Tesis Grabiel Agosto 2013

FACULTAD DE INGENIERÍA

ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL

TITULO

“USO DEL CONCRETO PREMEZCLADO EN RELACION CON EL

PROCEDIMIENTO TRADICIONAL O CLASICO”

“OPTIMIZAR EL USO DEL CONCRETO DE PROCEDIMIENTO TRADICIONAL, RELACIONANDOLA CON (aplicando-comparándola con) TECNOLOGIAS UTILIZADAS EN EL CONCRETO PREMEZCLADO PARA OBRAS DE EDIFICACION EN LA PROVINCIA DE MOYOBAMBA”

“ANALISIS COMPARATIVO DE RESISTENCIAS DEL CONCRETO OBTENIDAS POR EL METODO TRADICIONAL, EN RELACION CON EL CONCRETO PREMEZCLADO PARA EDIFICACIONES EN LA PROVINCIA DE MOYOBAMBA”

TESIS PARA OBTENER EL TITULO PROFESIONAL DE

INGENIERO CIVIL

AUTOR:

RUIZ CRIOLLO GRABIEL GILBERTO

ASESOR:

Ing. ARÉVALO ANGULO JOSÉ MARCELO

LINEA DE INVESTIGACION:

Edificaciones Modernas

1

TARAPOTO – PERÚ2013

PAGINAS PRELIMINARES

Página del Jurado:

----------------------------------------

Ing. xxxxxxxxxxxxxxxxxxxx

PRESIDENTE

-------------------------------------------------

Ing. xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx

SECRETARIO

--------------------------------------------------

Ing. xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx

VOCAL

2

DEDICATORIA

Esta tesis de investigación está dedicada:

A Dios, y a la Santísima Virgen,

por estar siempre presente en mi vida,

cuidándome y guiándome.

A mi adorada esposa

y a mis adorados hijos,

quienes con cariño

siempre me han ayudado

y apoyado en mis decisiones,

son ellos quienes me impulsaron

dándome la fuerza para seguir adelante

y lograr mis metas.

3

AGRADECIMIENTO:

Primero que todo a Dios y a la santísima Virgen por iluminarme

con su manto divino y llevarme por el camino correcto

para cumplir con éxito todas mis metas.

A mi esposa e hijos por darme todo el apoyo

incondicional cuando más lo necesité;

y de manera especial agradecer al Ing. ………….

por orientarme en el tema a realizar,

y a todos los amigos por el valioso tiempo,

esfuerzo, apoyo y dedicación brindado

en la realización del desarrollo de esta tesis.

Gracias, a todos

4

DECLARACION DE AUTENTICIDAD

Yo Grabiel Gilberto Ruiz Criollo, con DNI N° 00807482, a efecto de cumplir con las

disposiciones vigentes consideradas en el Reglamento de Grados y Títulos de la

Universidad Cesar Vallejo, Facultad de Ingeniería, Escuela de Ingeniería Civil, declaro

bajo juramento que toda la documentación que acompaño es veraz y autentica.

Así mismo declaro también bajo juramento que todos los datos e información que se

presenta en la presente tesis son auténticos y veraces.

En tal sentido asumo la responsabilidad que corresponda ante cualquier falsedad,

ocultamiento u omisión tanto de los documentos como de información aportada por lo

cual me someto a lo dispuesto en las normas académicas de la Universidad Cesar

Vallejo.

Tarapoto, del 2013

--------------------------------------

Grabiel Gilberto Ruiz Criollo

5

PRESENTACION

Señores miembros del jurado, presento ante ustedes la tesis titulada “Uso del Concreto

Premezclado en relación con el procedimiento tradicional o clásico” con la finalidad de

Determinar el uso del concreto premezclado en relación con el procedimiento tradicional

o clásico, en cumplimiento del Reglamento de Grados y Títulos de la Universidad Cesar

Vallejo para obtener el Título Profesional de Ingeniero Civil.

Esperando cumplir con los requisitos de aprobación.


6

ÌNDICE

Carátula

Página del Jurado

Dedicatoria

Agradecimiento

Declaración de Autenticidad

Presentación

Resumen

Abstract

INDICE

Página

INTRODUCCIÓN .........................................................................................................8

CAPITULO I GENERALIDADES DE CONCRETO ...................................................10

1.1 El concreto como material ....................................................................................10

1.2 Componentes del concreto....................................................................................11

1.2.1 Cemento Portland

1.2.1.1 Definición

1.2.1.2 Tipos

1.2.2 Agregados

1.2.2.1 Definición

1.2.2.2 Clasificación

1.2.2.3 Propiedades

1.2.2.4 Ensayos de Agregado para la dosificación de Mezclas

1.2.3 Agua

1.2.3.1 Definición

1.3 Propiedades del concreto .......................................................................................15

CAPÍTULO II CONCRETO PREMEZCLADO ..............................................................16

2.1 Mezcladores ............................................................................................................17

2.1.1 Mixer

2.1.1.1 Descripción

2.1.1.2 Características

7

2.1.1.3 Sistemas de Mezclado

2.1.1.4 Aplicaciones

2.2 Dispensadores ........................................................................................................19

2.2.1 Descripción

2.2.2 Características

2.2.3 Sistemas de mezclado

2.2.4 Descarga de los Materiales

2.2.5 Aplicaciones

2.2.6 Calibración del Dispensador

2.2.6.1 Calibración del Cemento

2.2.6.2 Calibración de los Agregados

2.2.6.3 Calibración del Agua

2.2.7 Parámetros de Calibración

2.2.7.1 Para el Cemento

2.2.7.2 Para los Agregados

2.2.7.3 Para el agua

2.3 Comparación resumida entre el Mixer y el Dispensador .......................................23

CAPÍTULO III DISEÑO DE MEZCLAS DE CONCRETO ............................................24

3.1 Materiales utilizados ...............................................................................................25

3.1.1 Cemento Portland Tipo MS

3.1.2 Agregados

3.1.2.1 Agregado Fino

3.1.2.2 Agregado Grueso

3.1.3 Agua

3.2 Calibración de los Materiales Utilizados ................................................................28

3.3 Método de Diseño Utilizado ...................................................................................35

3.3.1 Diseños realizados por el método ACI

3.3.2 Diseño Realizado por el método de Pesos Unitarios Compactados

3.3.3 Elección del Método a utilizar

CAPÍTULO IV DISEÑO DE PROBETAS EN LABORATORIO ..................................43

4.1 Esquema del Trabajo realizado .............................................................................44

4.2 Determinación de las cantidades utilizadas en las Mezclas de Concreto .............45

CAPITULO V RESULTADOS DE LOS DISEÑOS DE MEZCLAS .............................48

5.1 Resultados de las probetas realizadas .................................................................48

5.1.1 Resultados de los diseños de mezcla idénticos realizados tanto en Mezcladora

como en Dispensador

8

5.1.2 Resultados de los diseños de mezcla trabajables realizados en Dispensador

5.2 Resumen de los Resultados de las probetas realizadas ...........................................55

5.2.1 Resumen de los Resultados de los diseños de mezcla idénticos realizados

tanto en Mezcladora como en Dispensador

5.2.2 Resumen de los Resultados de los diseños de mezcla trabajables realizados

en Dispensador

5.3 Análisis de los resultados .......................................................................................57

5.3.1 Slump: Comparación entre las dos tecnologías (Mixer y Dispensador)

5.3.2 Resistencia a la compresión: Comparación ambas tecnologías

5.4 Análisis de las probetas mediante Ensayos Individuales y Consecutivos ...............62

5.4.1 Ensayos Individuales

5.4.2 Ensayos Consecutivos

5.4.3 Análisis de los gráficos de los Ensayos Individuales y Ensayos

Consecutivos

5.4.3.1 Relación agua/cemento 0.57



5.5 Aproximación de la resistencia a la compresión según la relación agua/cemento ..73

5.5.1 Relación agua/cemento 0.57



5.6 Análisis comparativo de la desviación estándar obtenida con Mixer y Dispensador

.........................................................................................................................................76

5.7 Análisis de la desviación estándar obtenida con Mixer y Dispensador en estudios

elaborados por BLOQUES PIURA ............................................................................... 77

CAPÍTULO VI BASE DE DATOS ANTERIORES A ESTE ESTUDIO...........................92

6.1 Gráficas CIBI (Mixer) ...............................................................................................93

6.2 Gráficas DISPENSADOR ........................................................................................95

6.3 Aplicación de las Ecuaciones 6.1 (Mixer) y 6.2 (Dispensador) ...............................97

6.4 Procedimiento a seguir para elaborar un diseño de mezcla ....................................97

CAPITULO VII ANALISIS DE COSTOS .......................................................................99

7.1 Ahorro de Cemento en el Dispensador ...................................................................99

7.2 Análisis de Costos de los materiales empleados según la tecnología de despacho

utilizada ........................................................................................................................103

CAPITULO VIII POSIBLES CAUSAS DEL PORQUE LA DIFERENCIA DE

SLUMP ENTRE LAS DOS TECNOLOGÍAS ...............................................................106

9

8.1 Primera causa: Pérdida de agua por el ambiente ..................................................107

8.2 Segunda Causa: Por Absorción de los Agregados ................................................107

8.3 Tercera Causa: Otros .............................................................................................108

CAPÍTULO IX CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES .....................................110

9.1 Conclusiones .........................................................................................................110

9.2 Recomendaciones .................................................................................................112

CAPÍTULO X BIBLIOGRAFÍA ....................................................................................113

CAPÍTULO XI ANEXOS ..............................................................................................115

ANEXO A: ENSAYOS FISICOS Y QUIMICOS DE LOS MATERIALES

ANEXO B: ANALISIS DE PESOS UNITARIOS COMPACTADOS

ANEXO C: DOCUMENTACION FOTOGRAFICA

ANEXO D: ESPECIFICACIONES DE LAS PROBETAS

ANEXO E: GUIDE FOR THE USE OF VOLUMETRIC-MEASURING AND CONTINUOUS-

MIXING CONCRETE EQUIPMENT

ANEXO F: STANDARD SPECIFICATION FOR CONCRETE MADE BY VOLUMETRIC

BATCHING AND CONTINUOUS MIXING

ANEXO G: ESPECIFICACIONES DE LAS PROBETAS DE LA CENTRAL

HIDROELECTRICA DE POECHOS

ANEXO H: ESPECIFICACIONES DE LAS PROBETAS DE LA CONSTRUCCION DE

PUENTES EN TUMBES

RESUMEN

Máximo 250 palabras y presentado en un solo párrafo Debe contener:

a) El objetivo general del estudiob) La población y la muestra estudiada y la forma como fueron recogidos y procesados los

datos y el resultado y la conclusión referidas al objetivo general c) Debe incluir las palabras claves

El objetivo principal de esta tesis es analizar y evaluar comparativamente el

comportamiento de concreto usando las tecnologías de despacho de concreto llamados,

Mixer y Dispensador. Asimismo mostrar la diferencia que existe entre estas tecnologías,

10

cuantificarlas y capitalizarlas al momento de producir concreto.

El Dispensador, es un tipo de mezclador que tiene la característica de transportar los

materiales en tolvas separadas y los mezcladores son la tecnología tradicional del Perú.

La metodología empleada fue la de tomar mezclas idénticas en ambas tecnologías,

obteniéndose medidas de asentamiento y resistencia a la compresión.

También se analizó las posibles causas del porque la diferencia de slump entre ambas

tecnologías.

Al analizar los resultados se obtuvo que el Dispensador arrojaba 2.5 veces más slump

que el Mixer. Por esto al encontrar estos revenimientos altos y no utilizables en el medio,

significaba una reducción de agua y al conservar las características mecánicas, es decir

las resistencias a la compresión iguales, se tenía que conservar la relación W/C, por ello

se tenía que disminuir el cemento, significando una reducción en el costo de producción

del concreto, pero como se verá en este estudio, esta reducción de costos sólo se da

para relaciones agua/cemento altas.

Palabras Claves: Concreto Premezclado, Resistencia a la compresión, Prensa de Compresión.

ABSTRACT

INTRODUCCIÓN

Debe expresar el fundamento lógico que guio el estudio, asi como el propósito y la importancia del mismo, incluyendo marco teorico, marco espacial, marco temporal, contextualización histórica, política,cultural, social, supuestos teóricos, etc.La redacción debe ser corrida, impersonal, y en pasado, no utilizar subtitulos o numeraciones dentro del contenido de la introducción.

El estudio de investigación de la presente tesis, está orientado al desarrollo de la

Provincia de Moyobamba, teniendo en cuenta antecedentes ocurridos los años 1990 y

1991 por los movimientos sísmicos que originaron el colapso de por lo menos el 85 % de

sus edificaciones, muchos de los edificios coloniales se desplomaron entre los más

perjudicados fue el colonial palacio municipal; asimismo destruyó gran parte de la vieja

arquitectura de la ciudad que se caracterizaba por sus amplias casonas de grandes

paredes y patios, pasadizos adoquinados, con múltiples balcones y amplios ventanales y

típicos tejados de palma o tejas, con adornos de mampostería o yeso en sus fachadas,

casi todas de corte español, italiano o francés muchas con una vida incluso superior a

200 años, lamentablemente solo unas pocas lograron sobrevivir al proceso de demolición

y a la falta de una política de recuperación arquitectónica, en parte agravada a la falta de

11

apoyo del Gobierno Central debido a la crisis económica que golpeaba al Perú. desde

entonces los propietarios de predios se interesaron por el uso del concreto para la

construcción de sus edificaciones utilizando procedimientos tradicionales en la

preparación del concreto elaborado en mucho de los casos de manera manual y

empírica; el uso del concreto para la fabricación de edificaciones en la zona urbana de la

ciudad de Moyobamba, se ha determinado que es un material que tiene la particularidad

de ser preparado in situ, en cualquier lugar y de cualquier manera, sin tener bien en

claro la forma de su procedimiento, del control de los agregados, de su colocación y

curado, del cual depende la calidad futura de la estructura de concreto en toda su vida

útil; en este sentido se ha visto la imperiosa necesidad de estudiar, analizar y optimizar el

uso del concreto de procedimiento tradicional o preparado en situ, relacionándola con

tecnologías utilizadas en el concreto premezclado o preparado en plantas de

premezclado. el concreto presenta dos características básicas que hacen diferente al

resto de los materiales: en primer lugar, puede ser preparado al momento por los

mismos operarios de obra en forma tradicional o utilizando tecnologías para el

procedimiento de un concreto premezclado, debiendo en ambos casos conocer el diseño

de mezcla o las cantidades adecuadas para obtener el concreto apropiado; y en

segundo lugar, el concreto debe cumplir con los requisitos en dos estados, el fresco y

el endurecido, en el primero básicamente de consistencia y cohesión, y en el segundo

de resistencia y durabilidad. En este tipo de diseños se tiene que tener en cuenta el

control de los procesos de preparación y el control de la calidad de los materiales; que en

mucho de los casos los propietarios de las edificaciones muy poco lo toman en cuenta; el

concreto es uno de los pocos materiales o productos que no son almacenables; por lo

tanto, no se puede producir y mantener para comprobar su calidad antes de ser utilizado

en la obra; se requiere un cuidado extremo en la selección de la materia prima antes de

su utilización y en los criterios de su preparación. La necesidad de obtener calidad,

elevada resistencia, alto rendimiento, reducir costos, tiempos de colado y curado, se debe

optimizar el uso del concreto de procedimiento tradicional, afín de obtener un producto

que guarde relación con las tecnologías utilizadas en el concreto premezclado

La elección entre el concreto premezclado y el elaborado in situ se basa en las

circunstancias particulares de la obra en cuestión, tanto en el aspecto técnico como en la

determinación de sus costos, el concreto hecho en obra de manera tradicional es el

material de construcción de mayor empleo en edificaciones, vivienda, centros

comerciales, colegios y otros tipos de infraestructuras; pero, se tiene que tener en cuenta

que muchos fabrican concreto, sin embargo pocos cuidan el proceso para asegurar la

calidad.

12

La ciudad de Moyobamba está creciendo rápidamente y su población va en aumento

constante, razón por la cual sus edificaciones requieren de una estructura sólida, fuerte y

resistente, merecedora de un mejor ornato, el cual es motivo de investigación del

presente trabajo de tesis.

AQUÍ QUEDO DOMINGO 11/08/2013

CAPITULO I GENERALIDADES DE CONCRETO

1.1 El concreto como material

1.2 Componentes del concreto

1.2.1 Cemento Portland

1.2.1.1 Definición

1.2.1.2 Tipos

1.2.2 Agregados

1.2.2.1 Definición

1.2.2.2 Clasificación

1.2.2.3 Propiedades

1.2.2.4 Ensayos de Agregado para la dosificación de Mezclas

1.2.3 Agua

1.2.3.1 Definición

1.3 Propiedades del concreto

I. GENERALIDADES

1.1. TÍTULO

“Uso del Concreto Premezclado en relación con el procedimiento

tradicional o clásico”

13

1.2. AUTOR

Ruiz Criollo Grabiel Gilberto

1.3. ASESOR

Ing. JOSÉ MARCELO ARÉVALO ANGULO

1.4. TIPO DE INVESTIGACIÓN

1.4.1 APLICADA

Se plantea la necesidad de optimizar el uso del concreto, en cuanto a

calidad y desarrollando cálculos a fin de reducir los tiempos de

fabricación e incrementar los rendimientos cuando se utilice el

procedimiento clásico (IN SITU) en relación con el uso del concreto

pre – mezclado (FABRICADO EN PLANTA) así como determinar el

más adecuado en cuanto a los aspectos técnicos y en cuanto a costo

- beneficio, que justifique una notable economía.

I.5. LOCALIDAD

Lugar : Moyobamba

Distrito : Moyobamba

Provincia : Moyobamba

Departamento : San Martin

1.6. DURACIÓN DEL PROYECTO

Elaboración del Proyecto : Enero a Marzo 2013

Desarrollo de la Tesis : Abril a Julio 2013

II. PLAN DE INVESTIGACIÓN

2.1. REALIDAD PROBLEMÁTICA

El Distrito de Moyobamba se encuentra ubicada en el Valle del Alto Mayo,

parte Norte de la Región San Martín, a la margen derecha del río Mayo, con

una superficie de 2,751.82 km2, con una densidad Poblacional de 21.5

(hab/km2); en una especie de planicie con una elevación de aproximadamente

96 m. Sobre el nivel del río Mayo a 860 msnm, en la parte Nor-Oriental del

Perú (ceja de selva); entre los paralelos 5º 9’ y 6º 1’ latitud sur y entre los

meridianos 76º43’ y 77º38’ longitud oeste del meridiano de Greenwich.

14

La Provincia de Moyobamba capital del Departamento de San Martin, ocupa

una superficie de 3,993.68 km2 tiene 6 distritos incluido el distrito capital,

limita por el Norte y Este con la Provincia de Alto Amazonas en el

departamento de Loreto, por el Sur con la Provincia de Lamas, al Suroeste

con la Provincia de Rodríguez de Mendoza (Región Amazonas), por el Oeste

con la Provincia de Rioja, y por el Noroeste con la Provincia de Bongará

(Región Amazonas), El territorio es accidentado por estar ubicado en las

ramificaciones de la Cordillera Oriental y la Cordillera Sub-andina ó Cordillera

Azul del Angaiza, la misma que muestra diferentes formaciones geológicas y

altitudinalmente varias zonas de vida. Los principales cerros que rodean la

provincia son los siguientes: El Cerro de Atajo y Angaiza al Norte, El Cerro de

San Mateo al Oeste, El Cerro de Oromina al Sur, y el Cerro de Santa Cecilia

al Este.

La ciudad de Moyobamba, es una de las ciudades de la selva que se

encuentra ubicado en una zona de sismicidad media, ha sufrido dos

movimientos telúricos ocurridos en el año 1990 y 1991 por lo que el 85 % de

sus edificaciones han colapsado, desde entonces sus edificaciones son

construidas utilizando técnica de construcción en la que se emplea

normalmente para la edificación de viviendas, las cimentaciones de concreto,

ladrillos de arcilla cocida, columnas de concreto, vigas soleras, techo en loza

de concreto y que pueden ser de uno a cinco niveles.

En este tipo de edificaciones se tiene que tener en cuenta: el diseño

estructural, el control de los procesos constructivos y el control de la calidad

de los materiales; que en algunos casos los propietarios de las edificaciones

muy poco lo toman en cuenta.

La ciudad de Moyobamba está creciendo rápidamente y su población va en

aumento constante, razón por la cual sus edificaciones requieren de una

estructura sólida, fuerte y resistente, merecedora de un mejor ornato,

principalmente de sus calles, los cuales son motivo de investigación del

presente proyecto de tesis.

El uso del concreto para la fabricación de edificaciones en la zona urbana de

la ciudad de Moyobamba, se ha determinado que es un material que tiene la

15

particularidad de que puede ser preparado en cualquier lugar y de cualquier

manera, pero se debe tener bien en claro la forma de ejecución, del control de

los materiales, de su colocación y curado, del cual depende la calidad futura

de la estructura de concreto en toda su vida útil.

El concreto es uno de los pocos materiales o productos que no son

almacenables; por lo tanto, no se puede producir y mantener para comprobar

su calidad antes de ser utilizado en la obra; se requiere un cuidado extremo

en la selección de la materia prima antes de su utilización y en los criterios de

su preparación.

La necesidad de obtener calidad, elevada resistencia, reducir costos, tiempos

de colado y curado el concreto premezclado puede ser una buena opción,

que se exige con frecuencia a la empresa de premezclados, cosa que no lo

mismo exigir esta misma necesidad cuando el concreto se prepara en la

misma obra.

La elección entre el concreto premezclado y el elaborado in situ se basa en

las circunstancias particulares de la obra en cuestión, tanto en el aspecto

técnico como en la determinación de sus costos.

El concreto hecho en obra es el material de construcción de mayor empleo en

edificaciones, vivienda y otros tipos de infraestructuras muchos fabrican

concreto, sin embargo pocos cuidan el proceso para asegurar la calidad.

2.2. FORMULACIÓN DEL PROBLEMA

¿Es factible el uso del concreto premezclado en relación con el procedimiento

tradicional o clásico?

2.3. JUSTIFICACIÓN

2.3.1 JUSTIFICACIÓN TEÓRICA

El proyecto plantea el propósito de comparar la calidad, tiempo y

costos en el uso del concreto premezclado con el concreto hecho in

situ, es importante destacar que no sería del todo adecuado hacerlo

sólo desde la suma de costos de los materiales y mano de obra, pues

existen otros componentes a considerar, que al ser tenidos en cuenta

16

pueden dar como resultado que el uso del concreto hecho in situ

puede ser mucho más costoso que el uso del concreto premezclado.

La industria del concreto premezclado establecido formalmente no

sólo otorga la facilidad de tener volúmenes importantes en un

determinado momento sino que además, detrás de cada entrega, hay

un cúmulo de experiencias importantes y detalles complementarios

que nos va permitir demostrar con un estudio detallado en relación de

la preparación del concreto hecho in situ

2.3.2 JUSTIFICACIÓN PRÁCTICA

La investigación se justifica porque permitirá analizar los componentes

que intervienen en el proceso de preparación del concreto

premezclado en planta así como de la preparación del concreto hecho

in situ, que serán utilizados en la fabricación de edificaciones de tres

niveles en la ciudad de Moyobamba.

Con el propósito de obtener calidad, elevada resistencia, traslado de

material como producto, reducir costos, determinar los tiempos de

colado y curado del concreto, así como medir los tiempos requeridos

que utilicen los operarios durante el proceso.

Para justificar su elección y obtener un buen producto, se tiene que

tener en cuenta ciertos elementos estructurales de una obra como

cimentaciones, vigas, columnas, pisos, etc., que ocupan volúmenes

pequeños, es común que muchas veces, estos se requieran fabricar

in situ; pero cuando se necesite un concreto homogéneo de calidad

controlada que cuente con la asistencia técnica especializado, se

deberá recurrir al concreto que ofrezca mejores garantías.

2.3.3 JUSTIFICACIÓN SOCIAL

La presente investigación se justifica porque permitirá analizar todos

los componentes que se presentan en el proceso productivo del

concreto con el propósito de optimizar su utilización, teniendo en

cuenta la calidad, tiempos y costos que nos resulte el más rentable;

beneficios proporcionados al usuario y que serán de utilidad para

17

trabajos de infraestructura que se ejecuten en la localidad de

Moyobamba y que garanticen durante la vida útil del inmueble.

2.4. ANTECEDENTES

CARRILLO SIANCAS; Shirley Marina (2003) en su investigación titulada

“Estudio comparativo entre tecnologías de producción de concreto: Mixer y

dispensador” concluye que:

La más evidente conclusión es que la resistencia a la compresión (ƒ'c)

aumenta conforme la relación Agua/Cemento (w/c) va disminuyendo,

sin importar el slump ni la tecnología de despacho de concreto usada.

Asimismo las mezclas de concreto elaboradas con relaciones

agua/cemento altas, nos dan resultados de resistencia muy

aproximados entre sí, sin importar, como se dijo antes, la tecnología, ni

el slump.

Para el caso de relaciones agua/cemento bajas no se puede afirmar

que se obtiene las mismas resistencias a la compresión al tratarse de

una misma relación agua/cemento. Luego se mencionada a manera de

hipótesis que en el Dispensador existe una reducción de resistencia a

la compresión al tratar de buscar mezclas trabajables y conservar la

misma relación agua/cemento. Al conservar la misma relación W/C, se

disminuyó agua y por ende cemento; y esta disminución de cemento al

ser muy grande, en este concreto ya no prima la relación W/C, sino

más bien prima la reducción de cemento; luego se encuentra una

mezcla que le falta material cementante y esto se ve reflejado en la

disminución de la resistencia.

Pero para el caso de estas relaciones agua/cemento si se puede

afirmar que se encuentra resistencias a la compresión muy parecidas

entre si cuando se trata de mezclas plásticas y secas diseñadas para la

mezcladora y elaboradas en ambas tecnologías. Cabe mencionar que

las mezclas plásticas y secas diseñadas para la mezcladora y

18

elaboradas en el Dispensador, no son mezclas trabajables y no se

pueden usar en el medio.

En diseños de mezclas de concreto elaboradas por ambas tecnologías,

en el Dispensador obtenemos un slump 2.5 a 3 veces mayor que en el

Mixer.

Por lo dicho en el punto anterior y para mantener la misma relación

agua/cemento y disminuir el slump, debemos ir disminuyendo la

cantidad de agua y por ende la cantidad de cemento y esto causa

disminución en el costo del concreto por metro cúbico. Este ahorro

solamente está comprobado para relaciones agua/cemento altas.

El Dispensador, por lo tanto, significa un ahorro de cemento, pero el

costo real de ahorro se tendría que hallar con un análisis estadístico, ya

que este estudio es sólo referencial y además depende del Factor de

seguridad usado en cada diseño de concreto que tiene que ser mayor

comparado al Mixer, ya que el Dispensador es un equipo de medición

volumétrica. Pero de todas maneras la línea de tendencia si es

correcta, es decir a medida que la relación agua/cemento disminuya

(hasta un límite) el ahorro aumenta y la diferencia de agua entre las dos

tecnologías también aumenta.

Antes de iniciar un diseño de mezcla, nos debemos basar en el método

ACI, pero de allí se tienen que ir haciendo correcciones. Este método

es muy conservador porque trabaja no con una resistencia a la

compresión sino con una resistencia a la compresión promedio (ƒ'cr >

ƒ'c) que incluye un factor de seguridad. Es decir el ƒ'c de diseño es el

ƒ'c requerido. Por todo lo mencionado anteriormente, podemos decir

que el método ACI tiene limitaciones para elaborar concretos en el

Perú, pero nos da una buena idea referencial para partir hacia un

diseño óptimo.

Tanto el Mixer como el Dispensador, ambas unidades de despacho

tienen sus ventajas y desventajas según el tipo de obra y el tipo de

concreto, pero en todos los casos en que se despacha con

19

Dispensador se logra economía. De allí se sugiere a Bloques Piura

(Planta de Cementos Pacasmayo S.A.A.) que al usar el Dispensador en

obra disminuya ligeramente el costo por metro cúbico de concreto a los

clientes.

En el Dispensador es muy difícil trabajar mezclas con mucho

asentamiento ya que la mezcla es muy propensa a segregarse, en

estos casos se prefiere usar el Mixer. Sólo se podría usar el

Dispensador con asentamientos altos, si se usa algún aditivo para

plastificar la mezcla.

Con la base de datos existentes se construyó las líneas de tendencia

entre el ƒ'c y la relación agua/cemento respecto a cada unidad de

despacho de concreto.

Pero esta fórmula es referencial y se puede ir afinando a medida que se

incremente la base de datos, ya sea para el caso del Mixer o del

Dispensador.

El asentamiento y la tecnología de despacho de concreto no son

relevantes para determinar la resistencia a la compresión, cuando se

trate de una misma relación agua/cemento y estás son altas. Como

hemos podido observar a lo largo de este informe cuando se trabaje

con relaciones agua/cemento iguales y altas, sin importar la tecnología

de despacho de concreto ni el slump; las resistencias a la compresión

son muy aproximadas.

No solamente a partir de la resistencia a la compresión se busca la

relación agua/cemento a usar, sino también hay que evaluar los

criterios de durabilidad según el tipo de obra.

Para finalizar se debe decir que hay algunos datos que sólo se deben

tomar de manera referencial (indicados en el texto), si bien es cierto

estos no nos dan una seguridad al 100%, pero si una buena

aproximación de la relación que existe entre las dos tecnologías.

20

HARMSEN Teodoro E, (2002). En su libro de “concreto armado” menciona lo

siguiente:

Los concretos premezclados son aquéllos cuya elaboración se efectúa

en plantas especiales y son distribuidos a través de camiones

concreteros. Son de mejor calidad que los concretos mezclados a pie

de obra pues el control de calidad del mezclado es más riguroso.

El tiempo mínimo de mezclado del concreto es función de la cantidad

de mezcla a preparar y del número de revoluciones de la mezcladora.

Se mide a partir del instante en que todos los ingredientes están en la

máquina. Una especificación usual es la de un minuto por 0.7 m3 (1

yarda3) de concreto más un cuarto de minuto por cada 0.7 m3

adicionales. Sin embargo, el código del ACI requiere un tiempo mínimo

de mezcla de un minuto y medio

KOSMATKA Steven H, (1992) menciona:

Dosificadora móvil (mezclador continúo). Los mezcladores

dosificadores móviles son camiones especiales que dosifican por

volumen y mezclan continuamente el concreto a medida que los

materiales se van alimentando de manera continua.

Mezcladores de alta energía a diferencia de los mezcladores de

concreto convencionales, primero mezclan el cemento y el agua para

formar una lechada por medio de aspas rotatorias de alta velocidad. En

seguida se agrega la lechada a los agregados y se mezcla con un

equipo convencional para producir una mezcla de concreto uniforme.

SIKA PERU S.A.C en sus investigaciones realizadas hacia el concreto

premezclado con aditivos menciona las siguientes características obtenidas:

Mayor trabajabilidad de la mezcla.

21

Reducción del sangrado.

Concreto cohesivo, menor segregación.

Fraguados programados.

Mejoramiento de bombeabilidad.

Densidad de la mezcla fresca.

Disminución de la porosidad.

Resistencia al ataque del medio ambiente.

Incremento de la resistencia mecánica (compresión, flexión, abrasión,

etc.).

Control del calor de hidratación.

Mejoramiento de terminado del concreto.

Facilidad en colados con detalles complicados.

Densidad de la mezcla endurecida.

AZARES GONZALEZ, José M.; ROMERO JIMENEZ, Joana K (2006) en su

tesis “Análisis Comparativo de Resistencias Obtenidas por los métodos

de esclerómetros y la prensa de comprensión en la mezcla de concreto

premezclado de concreto Venezuela ubicada en en Maracaibo en el

estado de Zulia” para obtener el grado de Ingeniero Civil en la República

Bolivariana de Venezuela concluyen:

Es trascendental resaltar que los valores obtenidos con la prensa de

comprensión son muchos más significativos y reales con respecto a la

resistencia de diseño elaborada por la compañía Concreto Venezuela,

debido a que los valores no varían mucho el uno del otro y esto se

debe probamente a que este es muy simple y exacto.

El ensayo esclerómetro posee diferente factores que pueden incidir

en el procedimiento de dicho ensayo, como pueden ser: el ángulo de

choque de embolo del esclerómetro, toma de la muestra, falla en la

lectura esclerómetro, cambio de personal aplicando dicho

instrumento, estos factores podrían generar errores en el cálculo de la

resistencia a la comprensión lo cual concibe un poco de desconfianza

en este ensayo.

Es importante señalar que los resultados en aceras y brocales con el

ensayo esclerometrico en sitio son bastantes altos con respecto a la

22

resistencia de concreto de diseño y esto se debe quizás al proceso de

vaciado en sitio, ya que estos elementos generalmente en campo no

se vibran, generando como consecuencia que el agregado grueso se

queda en la superficie, y en el momento del golpe con el esclerómetro

el émbolo golpea en el agregado grueso.

II.5. OBJETIVOS

2.5.1 GENERAL

Determinar el uso del concreto premezclado en relación con el

procedimiento tradicional o clásico.

2.5.2. ESPECÍFICOS

Conocer y analizar las canteras adecuadas para la elaboración del

concreto premezclado.

Diseñar una mezcla de concreto premezclado y otro de tradicional

o clásico, con distintos Fuerzas a la comprensión.

Comparar las resistencias máximas de cada concreto.

Evaluar costos, rendimientos del concreto premezclado en planta

con el tradicional o clásico.

2.6. MARCO TEÓRICO

2.6.1 CONCRETO PREMEZCLADO

DEFINICION

El concreto es una mezcla de materiales cementantes, agua, agregados

(usualmente arena y grava o roca triturada). Existe el concepto erróneo

de que el cemento y el concreto son la misma cosa. El cemento es un

ingrediente en forma de polvo que proporciona el pegamento para que

los agregados se adhieran entre sí en una masa denominada concreto. El

concreto premezclado es aquel que es entregado al cliente como una

mezcla en estado no endurecido (mezcla en estado fresco).

23

El concreto premezclado es uno de los materiales de construcción más

populares y versátiles, debido a la posibilidad de que sus propiedades

sean adecuadas a las necesidades de las diferentes aplicaciones,

Así como su resistencia y durabilidad para soportar una amplia variedad

de condiciones ambientales. Las mezclas de concreto son

proporcionadas para obtener las propiedades requeridas para

determinada aplicación. Deben tener la consistencia o el asentamiento

(revenimiento) correcto para facilitar la manejabilidad y la colocación, así

como una adecuada resistencia y durabilidad para soportar cargas, las

condiciones ambientales que se anticipan y las condiciones de servicio.

Las cantidades de diseño de los insumos del concreto son pesadas con

precisión y mezcladas, ya sea en una unidad mezcladora en planta o en

un camión mezclador (mezcladora, hormigonera). El concreto se entrega

en un camión mezclador o una unidad agitadora, lo cual mantiene al

concreto de forma homogénea hasta que es descargado en el lugar de la

colocación (vaciado o colado). El concreto permanece en estado plástico

por varias horas según el tipo de mezcla y las condiciones durante la

colocación de manera que haya tiempo suficiente para ser vaciado y para

darle acabado. El concreto normalmente fragua o endurece entre 2 y 12

horas después del mezclado y continúa incrementando su resistencia

durante meses o aun a años si es adecuadamente curado durante los

primeros días.

COMPONENTES DEL CONCRETO PREMEZCLADO

El concreto es básicamente una mezcla de dos componentes: agregados

y pasta. La pasta, compuesta de cemento portland y agua, une a los

agregados (arena y grava o piedra triturada) para formar una masa

semejante a una roca pues la pasta endurece debido a la reacción

química entre el cemento y el agua. Los agregados generalmente se

dividen en dos grupos: finos y gruesos. Los agregados finos consisten en

arenas naturales o manufacturadas con tamaño de partícula que pueden

llegar hasta 10 mm; los agregados gruesos son aquellos cuyas partículas

se retienen en la malla No. 16 y pueden variar hasta 152 mm. El tamaño

máximo del agregado que se emplea comúnmente es el de 19 mm o el

de 25 mm. (Steven, 1992)

24

Cemento. Los cementos hidráulicos son aquellos que tienen la propiedad

de fraguar y endurecer en presencia de agua, porque reaccionan

químicamente con ella para formar un material de buenas propiedades

aglutinantes.

Agua. Es el elemento que hidrata las partículas de cemento y hace que

estas desarrollen sus propiedades aglutinantes.

Agregados. Los agregados para concreto pueden ser definidos como

aquellos materiales inertes que poseen una resistencia propia suficiente

que no perturban ni afectan el proceso de endurecimiento del cemento

hidráulico y que garantizan una adherencia con la pasta de cemento

endurecida.

Aditivos. Se utilizan como ingredientes del concreto y, se añaden a la

mezcla inmediatamente antes o durante su mezclado, con el objeto de

modificar sus propiedades para que sea más adecuada a las condiciones

de trabajo o para reducir los costos de producción. (Jaime, 1997)

TIPOS DE CONCRETO PRE MEZCLADO

Concreto Premezclado Estándar

El concreto premezclado estándar es la forma más común de concreto.

Se prepara para su entrega en una planta de concreto en lugar de

mezclarse en el sitio de la obra, lo que garantiza la calidad del concreto.

Concreto Arquitectónico y Decorativo

Este tipo de concreto puede desempeñar una función estructural además

de un acabado estético o decorativo. Puede ofrecer superficies o texturas

lisas o ásperas además de una diversidad de colores.

Concreto de Fraguado Rápido

Diseñado para elevar el desarrollo temprano de resistencia, este concreto

permite retirar las cimbras más rápido, secuenciar la construcción

aceleradamente, y una rápida reparación en proyectos como carreteras o

pistas de aterrizaje. Típicamente se usa en el invierno para construir a

25

bajas temperaturas (5-10°C). Este concreto también se puede utilizar en

edificios, vías de ferrocarril y aplicaciones preformadas. Además, para

ahorrar tiempo, esta tecnología de concreto ofrece una durabilidad

mejorada y resistencia a los ácidos.

Concreto Reforzado con Fibras

El concreto diseñado con fibras micro o macro puede usarse ya sea para

aplicaciones estructurales, donde las fibras pueden potencialmente

sustituir el reforzamiento con varilla de acero, o para reducir el

encogimiento – especialmente el que sucede en etapa temprana. Las

macro fibras pueden incrementar significativamente la ductilidad del

concreto, haciendo que sea altamente resistente a la formación y

propagación de grietas.

Relleno Fluido

El mortero o concreto líquido simplifica el proceso de colocación de

tuberías y cables al rodear al tubo o cable con una cubierta compacta que

la protege, previene el asentamiento y permite a las cuadrillas trabajar

rápido.

Concreto Compactado con Rodillo

Compactado y curado en sitio, el concreto compactado con rodillo es un

concreto de cero revenimiento con resistencia a la abrasión para soportar

agua a alta velocidad, lo que lo hace el material de elección para

sistemas de drenajes y otras estructuras sujetas a condiciones de alto

flujo. Representa una solución competitiva en términos de costo y

durabilidad al compararse con el asfalto.

Concreto Autocompactante

El concreto Autocompactante tiene un flujo muy alto; por lo tanto, es

autonivelante, lo que elimina la necesidad de vibración. Debido a los

plastificantes utilizados –mezclas químicas que le imparten un alto flujo–

el concreto autocompactante exhibe muy alta compactación como

resultado de su bajo contenido de aire. En consecuencia, el concreto

autocompactante puede tener resistencias muy elevadas, llegando a

rebasar 50 MPa.

Concreto Poroso

Por su especial diseño de mezcla, el concreto poroso es un material

sumamente permeable que permite que el agua, particularmente las

26

aguas pluviales, se filtren por él, lo que reduce las inundaciones y la

concentración calorífico por hasta 4° C, y ayuda a evitar los derrapes en

los caminos mojados. Este concreto idealmente se usa en

estacionamientos, andadores y orillas de alberca.

Concreto Antibacteriano

Este concreto controla el crecimiento de las bacterias, ayudando a

mantener ambientes limpios en estructuras tales como laboratorios,

restaurantes y hospitales.

ADITIVOS QUE INTERVIENEN EN UN CONCRETO PREMEZCLADO

Aditivos para concretos luidificantes

Este tipo de aditivo que se encuentra normalizado, pese que a muchas

veces se confunde con los aditivos reductores de agua de alto rango. La

norma los diferencia al prescribir que deben producir un incremento de 9

cm en el asentamiento, medido en el cono. Se normalizan dos tipos, uno

de ellos con propiedades retardantes.

Estos aditivos permiten que el concreto acceda en elementos con alta

cuantía de acero de refuerzo y facilitan el vaciado de grandes superficies

con economía.

Los aditivos en el mercado son

Compuestos en base a los siguientes materiales:

Formaldehído-melarnina sulfórico

Formaldehído naftaleno sulfónico

Lignosulfonatos modificados

Una combinación de uno de los tipos enunciados con aditivos

químicos de tipo A (reductor de agua); de tipo B (reductor y

retardador) o de tipo E (reductor acelerador.)

También se utiliza altas dosificaciones del reductor tipo A y reductor

acelerador de tipo E.

Aditivos para concretos auto compactantes

Estos aditivos constituyen un nuevo tipo de aditivo reductor de alto rango

que modifica la plasticidad del concreto dotándolo de acentuada fluidez

sin producir segregación. Su empleo es requerido por la industria de la

prefabricación para reducir el tiempo de la puesta en molde y curado,

además de eliminar en su totalidad los procedimientos de consolidación.

27

los procedimientos de normalización se encuentran en el comité de

ASTM C 09 de] ASTM,

Aditivos para mejorar la bombeabilidad

Desde hace muchos años se obtiene en el mercado productos.

Incrementan la productividad del concreto bombeado, mejorando la

cohesividad, disminuyendo la exuda ción y limitando segregación del

agua. Estos aditivos mejoran las mez clas deficientes en finos o de

graduación incompleta de los agregados.

Reducen los problemas del taponamiento y permiten mantener la presión

de suministro continuo.

Estos aditivos se encuentran en proceso de normalización en el ASTM,

procurando definir métodos de ensayos apropiados.

Aditivos para concreto lanzado (shotcrete)

Los aditivos convencionales normalizados también son empleados para

mejorar las condiciones de aplicación del concreto lanzado.

El cloruro de calcio como acelerador en cantidades no mayores M 2% y

cuando se incorporan fibras metálicas, aditivos libres de cloruros. En las

mezclas húmedas se emplean los reductores de agua y cuando es

requerido incorporadores de aire, Sin embargo, se pueden encontrar en

el mercado aditivos que mejoran el rendimiento y la performance de los

concretos lanzados, que actúan sobre las siguientes características:

Regular el fraguado inicial y final, generalmente entre 2 y 13 minutos.

Incrementar el espesor de la capa proyectada y reducir el material de

desperdicio. Incrementar la ganancia de resistencia y la resistencia final.

Entre los componentes químicos se encuentra el aluminato de sodio, el

hidroxido de sodio y potacio, la trietalolamina y el fluoruro de sodio:

además se utilizan adiciones minerales como la microsilice, las puzolanas

y excepcionalmente la betonita.

Aditivos para reducir la reacción álcali agregado. Recientemente se ha

desarrollado diversos tipos de aditivos que incorporados al concreto

permiten reducir la expansión causada por la reacción álcali agregado.

Los aditivos químicos fueron aplicados inicialmente en la década de los

60 habiendo adquirido recientemente nueva presencia. Se emplean

principalmente sales de litio en porcentajes vecinos al 1 % y sales de

bario, entre 2 y 7%, en relación a la masa de cemento.

28

La expansión de esta técnica está limitada por el costo de los aditivos y la

prevención que existe por la modificación de la resistencia. Su empleo es

restringido debido a que la información sobre experiencias es poca y su

costo resulta elevado, con relación a otras alternativas para minimizar el

riesgo. En efecto, es posible usar cementos apropiados, combinar los

agregados dañinos con otros sanos. etc. La inclusión de este aditivo en el

presente trabajo es con carácter referencia, pues no existe ningún

requerimiento en nuestro medio

Aditivos e inhibidores de corrosión

Existen varios tipos de inhibidores de la corrosión del refuerzo de acero,

sea por causa de la penetración de cloruros o por la acción de C02 del

ambiente. Pese a ser conocido durante décadas el nitrito de calcio recién

en 1960 fue identificado y patentado.

Se ha comprobado que en porcentajes de 31% de masa de cemento

reduce la expansión y no produce efectos adversos en el concreto. Otros

tipos de inhibidores, con diferente forma de acción tienen diminuta

presencia en el mercado, corno es el caso del lignosulfonato de calcio.

Sin embargo, en la tecnología del concreto existen alternativas más

desarrolladas como son las barras de acero revestidas, la protección

catódica o las barreras protectoras.

Aditivos del milenio

Anteriormente el empleo de aditivos era discrecional, se prescribían por

razones de economía y constituían una alternativa al diseño de la mezcla

de concreto. En la actualidad los aditivos han pasado a ser un ingrediente

más, conjuntamente con las adiciones minerales de los nuevos

concretos, que son cualitativamente diferentes a los corcretos que han

ocupado la mayor parte de[ siglo pasado. Los aditivos químicos no

solamente permite reducir la relación a/c a porcentajes de 0.32, producir

concretos trabajables sino que dan como resultados materiales de

resistencia superior a mil kilos por cm2 y superior durabilidad ante

diferentes condiciones climáticas.

2.7. MARCO CONCEPTUAL

ABSORCION DE LOS AGREGADOS:

Es el incremento en la masa del agregado debido al agua en los poros del

material, pero sin incluir el agua adherida a la superficie exterior de las

29

partículas, expresado como un porcentaje de la masa seca. El agregado se

considera como "seco" cuando se ha mantenido a una temperatura de 110°C

± 5°C por suficiente tiempo para remover toda el agua no combinada.

Peso de la muestra secada al horno: A = 3041.8gr.

Peso de la muestra saturada con superficie seca: B = 3059.6gr

Peso de la muestra saturada dentro del agua: C = 1934.5 gr.

Porcentaje de Absorción:

Absorción del Concreto

Puede ser definida como la relación entre la masa de agua que penetra los

poros saturables y el peso seco de la muestra penetrada por el agua. A =

100(Psss-Ps)/Ps

Acero Reforzado

El acero de refuerzo se le conoce también como varilla corrugada, absorbe

todos los esfuerzos de tensión provocados por las cargas y por los cambios

de volumen en el concreto al variar su temperatura.

Agua

Es una sustancia cuya molécula está formada por dos átomos de hidrógeno y

uno de oxígeno (H2O). El agua, considerada como materia prima para la

confección y el curado del hormigón debe cumplir con determinadas normas

de calidad. Las normas para la calidad del agua son variables de país a país,

y también pueden tener alguna variación según el tipo de cemento que se

quiera mezclar. Sustancia transparente, inodora e insípida, que se encuentra

en estado líquido a temperatura y presión estándar, y cuya composición

molecular es de dos átomos de hidrógeno por uno de oxígeno.

Agregado

Generalmente se entiende por "agregado" a la mezcla de arena y piedra de

granulometría variable. El concreto es un material compuesto básicamente

por agregados y pasta cementicia, elementos de comportamientos bien

diferenciados:

30

Se define como agregado al conjunto de partículas inorgánicas de origen

natural o artificial cuyas dimensiones están comprendidas entre los límites

fijados en la NTP 400.011.

Los agregados son la fase discontinua del concreto y son materiales que

están embebidos en la pasta y que ocupan aproximadamente el 75% del

volumen de la unidad cúbica de concreto.

Los agregados son materiales inorgánicos naturales o artificiales que están

embebidos en los aglomerados (cemento, cal y con el agua forman los

concretos y morteros).

Los agregados generalmente se dividen en dos grupos: finos y gruesos. Los

agregados finos consisten en arenas naturales o manufacturadas con

tamaños de partícula que pueden llegar hasta 10 mm; los agregados gruesos

son aquellos cuyas partículas se retienen en la malla No. 16 y pueden variar

hasta 152 mm. El tamaño máximo de agregado que se emplea comúnmente

es el de 19 mm o el de 25 mm.

Los agregados conforman el esqueleto granular del concreto y son el

elemento mayoritario ya que representan el 80-90% del peso total de

concreto, por lo que son responsables de gran parte de las características del

mismo. Los agregados son generalmente inertes y estables en sus

dimensiones.

La pasta cementicia (mezcla de cemento y agua) es el material activo dentro

de la masa de concreto y como tal es en gran medida responsable de la

resistencia, variaciones volumétricas y durabilidad del concreto. Es la matriz

que une los elementos del esqueleto granular entre sí. Cada elemento tiene

su rol dentro de la masa de concreto y su proporción en la mezcla es clave

para lograr las propiedades deseadas, esto es: trabajabilidad, resistencia,

durabilidad y economía.

Arena o Árido Fino

Es el material que resulta de la desintegración natural de las rocas o se

obtiene de la trituración de las mismas, y cuyo tamaño es inferior a los 5mm.

Para su uso se clasifican las arenas por su tamaño. A tal fin se les hace pasar

por unos tamices que van reteniendo los granos más gruesos y dejan pasar

los más finos.

Arena Fina

31

Es la que sus granos pasan por un tamiz de mallas de 1mm de diámetro y

son retenidos por otro de 0.25mm.

Arena Media

Es aquella cuyos granos pasan por un tamiz de 2.5mm de diámetro y son

retenidos por otro de 1mm.

Arena Gruesa

Es la que sus granos pasan por un tamiz de 5mm de diámetro y son retenidos

por otro de 2.5mm. Las arenas de granos gruesos dan, por lo general,

morteros más resistentes que las finas, si bien tienen el inconveniente de

necesitar mucha pasta de conglomerante para rellenar sus huecos y ser

adherentes. En contra partida, el mortero sea plástico, resultando éste muy

poroso y poco adherente. El amasado de los morteros se realiza removiendo

y agitando los componentes de la mezcla las veces necesarias para

conseguir su uniformidad. Esta operación se llama batir la mezcla.

Preferentemente, el amasado se efectúa en amasadoras o hormigoneras,

batiendo la mezcla con un mínimo de un minuto. El amasado a mano debe

hacerse sobre una plataforma impermeable y limpia, realizándose como

mínimo tres batidos. El conglomerante en polvo se mezcla en seco con la

arena, añadiendo después el agua. El tiempo de utilización, en el mortero de

cemento debe utilizarse sólo dentro de las dos horas inmediatas a su

amasado. Durante este tiempo puede agregarse agua, si es necesario, para

compensar la pérdida de agua de amasado. Pasado el plazo de dos horas, el

mortero sobrante debe desecharse, sin intentar volver a hacerlo utilizable. El

mortero de cal puede usarse durante un tiempo ilimitado siempre que se

conserve en las debidas condiciones. Con el yeso se forma un mortero simple

amasándolo tan sólo con agua y, a veces, con algo de arena. La cantidad de

agua de amasado varía con la clase de trabajo a que se destine el mortero.

Como cantidades aproximadas de yeso y agua para confeccionar 1m³ de

mortero de consistencia normal, se suelen considerar las siguientes:

Mortero de yeso negro: 850 Kg de yeso y 6001 de agua.

Mortero de yeso blanco: 810 Kg de yeso y 6501 de agua.

El amasado se hace vertiendo el yeso sobre el agua depositada en una

artesa, batiendo la mezcla rápidamente y procurando que no se formen

grumos ni burbujas.

32

Cantera

Una cantera es una explotación minera, generalmente a cielo abierto, en la

que se obtienen rocas industriales, ornamentales o áridos. Las canteras

suelen ser explotaciones de pequeño tamaño, aunque el conjunto de ellas

representa, probablemente, el mayor volumen de la minería mundial.

Los productos obtenidos en las canteras, a diferencia del resto de las

explotaciones mineras, no son sometidos a concentración. Las principales

rocas obtenidas en las canteras son: mármoles, granitos, calizas y pizarras.

Toda cantera tiene una vida útil, y una vez agotada, el abandono de la

actividad puede originar problemas de carácter ambiental, principalmente

relacionados con la destrucción del paisaje.

Calidad del Concreto

Para obtener un concreto de buena calidad, no sólo es necesario contar con

buenos materiales, que además estén combinados en las cantidades

correctas; es necesario también tener en cuenta cómo se hace el mezclado,

el transporte, el vaciado, la compactación y el curado. Estos procesos influirán

directamente en la calidad de este importante material. Si uno o varios

procesos se realizan de manera deficiente, se obtendrá un concreto de mala

calidad, aun utilizando las cantidades exactas de cemento, arena, piedra y

agua.

Cemento

El cemento es un conglomerante formado a partir de la mezcla de caliza y

arcilla calcinada y posteriormente molidas, que tiene la propiedad de

endurecerse al contacto con el agua. Mezclado con agregados pétreos (grava

y arena) y agua, crea una mezcla uniforme, maleable y plástica que fragua y

se endurece, adquiriendo consistencia pétrea, denominada hormigón (en

España, parte de Suramérica y el Caribe hispano) o concreto (en México y

parte de Suramérica). Su uso está muy generalizado en construcción e

ingeniería civil.

El cemento ha sido un elemento indispensable para el desarrollo social y la

mejora de la calidad de vida de las personas.

33

Cemento Portland

Tal como lo conocemos hoy en día, es un ligante hidráulico inventado en el

siglo XVIII y obtenido de la molienda conjunta de clinker portland -producto

procedente de la calcinación a altas temperaturas de piedra caliza, yeso y

ciertas adiciones.

Los cementos se han utilizado históricamente, como mínimo desde hace

8.000 años, para hacer:

pastas de cemento (cemento + agua)

morteros (cemento + agua + arena)

hormigones (cemento + agua + arena + áridos)

El proceso de fabricación del cemento comprende cuatro etapas principales:

Extracción y molienda de la materia prima

Homogeneización de la materia prima

Producción del Clinker

Molienda de cemento

La materia prima para la elaboración del cemento (caliza, arcilla, arena,

mineral de hierro y yeso) se extrae de canteras o minas y, dependiendo de la

dureza y ubicación del material, se aplican ciertos sistemas de explotación y

equipos.

Cemento puzolánico

Se denomina puzolana a una fina ceniza volcánica que se extiende

principalmente en la región del Lazio y la Campania, su nombre deriva de la

localidad de Pozzuoli, en las proximidades de Nápoles, en las faldas del

Vesubio. Posteriormente se ha generalizado a las cenizas volcánicas en otros

lugares. Ya Vitrubio, describía cuatro tipos de puzolana: negra, blanca, gris y

roja.

Mezclada con cal (en la relación de 2 a 1) se comporta como el cemento

puzolánico, y permite la preparación de una buena mezcla en grado de

fraguar incluso bajo agua.

Esta propiedad permite el empleo innovador del hormigón, como ya habían

entendido los romanos: El antiguo puerto de Cosa (puerto) fue construido con

puzolana mezclada con cal apenas antes de su uso y colada bajo agua,

34

probablemente utilizando un tubo, para depositarla en el fondo sin que se

diluya en el agua de mar. Los tres muelles son visibles todavía, con la parte

sumergida en buenas condiciones después de 2100 años.

Colado

Se denomina colado a la fabricación in situ de una loza de concreto armado

cuyo grosor fluctúa entre los 8 y 10 cent. Y que se refuerza con varillas de

acero, regularmente de ¾ de pulgada.

Compactibilidad

Cuando la mezcla es vibrada se hace más fluida y puede así distribuirse más

uniformemente, envolviendo bien las armaduras y ocupando todas las

sinuosidades del encofrado. Esta es la propiedad que se conoce como

tixotropía y es la característica que permite la compactibilidad de la mezcla y

su adaptación al molde.

Concreto

El concreto es un material de construcción bastante resistente, que se trabaja

en su forma líquida, por lo que puede adoptar casi cualquier forma. Este

material está constituido, básicamente de agua, cemento y otros añadidos, a

los que posteriormente se les agrega un cuarto ingrediente denominado

aditivo. Aunque comúnmente se le llama cemento, no se les debe confundir, y

en verdad aquellas mezclas que hacen los camiones tolva en las

construcciones son en realidad concreto, es decir, cemento con aditivos para

alterar sus propiedades.

Al concreto podemos considerarlo como una piedra que se ha obtenido

artificialmente, primero, mezclando una serie de ingredientes; luego

transportándolo, colocándolo, compactándolo y curándolo apropiadamente,

de tal manera que éste adquiera las características que se ha establecido

previamente, como por ejemplo, consistencia, impermeabilidad, resistencia a

la compresión (fc), etc.

Concreto Simple

Es la mezcla de cemento, agua, y agregados fino y grueso, sin refuerzo

metálico. Es una mezcla de cemento, arena, agregado, agua y aditivo la cual

35

se endurece después de cierto tiempo de mezclado adquiriendo

características que lo hacen de uso común en la construcción., en estado

fresco posee un suficiente tiempo de manejabilidad y en estado endurecido

excelente cohesividad.

Concreto Armado

Es la mezcla de concreto simple y acero de refuerzo (refuerzo metálico),

básicamente cuando tenemos un elemento estructural que trabajara a

compresión y a tracción (tensión). Ningún esfuerzo de tensión será soportado

por el concreto, es por ello que se debe incluir un área de acero que nos

asuma esta solicitación, dicho valor se traducirá en el número de Varillas y su

diámetro, así como su disposición.

Diseño de Mezclas de Concreto

Es la selección de las proporciones de los materiales integrantes de la unidad

cubica de concreto, conocida usualmente como diseño de mezclas, puede ser

definida como el proceso de selección de los ingredientes más adecuados y

dela combinación más conveniente, con la finalidad de obtener un producto

que en el estado no endurecido tenga la trabajabilidad y consistencia

adecuados y que endurecido cumpla con los requisitos establecidos por el

diseñador indicados en los planos y/o las especificaciones de la obra. En la

selección de las proporciones de la mezcla de concreto, el diseñador debe

recordar que la composición de la misma está determinada por:

Las propiedades que debe tener el concreto endurecido, las cuales

son determinadas por el ingeniero estructural y se encuentran

indicadas en los planos y/o especificaciones técnicas.

Las propiedades del concreto al estado no endurecido, las cuales

generalmente son establecidas por el ingeniero constructor o residente

en función del tipo y características de la obra y de las técnicas a ser

empleadas en la colocación del concreto.

El costo de la unidad cubica de concreto (m3). La selección de los diferentes

materiales que componen la mezcla de concreto y de la proporción de cada

uno de ellos debe ser siempre el resultado de un acuerdo razonable entre la

economía y el cumplimiento delos requisitos que debe satisfacer el concreto

al estado fresco y el endurecido. En conclusión, el diseño de mezclas viene a

ser más que nada la elección de proporciones adecuadas para preparar

36

concreto teniendo en cuenta a la clase de estructura de la que va a formar

parte, y las condiciones ambientales a las que estará expuesto.

Métodos de Diseño según el comité 211 del ACI

El comité 211 del ACI ha desarrollado un procedimiento de diseño bastante

simple el cual, basándose en algunos de las tablas permite obtener valores

delos diferentes materiales que integran la unidad cúbica de concreto.

Independientemente de las características finales del concreto sean indicadas

en las especificaciones o dejados al criterio del profesional responsable del

diseño de la mezcla, las cantidades de materiales por metro cubico de

concreto pueden ser determinados; cuando se emplea el método del comité

211 del A, siguiendo la secuencia que a continuación se indica:

Selección de la resistencia promedio a partir de la resistencia en

compresión especificada y la desviación estándar de la compañía

constructora.

Selección del tamaño máximo nominal del agregado.

Selección del asentamiento.

Selección del volumen unitario de agua de diseño.

Selección del contenido de aire.

Selección de la relación agua cemento por resistencia y durabilidad.

Determinación del factor cemento.

Determinación del contenido del agregado grueso.

Determinación de la suma de los volúmenes absolutos.

Determinación del volumen absoluto de agregado fino.

Determinación del peso seco del agregado fino.

Determinación de los valores de diseño del cemento.

Correcio9n de los valores de diseño por humedad del agregado.

Determinación de la proporción en peso.

Determinación de los pesos por tanda de un saco

Esfuerzo a la comprensión

El esfuerzo de compresión es la resultante de las tensiones o presiones que

existe dentro de un sólido deformable o medio continuo, caracterizada porque

tiende a una reducción de volumen del cuerpo, y a un acortamiento del

cuerpo en determinada dirección.

37

III. METODOLOGÍA

3.1. TIPO DE ESTUDIO

El nivel de la investigación, es descriptivo, porque pretende determinar las

características de los tipos de concreto a estudiar, sin buscar relación causal

entre las variables de estudio.

Temporalidad: es Transversal, la información se procesará en un solo

período de tiempo.

3.2. DISEÑO DE INVESTIGACIÓN

El Tipo de diseño a utilizar en la investigación será descriptivo

comparativo, según el esquema siguiente:

O1

M O1=≠O2

O2

Dónde:

M representa las edificaciones

O1 representa a las características del concreto premezclado

O2 representa a las características del concreto preparado in situ

3.3. HIPÓTESIS

En base a la formulación del problema, se plantea la siguiente Hipótesis:

Será recomendable el uso del concreto premezclado en relación con el

procedimiento tradicional o clásico

38

3.4. IDENTIFICACIÓN DE VARIABLES

3.4.1. OPERACIONALIZACIÓN DE VARIABLES

Cuadro Nº 02 OPERACIONES DE VARIABLES

VariablesDefinición

conceptual

Definición

operacionalIndicadores

Independiente

Concreto

premezclado

Es el Concreto

preparado en

planta antes de

ser colocado en

obra

Está definido por

las características

y especificaciones

técnicas de los

insumos y

agregados

utilizados en

planta

-Características

físicas de los

materiales

empleados

-Grado de

solubilidad del

agua.

- Análisis de

calidad, costos y

tiempo

- Pruebas de

resistencia del

concreto

Dependiente

Concreto

preparado in situ

Es el Concreto

preparado y

colocado en la

misma obra.

Está definido por

las características

y especificaciones

técnicas de los

insumos y

agregados

utilizados en obra

-Características

físicas de los

materiales

empleados

-Grado de

solubilidad del

agua.

- Análisis de

calidad, costos y

tiempo

- Pruebas de

resistencia del

concreto

3.5 POBLACIÓN Y MUESTRA

Como población de estudio se está considerando a las obras de edificación

en la ciudad de Moyobamba.

39

Por las características del trabajo de investigación el tamaño de la muestra

será tomada a criterio del investigador adoptando una obra de edificación.

40

3.6 MÉTODO DE INVESTIGACIÓN.

3.6.1 MÉTODO TEÓRICO: Se aplicará el método HEURÍSTICO, ya que la

investigación pretende orientarse hacia la solución de problemas y

tiene por finalidad optimizar el uso del concreto en cuanto a su calidad,

tiempos de fabricación y costos, utilizando el concreto premezclado en

planta en relación con el concreto preparado tradicional o clásico.

.

3.7 TÉCNICA DE RECOLECCIÓN DE DATOS.

En el siguiente cuadro, se describen las técnicas, instrumentos y fuentes de

recolección de datos.

Cuadro 3 Técnica Recolección de Datos

TECNICAS INSTRUMENTOS FUENTES

Ensayos en Laboratorio

para los materiales

Equipo de laboratorio. Insumos y agregado

seleccionados

Ensayos en laboratorio

para el concreto

Equipo de laboratorio Muestra de la obra

Revisión de

especificaciones de los

insumos y agregados

Ficha técnica Mercado .y canteras

Trabajo de gabinete. Materiales y equipo de

oficina

Propio

3.8 PROCEDIMIENTO DE RECOLECCIÓN DE DATOS.

La recolección de datos, tendrá el siguiente proceso:

3.8.1 TOMA DE MUESTRAS PARA LOS ENSAYOS DE LOS

MATERIALES: Se realizará la toma de muestras del material

seleccionado de la cantera sector Nueva Cajamarca y otra del sector

naranjos, para ser llevadas al laboratorio y realizar los ensayos

respectivos.

3.8.2 TOMA DE MUESTRAS PARA LOS ENSAYOS RESPECTIVOS Y

DISEÑOS MEZCLAS DEL CONCRETO: Se realizará la toma de

muestras de las distintas canteras con el propósito de determinar las

proporciones, para ser llevadas al laboratorio y realizar los ensayos

respectivos.

41

3.8.3 COMPROBACION DEL DISEÑO DE MEZCLA DE CONCRETO

Se realizara un testigo con las proporciones adecuadas para luego

ser sometida a esfuerzos de comprensión mediante la prensa de

roturas de probetas extraídas de los diseños de mezclas.

3.8.4 TRABAJO DE GABINETE: que corresponde al procesamiento

aplicando diferentes teorías de toda la información levantada en

campo.

3.9 METODO DE ANALISIS DE DATOS.

El análisis de los datos, estará en relación directa con las variables y su

definición conceptual, así como, con los siguientes métodos:

3.9.1 PARA LOS ENSAYOS DE LOS MATERIALES: se realizarán los

ensayos en laboratorio para conocer las propiedades físicas y

mecánicas de los materiales a utilizar tales como:

DETERMINACION DEL PORCENTAJE DE HUMEDAD

NATURAL ASTM D – 2216.

PESO ESPECÍFICO DEL AGREGADO FINO ASTM C – 127

PORCENTAJE DE ABSORCION DEL AGREGADO FINO

ASTM C – 127

PESO UNITARIO SUELTO ASTM C – 29

PESO UNITARIO VARILLADO ASTM C – 29

ANALISIS GRANULOMETRICO POR TAMIZADO ASTM D –

422

3.9.2 PARA EL DISEÑO DE MEZCLAS DEL CONCRETO: Una vez

realizado los ensayos respectivos se procederá a realizar los cálculos

mediante el método de comité 211 del ACI aplicados para el diseño

de mezclas de un concreto.

3.9.3 REVISIÓN DE ESPECIFICACIONES TECNICAS DE LOS INSUMOS

Y AGREGADOS: se revisará las fichas técnicas de los insumos y

agregados, proporcionada por el fabricante del producto.

42

3.9.4 LA PRESENTACION DE RESULTADOS: se realizará mediante

cuadros, tablas técnicas y gráficos que permitan su análisis e

interpretación rápida para la obtención de las conclusiones.

3.9.5 ANALISIS DE COSTOS: los datos resultantes serán procesados en

tablas de diferencias entre el concreto premezclado y el concreto

hecho in situ.

43

IV. ASPECTOS ADMINISTRATIVOS.

IV.1. RECURSOS Y PRESUPUESTO.

IV.1.1. RECURSOS.

a) Recursos humanos:

01 Tesista (investigador)

01 Asesor metodológico.

01 Asesor temático.

01 Digitador de texto

02 Obreros eventuales en campo.

b) Recursos materiales y equipos:

Útiles de escritorio.

Bibliografía especializada.

Materiales para extracción de muestras.

Equipo de laboratorio de concreto.

IV.1.2. PRESUPUESTO.

El presupuesto para la elaboración del presente trabajo de

investigación, asciende a SEIS MIL CIENTO ONCE Y 00/100

NUEVOS SOLES (S/. 6,111.00). El detalle se presenta a continuación.

CUADRO Nº 04 PRESUPUESTO

44

ITEM PARTIDA UNID. CANTID.COSTO

UNITARIOCOSTO TOTAL

1 PERSONAL 1,310.00

1.01 Un investigador mes 4 - -

1.02 Un asesor metodológico mes 4 - -

1.03 Un asesor temático mes 4 - -

1.04 Un digitador de texto mes 1 750 750

1.05 02 obreros eventuales Día 16 35 560

2 BIENES 651.00

2.01 Plumones glb. 3 5 15

2.02 CDs. glb. 3 5 15

2.03 Lapiceros glb. 2 3 6

2.04 Borrador glb. 1 3 3

2.05 Papel Bond A4 mll 4 28 112

2.06 Material para ensayo glb. 1 500 500

3 SERVICIOS 3,650.00

3.01 Movilidad glb. 1 500 500

3.02 Fotocopias glb. 1 300 300

3.03 Impresión de texto glb. 1 500 500

3.05 Encuadernaciones glb. 1 350 350

3.07 Alquiler de laboratorio glb. 1 2,000.00 2,000.00

4 OTROS 500

4.01 Imprevistos glb. 1 500 500

6,111.00GASTO TOTAL

4.2 FINANCIAMIENTO.

Sera financiado con recursos propios del Tesista.

4.3 CRONOGRAMA DE EJECUCION.

El cronograma de elaboración de la Tesis, está referido a una duración total

de siete meses que comprende desde la elaboración del proyecto, hasta la

sustentación del informe.

CUADRO 5 CRONOGRAMA ELABORACIÓN DE TESIS

45

Enero Febr. Marzo Abril Mayo Junio Julio1 Elaboración del Proyecto

2 Aprobación del Proyecto

3 Revisión del Marco Teórico

4 Elaboración de Instrumentos de recolección de datos

5 Validación de Instrumentos

6 Aplicación de Instrumentos

7 Procesamiento de datos

8 Descripción de resultados

9 Discusión de Resultados

10 Conclusiones y Recomendaciones

11 Sustentación del Informe

CRONOGRAMA DE EJECUCION

N° ACTIVIDAD2013

V. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICOS, LIBROS Y LINCOGRAFIAS

46

GARCÍA SOLOGAISTOA, Adolfo Bernabé: Consideraciones Generales Sobre

Concreto Reforzado, Tesis Presentada a la Junta Directiva, al Conferirle El Titulo

de Arquitecto, Guatemala - Julio de 2005, Facultad de Arquitectura - Universidad

de San Carlos de Guatemala.

HARMSEN, Teodoro E: Diseño de Estructuras de Concreto Armado tercera

Edición – 07/07/2010 – Pontificia Universidad Católica del Perú.

JIMÉNEZ MONTOYA, Pedro, GARCÍA MESEGUER Álvaro: Hormigón Armado.

(Baza, 1917 - Madrid, 2006), responsable de la autoría única de Hormigón

Armado desde la primera edición en 1964 hasta la sexta. A partir de la séptima

edición, en 1973, contó con la colaboración de Álvaro García Meseguer.

MC ACORMAC, Jack C: Diseño de Concreto Reforzado, cuarta edición – Mundo

Anuncio - continua el éxito tradicional de las ediciones anteriores al introducir los

fundamentos del diseño de concreto reforzado de tal manera que estimula el

interés en el tema.

MENDOZA CACHÚ, David: Tesis denominada “Análisis de la Influencia de

Aditivos para Cal utilizados en Mampostería”. Universidad Michoacana de San

Nicolás de Hidalgo. México. 2002

MORALES MORALES, Roberto: Diseño en Concreto Armado, tercera edición

ICG 2006 publicado por el Instituto de la Construcción y Gerencia con motivo de la

realización del “II Congreso Internacional de Ingeniería Estructural, Sísmica y

puentes.

MUÑOZ, Marco: Monografía “Aditivos en Nuestro Mercado”, Universidad Nacional

Faustino Sánchez Carrión Facultad de Ingeniería Civil, octubre 2010.

NILSON, Arthur H: Diseño De Estructuras De Concreto, duodécima edición;

investigador, académico, consultor y Profesor Emeritus. Structural Engineering, en

la Universidad de Cornell.

R. PARK y T. PAULAY, Estructuras de Concreto Reforzado; Departamento de

Ingeniería Civil, Universidad de Canterbury Christchuch, Nueva Zelandia,

Editora Limusa - México

REGLAMENTO NACIONAL DE EDIFICACIONES: (Norma Técnica E.060

Concreto Armado).

RUIZ, Ramón: Diseño de Elementos de Concreto Reforzado. Usa 2006

Conforme al ACI. 310. 04. U.S.A 2006.

HERNÁNDEZ MONTES, Enrique y GIL MARTÍN, Luisa María: Hormigón

Armado y Pretensado, Concreto Reforzado y Preesforzado, Granada 2007 Edita:

Grupo de Investigación TEP-190 Ingeniería e infraestructuras.

47

ABANTO CASTILLO, Flavio: Tecnología del concreto, Editorial: San Marcos,

Lugar de publicación: Lima Año de edición: 1996, Número de páginas: 242 ISBN

______________________


INTERESADO

___________________________ ____________________________

Ing. José Marcelo Arévalo Angulo Lic. Tomas A. Carrasco Manriquez

Docente UCV Docente UCV

ASESOR TEMÁTICO ASESOR

METODOLÓGICO

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Tesis Grabiel Agosto 2013

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