 1431 + (0,0289 x 1431)

bo = = = 0,5861 m3 Peso Especfico 2512

4.- Obtener el valor del volumen del agregado grueso por metro cbico de

concreto (b/bo). Se obtiene de la Tabla N 3.

b/bo = 0,69

5.- Obtencin del contenido de agua de la mezcla para agregados saturados con

superficie seca (W2).

Volumen de Agua = 204,8 Lts/m3

6.- Calcular la cantidad de cemento requerida por metro cbico de concreto (C),

determinar el volumen de cemento (Vcem) y el volumen de pasta de cemento

(Vpc).

Vol. de Agua 204,8

C = = = 320 kg/m3 Relacin a/c 0,64

C 320 Vcem. = = = 0,1016 m3

Peso Espec. Cem. 3150

Vpc = Vcem + Vol. de Agua = 0,1016 + 0,2048 = 0,3064 m3

DERECHOS

RESERVAD

OS

7.- Calcular el volumen absoluto de los agregados como diferencia entre un metro

cbico y el volumen de la pasta de cemento.

Vabs = 1 m3 Vpc = 1 0,3064 = 0,6936 m3

8.- Calcular el volumen absoluto de arena por metro cbico de concreto.

Varena = Vabs b = 0,6936 0,4044 = 0,2892 m3

b = b/bo x bo = 0,69 x 0,5861 = 0,4044 m3

9.- Se convierten los componentes del metro cbico de concreto, calculados en

volumen absoluto, en peso, multiplicando los volmenes por su respectivo peso

especifico.

Resultados en Peso por metro cbico:

Cemento = 320 kg/m3

Agua = 204,8 Lts/m3

Arena = 762,9 kg/m3

Piedra = 1026,9 kg/m3

Peso del Concreto = 2314,6 kg/m3

DERECHOS

RESERVAD

OS

GRAFICO N 1

Resistencia a la Compresin en Funcin de la

Relacin Agua Cemento y la Edad

DERECHOS

RESERVAD

OS

TABLA N 3

VOLMENES COMPACTOS DE AGREGADO GRUESO POR UNIDAD

DE VOLUMEN DE CONCRETO (b/bo)

Mdulo de Finura de la Arena Tamao Mximo

del Agregado

Grueso (mm) 2,00 2,20 2,40 2,60 2,75 2,90 3,10

9,5 (3/8) 0,54 0,52 0,50 0,47 0,45 0,42 0,39

12,7 (1/2) 0,61 0,59 0.57 0,55 0,53 0,51 0,48

19 (3/4) 0,69 0,67 0,65 0,63 0,62 0,60 0,58

25 (1) 0,72 0,70 0,60 0,67 0,66 0,65 0,63

38 (1/2) 0,76 0,75 0,73 0,72 0,71 0,70 0,68

51 (2) 0,79 0,78 0,76 0,75 0,74 0,73 0,71

76 (3) 0,82 0,81 0,80 0,79 0,78 0,77 0,76

152 (6) 0,87 0,87 0,86 0,85 0,84 0,83 0,82

RESULTADOS OBTENIDOS DE LOS CILINDROS DE CONCRETO

ENSAYADOS A COMPRESIN

En las siguientes tablas se muestran los resultados arrojados por los

cilindros de concreto ensayados a compresin, las densidades, el asentamiento, las

dimensiones y los porcentajes de resistencia obtenidos. (TABLA N 4)

VERIFICACIN DE LAS RESISTENCIAS OBTENIDAS CON LA

FRMULA DEL MINISTERIO DE OBRAS PBLICAS (MOP).

DERECHOS

RESERVAD

OS

1,285 x j + 8 Rj = x R28

j + 16

Donde:

Rj = Resistencia obtenida para la edad deseada.

j = Edad deseada.

R28 = Resistencia de Diseo.

A continuacin se presenta la comparacin de los resultados de las

resistencias establecidas por la frmula del Ministerio de Obras Pblicas (MOP),

con las resistencias obtenidas de los ensayos a compresin de los cilindros de

concreto. (TABLA N 5)

DERECHOS

RESERVAD

OS

TABLA N 5

Comparacin de las Resistencias Obtenidas con las Establecidas

Resistencia de Diseo 210 kg/m3

Cilindro # Edad RC Obtenida (kg/cm3) RC Establecida

(kg/cm3) 1 1 da 90,54 114,69 2 1 da 99,03 114,69 3 1 da 94,03 114,69 4 1 da 91,54 114,69 5 2 das 127,69 123,31 6 2 das 125,72 123,31 7 2 das 124,07 123,31 8 2 das 131,54 123,31 9 3 das 145,81 131,02 10 3 das 147,64 131,02 11 3 das 138,44 131,02 12 3 das 144,91 131,02 13 4 das 163,45 137,97 14 4 das 159,86 137,97 15 4 das 162,02 137,97 16 4 das 157,03 137,97 17 5 das 183,52 144,25 18 5 das 180,26 144,25 19 5 das 177,79 144,25 20 5 das 176,92 144,25 21 6 das 187,82 149,95 22 6 das 189,57 149,95 23 6 das 186,74 149,95 24 6 das 188,16 149,95 25 7 das 203,72 155,17 26 7 das 192,40 155,17 27 7 das 198,55 155,17 28 7 das 202,46 155,17

Los resultados obtenidos de los cilindros de concreto endurecido

ensayados a compresin a las 24 horas (1 da), arrojaron porcentajes de

resistencias inferiores a los establecidos por la frmula del MOP, ya que sta

establece (vlgase la redundancia) que para una edad de 24 horas el porcentaje de

DERECHOS

RESERVAD

OS

resistencia requerido debe ser del 50% de la resistencia de diseo (210 kg/cm2) y

los resultados obtenidos de los cilindros ensayados a las 24 horas arrojaron un

porcentaje de resistencia promedio de un 45%. Por lo tanto, si se desea obtener

una resistencia del 50% a la edad mencionada se recomienda (en laboratorio)

prolongar el tiempo de secado de las muestras de concreto (24 horas), ya que la

falta de exudacin (perdida de agua) en las misma provoco resultados de

resistencias ms bajos a los establecidos, por otra parte, se recomienda la adicin

de aditivos a las mezclas de concreto. De igual manera, se logro verificar el

cumplimiento de las resistencias obtenidas con las resistencias establecidas por la

frmula del MOP, para un diseo de 210 kg/cm2, ya que los cilindros ensayados a

los 2 das, 3 das, 4das, 5 das, 6das y 7 das arrojaron resistencias mayores al

50% de la resistencia de diseo.

DERECHOS

RESERVAD

OS

CONCLUSIONES

Al haber culminado esta investigacin y luego de analizar los resultados de

la misma se llega a las siguientes conclusiones:

Se logro verificar el cumplimiento de la frmula del MOP para el control

de mezcla de concreto, para la resistencia de diseo de 210 kg/cm2, bajo diferentes

condiciones de curado. Arrojando resultados satisfactorios que permitieron

comparar las resistencias obtenidas con las establecidas, logrando el cumplimiento

de los objetivos planteados en la investigacin.

Despus de los ensayos realizados se observo que los cilindros de concreto

ensayados a las 24 horas (1 da), arrojaron porcentajes de resistencias inferiores a

los establecidos por la frmula del MOP. Por lo tanto, si se desea obtener una

resistencia del 50% a la edad mencionada se recomienda (en laboratorio)

prolongar el tiempo de secado de las muestras, ya que la falta de exudacin en las

mismas provoco resultados de resistencias ms bajos a los establecidos.

Se observo que las resistencias requeridas por la frmula del MOP, se

cumplen (para el diseo establecido 210 kg/cm2) a partir del 2do da de endurecida

la mezcla de concreto.

Si se desea obtener una resistencia del 50% a edades tempranas, se

requerira la adicin de aditivos a las mezclas de concreto con el fin de lograr la

resistencia deseada.

DERECHOS

RESERVAD

OS

Las experiencias adquiridas de este trabajo de investigacin demuestran

que son necesarias la aplicacin de las normas y precauciones en cuanto al control

de calidad de las mezcla de concreto, as como en la elaboracin, colocacin,

vaciados, manipulacin de las muestras y ensayos, esto para garantizar que los

resultados obtenidos sean los ms confiables.

DERECHOS

RESERVAD

OS

RECOMENDACIONES

Se recomienda extremar los cuidados al momento de la elaboracin y

ensayos de las muestras o probetas cilndricas, para evitar posibles vicios

que afecten los resultados obtenidos.

Se recomienda tomar todas las precauciones posibles al momento de

ensayar las muestras de mezclas de concreto en laboratorio, de manera que

representen los diseos calculados.

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OS

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REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS

Balestrini, M. (S.F). Como se elabora el proyecto de investigacin.

Consultores Asociados.

Bello Narvez, H. y Fuenmayor Prez, M. (1998). Evaluacin de la resistencia

a la compresin uniaxial en muestras de concreto endurecido de diferentes

dimetros.

Hernndez Sampieri, R., Fernndez Collado, C. y Baptista Lucio, P.

(1998). Metodologa de la Investigacin. McGraw-Hill.

Instituto del Cemento Prtland Argentina. (1960) Mtodo de la Asociacin

Venezolana de Productores de Cemento. Machado Pea, E. y Portillo Castillo, R. (1999). Correlacin del

ensayo a compresin de ncleos de concreto extrados con el equipo Coredrill, entre dimetros de 2, 3 y 4 en relacin con la probeta de 6 de concreto fresco.

Norma para el clculo de concreto y de estructuras de concreto armado para

edificaciones. Teora Clsica. (1967). Reimpresin 1970. Pg. 5, Capitulo I (Frmula del MOP)

Ors Asso, F. (1984). Materiales de Construccin, Loosat, S.A.

Roo Arenas, E. y Ypez Uzcategui, J. (2000). Correlacin de la resistencia

a la compresin en cilindros de concreto a las 24 horas y los 28 das.

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CAPITULO I. EL PROBLEMA CAPITULO II. MARCO TERICO EL PROBLEMA C A P I T U L O II MARCO TERICO