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ANÁLISIS Y DESCRIPCIÓN DE LA PRODUCCIÓN DE CONCRETOS
EN OBRA DE CINCO PROYECTOS DE VIVIENDA EN COLOMBIA
PROYECTO DE GRADO
ÁLVARO ELIÉCER ORTIZ CANGREJO
UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA
FACULTAD DE ESTUDIOS A DISTANCIA - FAEDIS
PROGRAMA DE INGENIERÍA CIVIL
BOGOTÁ D.C., JULIO DE 2015
ii
ANÁLISIS Y DESCRIPCIÓN DE LA PRODUCCIÓN DE CONCRETOS
EN OBRA DE CINCO PROYECTOS DE VIVIENDA EN COLOMBIA
ÁLVARO ELIÉCER ORTIZ CANGREJO
CÓDIGO: 7300998
Trabajo de Grado para optar al título de Ingeniero Civil
Director:
Ing. CÉSAR AUGUSTO PÁEZ SÁNCHEZ
UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA
FACULTAD DE ESTUDIOS A DISTANCIA - FAEDIS
PROGRAMA DE INGENIERÍA CIVIL
BOGOTÁ D.C., JULIO DE 2015
iii
ANÁLISIS Y DESCRIPCIÓN DE LA PRODUCCIÓN DE CONCRETOS EN OBRA
DE CINCO (5) PROYECTOS DE VIVIENDA EN COLOMBIA
Nota de Aceptación
___________________________
___________________________
___________________________
___________________________
___________________________
___________________________
___________________________
___________________________
___________________________
___________________________
Firma del presidente del jurado
___________________________
Firma del jurado
___________________________
Firma del jurado
Bogotá D.C., Julio de 2015
iv
DEDICATORIA
La presentación de este trabajo de investigación lo dedico a Dios que es nuestro padre
creador de todo lo que poseemos y a mi padre, José Álvaro Ortiz y a mi madre, Dionisia
Inés Cangrejo. Ya que por su compromiso como pareja me dieron la vida, la orientación
adecuada y los consejos, los cuales me formaron como persona, enseñándome los derechos
y deberes como ciudadano así como la responsabilidad y cumplimiento ante los
compromisos adquiridos los cuales se deben desarrollar con ética y moralidad.
También quiero dedicar esta investigación a Adriana María Nova Reyes por su apoyo
incondicional en el trascurso de la carrera, paciencia y tolerancia las cuales me generaron
gran entusiasmo y fortaleza para continuar con el objetivo de la carrea. Gracias mi vida por
tu apoyo. Te Amo.
v
AGRADECIMIENTOS
Quiero agradecer a los profesores que con su dedicación, esfuerzo y disponibilidad
me orientaron el camino del conocimiento y me motivaron cada día a seguir adelante en las
metas propuestas en el transcurso de la carrera.
A la Empresa D.P.C. Ingenieros por creer en mis habilidades y darme la oportunidad
de ejercer un cargo en el equipo de trabajo de la empresa.
Al Consorcio Interventoría FONADE 006, el cual me dio la oportunidad de
desarrollar el trabajo de grado en 5 de los proyectos en los cuales se realiza la interventoría
técnica de la construcción de viviendas.
A la universidad Militar Nueva Granada, facultad de Ingeniería Civil en especial a la
Directora del programa Ingeniera, Carol Eugenia Arévalo. Ya que fue la orientadora principal
en el transcurso de la carrera de ingeniería civil.
A Ingeniero Cesar Augusto Páez Sánchez quien dirigió este trabajo aportando sus
conocimientos y orientándome en el desarrollo de la investigación, gracias ingeniero por
prestarme sus servicios profesionales al desarrollo de esta investigación.
A todos mis compañeros de estudio y compañeros de trabajo los cuales me brindaron
su experiencia como profesionales y sus conocimientos así como su apoyo moral en el
transcurso de la carrera.
vi
RESUMEN
Se analizó la producción de concretos en cinco proyectos de vivienda en Colombia
con el fin de identificar los variables que intervienen en la resistencia final del concreto
preparado en cinco proyectos de vivienda de interés prioritario en Colombia, este objetivo
sustentado en diferentes estudios como los adelantados por Chan, Solís y Moreno (2003),
que demuestran que algunas características de los materiales evidencian cierta influencia
sobre la resistencia final del concreto, así como las investigaciones de Minor y Milanes
(2001) quienes identificaron como causas de la deficiencia del concreto, la falta de un diseño
adecuado de mezcla, el mal manejo de materias primas y el exceso de agua en las mezclas
como procesos primordiales que inciden en la calidad final de una estructura.
La identificación de estas variables se realizó a partir del análisis de diseño de
mezclas y el ensayo de especímenes donde se determinó la resistencia a la flexión a partir
de ensayos en vigas y la resistencia a la compresión a partir de ensayos en cilindros siguiendo
en los dos casos la normatividad exigida para cada caso. Se encontró que las variables que
mayor incidencia presentan sobre la resistencia tanto a la flexión como a la compresión son
la textura para el caso de las características de los materiales y la relación agua- Cemento
para el caso de la dosificación.
vii
TABLA DE CONTENIDO
1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ...................................................................... 1
2. OBJETIVOS .................................................................................................................. 2
2.1. Objetivo General ..................................................................................................... 2
2.2. Objetivos Específicos .............................................................................................. 2
3. JUSTIFICACIÓN .......................................................................................................... 3
4. DELIMITACIÓN ........................................................................................................... 5
4.1. Geográfica ............................................................................................................... 5
4.2. Cronológica ............................................................................................................. 5
4.3. Conceptual ............................................................................................................... 5
5. Metodología ................................................................................................................... 6
5.1. Tipo de Estudio ....................................................................................................... 6
5.2. Diseño de investigación ........................................................................................... 6
5.3. Muestra .................................................................................................................... 6
5.4. Instrumentos ............................................................................................................ 6
5.5. Procedimiento .......................................................................................................... 7
5.5.1. Fase 1: Origen, características y almacenamiento de materiales. .................... 7
5.5.2. Fase 2: Elaboración de especímenes y experimentación de resistencias. ........ 7
5.6. Diagrama de Flujo del Procedimiento. .................................................................... 9
6. Resultados Esperados ................................................................................................... 11
7. Marco Teórico y Estado del Arte ................................................................................. 12
7.1. Generalidades del Concreto ................................................................................... 12
7.2. Dosificación y Mezcla del Concreto. .................................................................... 15
7.3. Los Agregados. ...................................................................................................... 16
7.3.1. Influencia de los agregados sobre la manejabilidad y resistencia del concreto.
17
7.4. El Proceso de Instalación y Manejabilidad de la Mezcla ..................................... 18
7.4.1. Asentamiento.................................................................................................. 18
7.4.2. Curado del concreto. ...................................................................................... 20
7.4.3. Resistencia a la compresión. .......................................................................... 21
7.5. Definición de los Defectos Superficiales del Concreto ......................................... 21
7.5.1. Hormiguero. ................................................................................................... 21
viii
7.5.2. Variación del Color. ....................................................................................... 21
7.5.3. Fuga de lechada. ............................................................................................. 22
7.5.4. Transparencia del agregado............................................................................ 22
7.5.5. Burbuja. .......................................................................................................... 22
7.5.6. Líneas entre capas. ......................................................................................... 22
7.5.7. Grieta por asentamiento. ................................................................................ 22
7.5.8. Rebaba ............................................................................................................ 22
7.5.9. Desalineamiento. ............................................................................................ 23
7.5.10. Descascaramiento ....................................................................................... 23
8. Descripción de los Proyectos a Analizar ...................................................................... 24
8.1. Proyecto Altos de Satías (1) .................................................................................. 24
8.2. Proyecto el Porvenir (2) ........................................................................................ 24
8.3. Proyecto Urbanización Makatoa 2 (3) ................................................................... 24
8.4. Proyecto Urbanización las Guacamayas (4) .......................................................... 24
8.5. Proyecto Urbanización las Playitas (5).................................................................. 25
9. Procedimiento .............................................................................................................. 26
9.1. Calidad del Concreto en Obra ............................................................................... 27
9.1.1. Asentamiento del concreto. ............................................................................ 27
9.1.2. Herramientas para la toma de asentamiento................................................... 28
9.1.3. Toma de cilindros. .......................................................................................... 29
9.1.4. Herramientas para la toma de cilindros. ......................................................... 30
9.1.5. Toma de vigas ................................................................................................ 31
9.1.6. Herramientas para la toma de vigas ............................................................... 31
10. Resultados ................................................................................................................. 33
10.1. Proyectos Altos de Satías (1) ............................................................................. 33
10.1.1. Análisis del diseño de mezclas proyecto 1. ................................................ 34
10.1.2. Proporciones ............................................................................................... 35
10.1.3. Recolección de datos .................................................................................. 35
10.2. Proyectos El Porvenir (2) ................................................................................... 37
10.2.1. Análisis del diseño de mezclas proyecto 2. ................................................ 38
10.2.2. Proporciones (2) ......................................................................................... 40
10.2.3. Recolección de datos (2) ............................................................................ 40
10.3. Proyectos Urbanización Makatoa 2 (3) ............................................................. 42
ix
10.3.1. Análisis del diseño de mezclas proyecto 3. ................................................ 43
10.3.2. Proporciones (3) ......................................................................................... 44
10.3.3. Recolección de datos (3) ............................................................................ 44
10.4. Proyectos Urbanización las Guacamayas (4)..................................................... 46
10.4.1. Análisis del diseño de mezclas proyecto 4. ................................................ 47
10.4.2. Proporciones. .............................................................................................. 49
10.4.3. Recolección de datos .................................................................................. 49
10.5. Proyectos las Playitas (5) ................................................................................... 51
10.5.1. Análisis del diseño de mezclas proyecto 4. ................................................ 52
10.5.2. Proporciones ............................................................................................... 54
10.5.3. Recolección de datos .................................................................................. 54
11. Resultados ................................................................................................................. 56
12. Análisis de Resultados .............................................................................................. 58
12.1. Caracterización de los Materiales ...................................................................... 58
12.2. Descripción de la Dosificación ......................................................................... 60
12.3. Resistencia a la Compresión y a la Flexión ....................................................... 61
13. Conclusiones y Recomendaciones ............................................................................ 67
13.1. Conclusiones ...................................................................................................... 67
13.2. Recomendaciones .............................................................................................. 68
x
LISTA DE TABLAS
Pág.
Tabla 1: Categoría, Características y Almacenamiento de Material. ...................................... 7
Tabla 2: Categoría, Elaboración de especímenes y Experimentación de Resistencia. ........... 8
Tabla 3: Categorías, Diagrama de Flujo del Procedimiento. .................................................. 9
Tabla 4: Diámetro de la varilla y Número de Golpes por Capa. ........................................... 29
Tabla 5: Caracterización de los Materiales Proyecto (1). ..................................................... 34
Tabla 6: Análisis del diseño de mezclas (1). ......................................................................... 34
Tabla 7: Proporciones (1). ..................................................................................................... 35
Tabla 8: Proporción en Volumen, Dosificado en Balde Raso .............................................. 36
Tabla 9: Caracterización de los materiales (2) ...................................................................... 38
Tabla 10: Análisis del diseño de mezcla (2) ......................................................................... 39
Tabla 11: Proporciones (2) .................................................................................................... 40
Tabla 12: Proporción en volumen dosificado en balde Raso. ............................................... 41
Tabla 13: Caracterización de los Materiales (3) ................................................................... 43
Tabla 14: Análisis del Diseño de la Mezcla (3) .................................................................... 43
Tabla 15: Proporciones ......................................................................................................... 44
Tabla 16: Proporción en Volumen Dosificado en balde Raso .............................................. 45
Tabla 17: Caracterización de los Materiales (4) ................................................................... 47
Tabla 18: Análisis del diseño de la Mezcla .......................................................................... 48
Tabla 19: Proporciones (4) .................................................................................................... 49
Tabla 20: Proporción en Volumen Dosificado en Balde Raso ............................................. 50
Tabla 21: Caracterización de los Materiales ......................................................................... 52
xi
Tabla 22: Análisis del diseño de la Mezcla (5) ..................................................................... 53
Tabla 23 Proporciones .......................................................................................................... 54
Tabla 24: Proporción en Volumen, Dosificado en Balde Raso. ........................................... 55
Tabla 25: Resumen del Análisis de los Agregados. .............................................................. 56
Tabla 26: Resultados de Ensayos .......................................................................................... 57
Tabla 27: Resistencia con Relación a la Cantidad de Cemento y MF. ................................. 62
Tabla 28: Resistencia a la Compresión con Relación a la Cantidad de Agua ...................... 63
Tabla 29: Resistencia a la Flexión con Relación a la Cantidad de Agua .............................. 64
Tabla 30: Matriz de Resultados ............................................................................................ 65
Tabla 31: Matriz de Análisis de Resultados. ........................................................................ 66
xii
LISTA DE IMÁGENES
Pág.
Imagen 1: Cono de Abrams. ................................................................................................. 18
Imagen 2: Asentamientos más Usuales. ................................................................................ 19
Imagen 3: Ensayo de Asentamiento con el Cono de Abrams NTC 396 (ASTM C143) ...... 28
Imagen 4: Toma de cilindros NTC 673 (ASTM C31). ......................................................... 30
Imagen 5: Curado de cilindros y Viguetas. ........................................................................... 31
Imagen 6: Toma de Vigas para Ensayo de Flexión NTC 2871 ............................................ 32
Imagen 7: Localización geográfica del municipio de Algeciras. .......................................... 33
Imagen 8: Mampostería Estructural. ..................................................................................... 33
Imagen 9: Preparación del concreto (1) ................................................................................ 37
Imagen 10: Localización Geográfica del Municipio de Suaza ............................................. 37
Imagen 11: Sistema Outinord. .............................................................................................. 38
Imagen 12: Preparación del concreto en obra (2) ................................................................. 41
Imagen 13: Localización geográfica del municipio de Granada. ......................................... 42
Imagen 14: Sistema constructivo Mampostería Estructural ................................................. 42
Imagen 15: Preparación del Concreto ................................................................................... 46
Imagen 16: Localización geográfica del municipio del Municipio de Tame ....................... 46
Imagen 17: Sistema constructivo Mampostería Tradicional ................................................ 47
Imagen 18: Preparación del Concreto (4) ............................................................................. 50
Imagen 19: Localización geográfica del municipio de Arauca ............................................ 51
Imagen 20: Sistema Constructivo Mixto, Outinord y Mampostería. .................................... 52
Imagen 21: Preparación del Concreto (5) ............................................................................. 55
xiii
LISTA DE GRAFICAS
Pág.
Grafica 1: Resistencia con Relación Cantidad de Agua vs Módulo de Rotura .................... 62
Grafica 2: Grafica Relación de Agua con la Resistencia a la Compresión ........................... 63
Grafica 3: Grafica Relación de Agua con la Resistencia a la Flexión .................................. 64
xiv
LISTAS ESPECIALES
Anexos
Pág.
Anexo 1: Diseño de Mezclas Proyecto Altos de Satías ....................................................... 73
Anexo 2: Diseño de Mezcla Proyecto el Porvenir ................................................................ 81
Anexo 3: Diseño de Mezclas Proyecto Makatoa 2 ............................................................. 107
Anexo 4: Diseño de Mezclas Proyecto las Guacamayas .................................................... 118
Anexo 5: Diseño de Mezclas Proyecto las Playitas ............................................................ 129
Anexo 6: Resultado de Ensayos .......................................................................................... 139
xv
INTRODUCCIÓN
La presente investigación tiene como objetivo general analizar y describir la
producción de concretos en obra mediante ensayos de especímenes para identificar los
variables que intervienen en la resistencia final del concreto preparado en cinco proyectos de
vivienda en Colombia. Al respecto se han realizado investigaciones en Colombia y el mundo
que demuestran que variables relacionados con las características de los materiales así como
variables relacionadas con los diseños de mezclas y manejabilidad interfieren de manera
significativa en la resistencia final de los concretos fabricados en obra, al respecto es
importante citar a Chan, Solís y Moreno (2003) quienes realizaron investigaciones
demostrando que las características de los materiales tienen cierta influencia sobre la
resistencia final del concreto, especialmente sobre la resistencia a la compresión.
Se tomó una muestra de cinco (5) proyectos de vivienda de interés prioritario en
Colombia y se describieron y analizaron en estas los siguientes aspectos: 1. Características
de los materiales, 2. Proceso de dosificación, 3. La manejabilidad: Fraguado y curado de las
muestras, con el objetivo de identificar las variables que intervienen en la resistencia final
del concreto a fin de garantizar la calidad de la construcción; lo anteriormente mencionado
se investigó desde un método cuantitativo, utilizando un diseño de estudio de caso desde una
mirada descriptiva de los fenómenos, se realizaron ensayos para determinar la resistencia a
la compresión y a la flexión pero estos no determinan un carácter experimental para la
presente investigación.
Se analiza y se logra establecer la incidencia de variables relacionadas con los
materiales, la dosificación y los procesos de fraguado y curado sobre la resistencia final del
concreto fabricado en obra, en términos generales se logra contrastar lo planteado en la teoría,
aunque es importante mencionar que se presentaron limitaciones debido al diseño que es
meramente descriptivo y no experimental, la presente investigación significa un aporte
importante en el tema de la resistencia final del concreto, lo que contribuye a la calidad de
las construcciones y a la identificación de los posibles errores en la fabricación del concreto.
1
1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
En la ejecución de proyectos de obras civiles o de construcción, la materia prima
utilizada es el concreto hidráulico el cual debe cumplir con unas especificaciones de
construcción. Estos concretos deben cumplir unas características mínimas según las norma
de sismo resistencia NSR -10 y las NTC. La cual hace referencia a la calidad del producto en
su resistencia y durabilidad.
En torno al uso del concreto se desarrolla una problemática relacionada con la calidad
en el manejo e instalación del mismo, la cual es un factor importante a la hora de definir la
calidad y estabilidad de un proyecto, se conoce que es indispensable que todo proceso
constructivo implementado para un determinado proyecto cumpla las especificaciones
indicadas por la norma, al respecto Investigaciones recientes citadas por Civilgeeks (2011)
han evidenciado una divergencia entre las especificaciones técnicas que se establecen en
planos o códigos y la realidad de los concretos elaborados en obras menores trayendo consigo
dificultades en la calidad de las obras.
Minor y Milanés ( 2001) identifican como causas de la deficiencia del concreto la
falta de un diseño adecuado de mezcla, el mal manejo de materias primas y el exceso de
agua en las mezclas, lo que convierte a estos procesos en aspectos primordiales para
determinar la calidad final de una estructura; este argumento justifica la necesidad de analizar
estos procesos para identificar la calidad final del producto, esta calidad a grandes rasgos se
relaciona con la necesidad de evitar el número de daños y solicitudes de reparación en
aquellas estructuras que no cumplen con las especificaciones de los concreto que la norma
establece, esto implica a largo plazo gastos adicionales al propietario o inversionista de la
obra e implicaciones de tipo legal para las constructoras.
Bajo este contexto, se plantea el siguiente problema:
“El concreto durable, debe estar acorde al diseño, el mortero debe estar en estrecho
contacto con el agregado grueso, que se va a unir. El concreto debe ser hidratado tan
pronto como sea posible, en su posición final, además las dosificaciones se deben hacer
estrictamente como se platea en el diseño de la mezcla”
De acuerdo con esta situación, el interrogante principal del proyecto propuesto se
define como:
¿Cuál es la influencia de los procesos de producción del concreto en obra sobre la
resistencia final del diseño de la mezcla?
2
2. OBJETIVOS
2.1.Objetivo General
Analizar y describir la producción de concretos en obra mediante ensayos de
especímenes para identificar los variables que intervienen en la resistencia final del concreto
preparado en cinco proyectos de vivienda en Colombia.
2.2.Objetivos Específicos
Identificar las características, fuentes de producción y condiciones de
almacenamiento de los materiales para la producción del concreto con el propósito de
determinar los factores previos que intervienen en la resistencia final del producto.
Describir el proceso de dosificación de los materiales que conforman el concreto
teniendo en cuenta el método de dosificación utilizado en los proyectos con el propósito de
establecer el impacto de estas variables sobre la resistencia final del producto.
Describir las características del proceso del vaciado y curado de las muestras de
concreto fresco de acuerdo a las condiciones de asentamiento establecidas en los diseños de
las mezclas con el propósito de identificar condiciones óptimas para estos procesos.
Determinar la resistencia del concreto a la compresión y flexión utilizando los
métodos establecidos en la norma NSR - 10 con el fin de realizar la comparación con los
diseños de mezclas.
3
3. JUSTIFICACIÓN
Con el fin de optimizar costos en las obras se hace un diseño mezclas y se prepara el
concreto en el sitio a utilizar, este diseño de mezclas debe cumplir con unas características o
especificaciones dadas por el profesional que realiza el diseño de la mezcla.
En algunas ocasiones los diseños no son los adecuados, además no son preparados
por personal calificado, no se utiliza bien la dosificación de los materiales y aditivos que se
utilizan en la fabricación según las especificaciones dadas en el diseño de la mezcla.
Por esta razón, es muy importante la elaboración y cumplimiento de un plan de control
de calidad para el concreto y los materiales que lo componen, con el fin de poder garantizar
las propiedades del concreto en estado endurecido y garantizar que se cumpla con las
especificaciones dadas previamente definidas, al menor costo posible.
Según la norma NSR-10, el control de calidad se puede definir como el conjunto de
operaciones y decisiones que se toman con el propósito de cumplir el objeto de un contrato,
y de cierta forma, comprobar el cumplimiento de los requisitos exigidos, para ello se debe
verificar los procedimientos que tienen que ver con las Normas Técnicas Colombianas y con
el Código Sismo Resistente.
Es indispensable el compromiso del profesional responsable y del personal de la
mano de obra el adecuado uso de los materiales al igual que el cliente o inversionista a la
hora de comprar los materiales. El personal encargado para la preparación del concreto debe
ser previamente instruido o técnicamente capacitado para esta labor.
Luego de tener estipulado el diseño y el personal capacitado para la fabricación de la
mezcla se deben tener en cuenta los pasos para la colocación del concreto el cual “se deben
controlar todos los factores que puedan segregar o separar los agregados de la mezcla”.
Es recomendable para evitar la segregación tener en cuenta los siguientes pasos:
Según la cementera de concretos ARGOS 2012, determina que se debe tener en
cuenta el asentamiento del concreto a la hora del vibrado, vaciar el concreto a una altura no
mayor de 1,2 m. La superficie debe estar húmeda y libre de aguas estancadas.
4
La calidad en la instalación de un concreto es un factor importante a la hora de definir
la estabilidad de un proyecto, es indispensable que todo proceso constructivo implementado
para un determinado proyecto cumpla las especificaciones indicadas por la norma.
El cumplimiento de las especificaciones en el diseño de mezcla, la dosificación de
materiales y la colocación de concretos son proceso vitales para determinar la calidad final
de una estructura, de acuerdo a investigaciones se ha demostrado mayor número de daños y
solicitud de reparaciones en aquellas estructuras que no cumplen con las especificaciones
que la norma establece, esto implica a largo plazo, gastos adicionales al propietario o
inversionista de la obra e implicaciones de tipo legal para las constructoras.
Esta investigación genera un impacto importante ya que al analizar la calidad final
del proceso de manejo de concretos se puede concientizar a los constructores respecto a la
importancia de cumplir con las especificaciones que la norma establece, permitirá además
demostrar que en el proceso de contratación se hacen gastos innecesarios ya que se deben
comprar concretos con mayor resistencia a la necesaria para poder cumplir con las
resistencias mínima esperadas.
5
4. DELIMITACIÓN
4.1. Geográfica
El trabajo se desarrolló en cinco (5) obras diferentes, en la república de Colombia, las
cuales se encuentras en tres (3) departamentos diferentes como son: Huila, Arauca y Meta.
4.2. Cronológica
La investigación en campo tuvo una duración de 360 horas en 6 meses.
4.3. Conceptual
El desarrollo de esta investigación se determinó por las siguientes categorías
conceptuales:
Diseño de mezclas: Este tema incluye las subcategorías desde la definición de la
resistencia, agregados, dosificación y asentamiento del concreto.
Manejabilidad y dosificación: Incluye las siguientes subcategorías: Tiempo de
vaciado, Fraguado inicial, Proceso de transporte y aspectos previos al vaciado para la toma
de especímenes.
Calidad del Producto: Este tema incluye las siguientes subcategorías:
Resistencia a la Compresión y
Resistencia a la Flexión.
6
5. METODOLOGÍA
5.1. Tipo de Estudio
Esta investigación es de enfoque cuantitativo, ya que analiza y describe el proceso de
producción de concretos en cinco proyectos de vivienda en Colombia, identificando las
variables que intervienen en la resistencia final del concreto preparado en obra. Este objetivo
requiere la medición de variables implicadas en el proceso de producción y la resistencia del
concreto a la compresión y a la flexión y por esta razón requiere un enfoque cuantitativo.
Así mismo por sus características es una investigación de tipo descriptiva ya que sus
objetivos se encaminan a la descripción de proceso de producción de concreto sin pretender
alguna demostración experimental, ya que busca identificar y especificar las variables que
intervienen en la resistencia final del concreto. Es importante aclarar que el objetivo de esta
investigación es recoger información conjunta sobre las variables referidas para determinar
su intervención en la resistencia del concreto mas no indicar la relación entre estas o
comprobar si cada variable aumenta o disminuye la resistencia la resistencia del concreto.
(Sampieri. R, Collado. C, Batista P, 2010).
5.2. Diseño de investigación
El diseño de investigación es no experimental ya que se estudiaron los diseños de
mezclas como se presentaron en su ambiente considerado natural para posteriormente
analizarlas, sin manipular las variables para obtener información de los efectos de unas sobre
otras.
5.3. Muestra
Muestreo por conveniencia se seleccionaron cinco obras de vivienda ubicadas en el
centro del país en climas cálidos los cuales oscilan entre 24 y 30 ºC.
5.4.Instrumentos
Cono de Abrams
Cilindros o Camisas
Encofrado para vigas de Ensayos
Concretos a Analizar
7
5.5. Procedimiento
5.5.1. Fase 1: Origen, características y almacenamiento de materiales.
Descripción y Ubicación de los proyectos de Vivienda en Obra.
Revisión de los Diseños de Mezclas.
Identificación del origen del material y las condiciones de almacenamiento a través
de proceso de interventoría.
Verificación de la granulometría de los materiales pétreos a través de pruebas por
Tamizado.
Tabla 1: Categoría, Características y Almacenamiento de Material.
Categorías Sub - Categorías
Características de los
materiales
Tamaño del Agregado: TM y TN
Módulo de Finura
Textura del Material
Fuentes de Producción Rio
Planta
Almacenamiento de Material
Almacenamiento del Cemento
Almacenamiento de los
Agregados Pétreos
Fuente: Elaboración propia.
5.5.2. Fase 2: Elaboración de especímenes y experimentación de resistencias.
Identificar los métodos para la dosificación de las mezclas en cada uno de las obras y
diseños de mezclas.
Elaboración de ocho (8) especímenes por cada proyecto de obra para un total de 40
especímenes en los cuales se determinara la resistencia a la compresión. Y seis (6) vigas por
cada proyecto para un total de treinta (30) vigas en las cuales se determinara la resistencia a
la flexión.
8
Identificar y describir las condiciones de vaciado del concreto en los especímenes.
Desmolde de los cilindros a las 24 (+/- 8) horas de edad.
Realizar curado del concreto de acuerdo a lo expuesto en el diseño de Mezclas.
Realizar ensayos de compresión a los 7, 14 y 28 días de edad.
Realizar ensayos de flexión a los 14 y 28 días de edad.
Tabla 2: Categoría, Elaboración de especímenes y Experimentación de Resistencia.
Categorías Sub - Categorías
Dosificación
Determinación por Masa
Relación Agua - Cemento
Determinación por Volumen
Vaciado
Asentamiento
Procedimiento de Fundición de
Especímenes
Curado Tiempo de Desmolde
Inmersión en Agua
Resistencia Flexión
Compresión
Fuente: Elaboración propia.
9
5.6. Diagrama de Flujo del Procedimiento.
Tabla 3: Categorías, Diagrama de Flujo del Procedimiento.
Nº ACTIVIDAD DETALLE RESPONSABLE
1
2
Estudiante
Investigador
3
Ejecución de pruebas por
tamizado para la
identificación de las
características de los
materiales, ejecución de
interventoría para
comprobar las fuentes de
producción y
almacenamiento de los
agregados.
Estudiante
Investigador
4
Se identifican los
métodos de dosificación
ya sean por masa o por
volumen.
Estudiante
Investigador
5
Se toma el cono, se llena
en tres capas iguales las
cuales se deben
compactar por 25 golpes
según las norma.
Estudiante
Investigador
6
El desmoldado se
realizará a las
veinticuatro (24) horas
de edad de la mezcla
Estudiante
Investigador
7
Estudiante
Investigador
8
Estudiante
Investigador
INICIO
Gestión inicial de Información: Descripción y
Ubicación de los proyectos de Vivienda en
Obra, Revisión de los Diseños de Mezclas
Recolección de Datos: Identificación del
origen del material y las condiciones de
almacenamiento. Verificación de la
granulometría de los materiales pétreos
Dosificación: Identificar los métodos para
la dosificación de las mezclas en cada uno
de las obras y diseños de mezclas.
Elaboración: de 8 especímenes por cada
proyecto de obra para un total de 40 y 3 vigas
por cada proyecto para un total de 15.
Desmolde de los cilindros
Vaciado: Identificar y describir las
condiciones de vaciado del concreto en los
especímenes.
Curado: Del concreto de acuerdo a lo
expuesto en el diseño de Mezclas
10
Nº ACTIVIDAD DETALLE RESPONSABLE
9
Las probetas se someten
a una fuerza axial con el
fin de determinar su
resistencia a la
compresión. Las vigas
son sometidas a un
esfuerzo el cual genera
una deformación a
flexión en la viga.
Estudiante
Investigador
10
Determinar los
resultados de la
investigación.
Estudiante
investigador y
Asesor
11
Estudiante
investigador y
Asesor
Fuente: Elaboración propia.
Análisis de Resultados
Ensayos: De resistencia a la flexión y a la
compresión
FIN
11
6. RESULTADOS ESPERADOS
Se espera que los resultados se puedan establecer para cada uno de las fases y
objetivos del proyecto así:
Se espera identificar las características de los materiales que componen el concreto
así: Tipo de material pétreo, formas de los agregados y granulometría, esto con el objetivo
de identificar si se cumple con lo expuesto en la norma y realizar la descripción de las
diferencias entre las características establecidas en los diseños y las encontradas en obra. Se
comparan aquí las divergencias encontradas entre distintos tipos de materiales entre las obras
realizando énfasis en los resultados de resistencia.
También se espera identificar el origen de los materiales o fuentes de producción, se
conoce que los materiales que provienen de la planta pueden generar mayor efectividad por
lo tanto se espera que los diseños de mezcla realizados con productos de planta puedan
aproximarse de manera más efectiva a la resistencia deseada.
El almacenamiento puede ser una variable importante, se pretende realizar
interventoría a los proceso de almacenamiento, describiéndolos de manera que se pueda
establecer si estos están acorde o no con las características exigidas por la norma. Describir
la dosificación de cada uno de los materiales de acuerdo al método utilizado, comparando
distintos métodos entre proyectos y analizando los resultados de estos en relación a la
resistencia.
Describir los procesos de curado y vaciado de las muestras experimentales de acuerdo
al diseño de las mezclas en cada uno de los proyectos analizados, en términos del curado se
pretende describir el tiempo de desmolde y la inmersión en el agua, en términos del vaciado
se describirán los procedimientos de asentamiento y de fundición.
Finalmente se determinaran mediante toma de muestra para análisis en laboratorio la
resistencia a la comprensión y a la flexión, y aunque los objetivos plantean una situación no
experimental de carácter descriptivo, el propósito es establecer un análisis que permita
acercarse al establecimiento de conclusiones para analizar la resistencia que arroja cada
diseño en cada proyecto.
12
7. MARCO TEÓRICO Y ESTADO DEL ARTE
7.1. Generalidades del Concreto
El concreto es un material obtenido mediante una mezcla cuidadosa de cemento,
arena, grava (u otro agregado) y agua (Nilson, 2001), esta mezcla después de realizada se
endurece en formaletas con la forma y las dimensiones adecuadas. Por otra parte para Rivva
(2000) define el concreto resaltando que se trata de un producto artificial compuesto de un
medio ligante denominado pasta, dentro del cual se encuentran embebidas partículas de un
medio ligado denominado agregado; La pasta es el resultado de la combinación entre el agua
y el cemento, el agregado es referido por el autor como la fase discontinua del concreto ya
que las partículas no se encuentran unidas, existen a su vez los agregados finos y los
agregados gruesos. El concreto en algunos casos se mezcla con aditivos según el uso o las
condiciones de instalación, se caracteriza por ser un compuesto que presenta una gran
resistencia a la compresión lo cual es considerado como uno de los mejores materiales en la
construcción de proyectos de infraestructura pues proporciona seguridad y estabilidad a las
estructuras.
La pasta que está conformada por el cemento y el agua interactúan químicamente para
unir las partículas de agregado y formar una masa sólida, Rivva (2000) identifica como
elementos fundamentales de la pasta los siguientes: 1. El gel que es el producto resultante de
la reacción química al hidratar el cemento, 2. Los poros que se incluyen en la pasta, 3. El
cemento no hidratado (Si hay) y 4. Los cristales de Hidróxido de Calcio que pudiesen
formarse durante la hidratación del cemento. Un proceso primordial para lograr un concreto
de calidad es el de hidratación, al respecto Nilson (2001) explica que se debe agregar agua
adicional a la requerida para realizar la mezcla, ya que es esta da a la mezcla la trabajabilidad
adecuada para llenar las formaletas y rodear el acero de refuerzo embebido antes que inicie
el endurecimiento. Se conoce que se pueden obtener concretos en un alto rango de
propiedades, estos rangos altos se obtienen al ajustar apropiadamente las proporciones de los
materiales que lo constituyen así: 1. Utilizando cementos especiales (Cementos de alta
resistencia inicial) 2. Agregados especiales (Que pueden ser ligeros o pesados) 3. Aditivos
(Plastificantes y agentes incorporadores de aire, micro sílice o cenizas volantes) y 4.
Mediante métodos especiales de curado (Por ejemplo curado al vapor).
Sánchez de Guzmán (2001) menciona que el principal componente del concreto es el
cemento portland el cual ocupa entre el 7% y el 15% del volumen de la mezcla y tiene
propiedades de adherencia y cohesión que proveen buena resistencia a la compresión. El
segundo componente del concreto son los agregados los cuales ocupan entre el 59% y 76%
del volumen de la mezcla, son materiales inertes naturales o artificiales de forma granular los
cuales son seleccionados granulométricamente con el fin de separar las arenas de las gravas.
El tercer componente es el Agua el cual ocupa entre el 14% y el 18% del volumen de la
13
mezcla he hidrata el cemento portland por medio de reacciones químicas. Adicionalmente el
concreto contiene alguna cantidad de aire atrapado entre el 1% y el 3% del volumen de la
mezcla, también puede contener aire incluido intencionalmente entre el 1% y el 7% del
volumen de la mezcla los cuales se logran con el uso de aditivos o con cementos que tengan
agentes inclusores de aire.
Las propiedades mencionadas en el párrafo anterior dependen de las proporciones de
la mezcla, el cuidado con el cual se mezclan los materiales constitutivos y las condiciones de
humedad y temperatura, el concreto es uno de los materiales de mayor utilidad en Colombia,
al respecto se conoce que Fabricar concreto de buenas características y con las normas de
calidad puede considerarse como una actividad simple, pero no lo es, aunque se pueden
obtener algunos beneficios económicos con oferta de bajo precio y calidad, esta diferencia
se evidencia con el paso del tiempo en la seguridad de la obra y el prestigio de quien
construye. Aragón (2001) relaciona la calidad del concreto con la calidad del material, el
almacenamiento, y la providencia de los mismos así como determinar la dureza, pureza y
tamaño de los componentes de la mezcla.
Es importante para la presente investigación tener en cuenta las características del
concreto; estas se dividen en características estructurales y físicas. La principal característica
estructural del hormigón es resistir muy bien los esfuerzos de compresión. Sin embargo, tanto
su resistencia a tracción como al esfuerzo cortante son relativamente bajas, por lo cual se
debe utilizar en situaciones donde las solicitaciones por tracción o cortante sean muy bajas.
Para determinar la resistencia se preparan ensayos mecánicos (ensayos de rotura) sobre
probetas de hormigón.
Para superar este inconveniente, se "arma" el hormigón introduciendo barras de acero,
conocido como hormigón armado, o concreto reforzado, permitiendo soportar los esfuerzos
cortantes y de tracción con las barras de acero. Es usual, además, disponer barras de acero
reforzando zonas o elementos fundamentalmente comprimidos, como es el caso de los
pilares. Los intentos de compensar las deficiencias del hormigón a tracción y cortante
originaron el desarrollo de una nueva técnica constructiva a principios del siglo XX, la del
hormigón armado. Así, introduciendo antes del fraguado alambres de alta resistencia
tensados en el hormigón, este queda comprimido al fraguar, con lo cual las tracciones que
surgirían para resistir las acciones externas, se convierten en descompresiones de las partes
previamente comprimidas, resultando muy ventajoso en muchos casos. Para el pretensado se
utilizan aceros de muy alto límite elástico, dado que el fenómeno denominado fluencia lenta
anularía las ventajas del pretensado. Posteriormente se investigó la conveniencia de
introducir tensiones en el acero de manera deliberada y previa al fraguado del hormigón de
la pieza estructural, desarrollándose las técnicas del hormigón pretensado y el hormigón pos
tensado.
14
Los aditivos permiten obtener hormigones de alta resistencia; la inclusión de
monómeros y adiciones para hormigón aportan múltiples mejoras en las propiedades del
hormigón. Cuando se proyecta un elemento de hormigón armado se establecen las
dimensiones, el tipo de hormigón, la cantidad, calidad, aditivos, adiciones y disposición del
acero que hay que aportar en función de los esfuerzos que deberá resistir cada elemento. Un
diseño racional, la adecuada dosificación, mezcla, colocación, consolidación, acabado y
curado, hacen del hormigón un material idóneo para ser utilizado en construcción, por ser
resistente, durable, incombustible, casi impermeable, y por requerir escaso mantenimiento.
Como puede ser moldeado fácilmente en amplia variedad de formas y adquirir variadas
texturas y colores, se utiliza en multitud de aplicaciones.
Las principales características físicas del hormigón, en valores aproximados, son:
Densidad: en torno a 2350 kg/m³.
Resistencia a compresión: de 150 a 500 kg/cm² (15 a 50 Mpa.) para el hormigón
ordinario. Existen hormigones especiales de alta resistencia que alcanzan hasta 2000
kg/cm² (200 Mpa.).
Resistencia a tracción: proporcionalmente baja, es del orden de un décimo de la
resistencia a compresión y, generalmente, poco significativa en el cálculo global.
Tiempo de fraguado: dos horas, aproximadamente, variando en función de la
temperatura y la humedad del ambiente exterior.
Tiempo de endurecimiento: progresivo, dependiendo de la temperatura, humedad y
otros parámetros. De 24 a 48 horas, adquiere la mitad de la resistencia máxima; en
una semana 3/4 partes, y en 4 semanas prácticamente la resistencia total de cálculo.
Dado que el hormigón se dilata y contrae en magnitudes semejantes al acero, pues
tienen similar coeficiente de dilatación térmico, resulta muy útil su uso simultáneo en obras
de construcción; además, el hormigón protege al acero de la oxidación al recubrirlo.
15
7.2. Dosificación y Mezcla del Concreto.
Nilson (2001) indica que la dosificación debe garantizar que el concreto resultante
tenga una resistencia adecuada, una manejabilidad apropiada a la hora del vaciado y un bajo
costo, en el último caso se requiere el uso de la mínima cantidad de cemento (el material más
costoso) que asegure las propiedades adecuadas para el concreto, lo anterior es expuesto a su
vez por Gutiérrez (2003) quien expresa que el diseño de mezclas de concreto tiene por objeto
encontrar la dosificación más económica de cemento, agregado grueso y arena para producir
un material con la resistencia, manejabilidad, impermeabilidad y durabilidad requeridos por
el diseño de la estructura y por el método constructivo a utilizar. Es importante aclarar que
mientras menor sea la gradación de los agregados (menor sea el volumen de vacíos) menor
será la pasta de cemento necesaria para llenar estos vacíos.
Respecto al agua, se conoce que a medida que se adiciona, la plasticidad y la fluidez
de la mezcla aumentan (Mejora la manejabilidad). Sin embargo la resistencia disminuye,
debido al mayor volumen de vacíos creados por el agua libre; para lograr una reducción del
agua libre y lograr la manejabilidad se debe agregar cemento: La relación Agua – Cemento
es el factor principal que controla la resistencia del concreto.
La relación agua-cemento tiene una influencia decisiva sobre la resistencia a la
compresión del concreto. En relación a este tipo de resistencia se conoce que se utiliza como
criterio de calidad del concreto, este tipo de resistencia se calcula dividiendo la carga máxima
soportada por el espécimen por el área de la sección transversal del mismo Torrado y Porras
(2009), como lo expresa Gutiérrez (2003) la resistencia a la compresión simple es la
característica mecánica más importante del concreto; se expresa en términos de esfuerzo en
kg/cm². O en (PSI.) 1 PSI. = 0.073 kg/cm². O en Mega Pascales. 10.195 kg/cm². = 1 Mpa.
Para medir la resistencia a la compresión, se elabora una determinada cantidad de cilindros
teniendo en cuenta las muestras que se vayan a realizar, los cuales son los testigos de las
mezclas que se están preparando.
La influencia de la relación agua- cemento sobre la resistencia a la tensión (esta se
mide a través de la resistencia nominal a flexión o módulo de rotura) es pronunciada pero
menor que el efecto sobre la resistencia a la compresión, esto ocurre por la relación de vacíos
pero también ocurre ya que depende de la resistencia de adherencia entre el agregado grueso
y el mortero de cemento (Pasta de cemento más agregados finos). Por otra parte en
experimentos realizados por la Universidad de Cornell se determinó que la resistencia de
adherencia se ve poco afectada por la relación agua- Cemento.
Se analizarán para la presente investigación dos métodos de dosificación, el primer
método es el del uso de las granulometrías completas de la arena y del agregado grueso, este
16
se basa en el principio que para obtener un buen concreto es primordial obtener una buena
granulometría de la mezcla entre arena y grava, si se logra una óptima relación entre estos
agregados se obtendrá una porosidad mínima y por consiguiente se requerirá una menor
cuantía de cemento; el segundo método de dosificación muy importante es el método del
ACI que utiliza el asentamiento en conexión con un conjunto de indicadores para lograr un
estimativo de las proporciones que pueden resultar deseadas.
El propósito principal del mezclado es producir una mezcla íntima entre el cemento,
el agua, los agregados finos y gruesos y los posibles aditivos para así lograr una consistencia
uniforme. Para realizar la elaboración de la mezcla se debe contar con el personal preparado
para este fin, no se deben rotar los obreros para la preparación de la mezcla. Este personal o
cuadrilla debe mantenerse de tal manera que los obreros desarrollen las habilidades
necesarias para obtener una buena calidad de concreto. Teniendo en cuenta este personal se
procede a la elaboración del concreto el cual inicia con la tabla de dosificación para la cual
se deben considerar Cuatro (4) variables importantes que son: 1. La relación agua – cemento,
2. Contenido del cemento (Relación Cemento Agregado), 3. Distribución granulométrica de
los agregados y 4. Consistencia de la mezcla fresca. Posterior a este proceso se debe tener
en cuenta la dosificación y mezclado del concreto. La dosificación es el proceso de medida
por peso o por volumen de los ingredientes del concreto y su introducción en la batidora;
como tercer paso se debe tener en cuenta el tiempo de mezclado el cual debe ser un tiempo
mínimo para producir un concreto de composición uniforme y de resistencia satisfactoria,
este tiempo varía de acuerdo a las revoluciones de la maquina mezcladora, este constituiría
principalmente el criterio de mezclado adecuado.
7.3. Los Agregados.
Rivva (2000) plantea la siguiente definición de agregado: Conjunto de partículas
inorgánicas de origen natural o artificial de las cuales se establecen unas dimensiones que se
contemplan en la norma NTP 400.011; Se conoce que para concretos estructurales comunes
los agregados ocupan aproximadamente entre el 70 y el 75% del volumen de la masa
endurecida, el resto está conformado por la pasta de cemento no endurecida, agua no
combinada (es decir, agua no utilizada en la hidratación del cemento) y vacíos de aire (Nilson
, 2001, Pág. 30). Neville clasifica los agregados según su tamaño en dos grupos: 1. Los
agregados finos y 2. los agregados gruesos o grava, los primeros son arenas naturales o
manufacturadas con tamaños de partículas que van de 5 mm hasta 60 um, los segundos son
aquellas partículas que son mayores a 5 mm y hasta 125 mm ( como se citó en Chan, Solís
& Romel, 2006).
De acuerdo a su peso Alatorre y Uribe (1998) clasifican los agregados como ligero,
normal y pesado, estas diferencias determinan concretos con cierta variedad en el peso
unitario la cual es una característica básica del material. Mientras más densamente pueda
empaquetarse el agregado, mejor será el refuerzo, la resistencia a la intemperie y la economía
17
del concreto, de esta manera es muy importante el proceso de gradación del tamaño de las
partículas en los agregados para producir el empaquetamiento compacto.
Chan, Solís & Romel, (2006) plantean en relación a la influencia de los agregados
sobre las propiedades del concreto fresco, se conoce que la absorción es la propiedad que
más influye en la consistencia del concreto ya que las partículas absorben agua directamente
en la mezcladora, se conoce además que entre mayor sea la superficie de agregado para cubrir
con pasta menor fluidez se tendrá. Alaejos y Fernández (1996) expresan que una óptima
consistencia y manejabilidad se obtiene con la combinación de índices bajos de absorción y
un coeficiente bueno de forma (Partículas redondas). En relación a la forma se evidencia que
esta tiene una forma sobre la trabajabilidad del concreto fresco, son cuatro las tipos de formas
así: 1. Esférica, 2. Prismática, 3. Tabular y 4. Irregular, de todas estas la que mayor problema
tiene es la pieza plana y alargada (Tabular Alargada).
7.3.1. Influencia de los agregados sobre la manejabilidad y resistencia del
concreto.
Aguilar, Rodríguez y Sermeño (2009) afirman que puede existir una relación con la
demanda del agua de mezclado, afectando la hidratación del cemento y la generación de calor
en el concreto, los autores citan a la Confederación de electricidad de México la cual
establece que las características que las características que afectan el requerimiento de agua
son: 1. Granulometría, 2. Limpieza, 3 Sanidad, 4. Forma de las partículas, 5. Textura
superficial y 6. Tamaño Máximo; Las características mencionadas anteriormente deben
tomarse en cuenta a la hora de definir la proporción de la mezcla, puesto que la mezcla se
puede ver afectada al perder agua absorbida por los agregados o al adicionar agua que pueda
contener agregados. Lo anteriormente dicho de acuerdo a Aguilar Et al. Puede cambiar la
relación Agua- cemento y por lo tanto afectar la resistencia del concreto. Respecto a la
relación Agua – Cemento es importante anotar que Solís, y Moreno (2008) determinaron
que la relación agua- cemento es la principal fuente de varianza tanto sobre la velocidad
como sobre la resistencia del concreto.
Chan et al (2003) Coinciden que para lograr un concreto óptimo se debe procurar una
estructura de agregados con la forma y secuencia de tamaños adecuados, esto con el objetivo
de que se acomoden lo más densamente posible. Determinan estos autores que la
trabajabilidad del concreto se ve afectada por diversas características de los agregados como:
la absorción, la forma de las partículas, la textura, el tamaño y la granulometría.
Chan, Solís & Romel, (2006) plantean en relación a la influencia de los agregados
sobre las propiedades del concreto fresco, se conoce que la absorción es la propiedad que
más influye en la consistencia del concreto ya que las partículas absorben agua directamente
en la mezcladora, se conoce además que entre mayor sea la superficie de agregado para cubrir
18
con pasta menor fluidez se tendrá. Alaejos y Fernández (1996) expresan que una óptima
consistencia y manejabilidad se obtiene con la combinación de índices bajos de absorción y
un coeficiente bueno de forma (Partículas redondas). En relación a la forma se evidencia que
esta tiene una forma sobre la trabajabilidad del concreto fresco, son cuatro las tipos de formas
así: 1. Esférica, 2. Prismática, 3. Tabular y 4. Irregular, de todas estas la que mayor problema
tiene es la pieza plana y alargada (Tabular Alargada).
7.4. El Proceso de Instalación y Manejabilidad de la Mezcla
7.4.1. Asentamiento.
ARGOS de Colombia 2012, El asentamiento es una medida de la consistencia del
concreto, que se refiere al grado de fluidez de la mezcla, decir que indica que tan seca o fluida
está cuando se encuentra en estado plástico y no constituye por sí mismo una medida directa
de la trabajabilidad.
Las características del cono de Abrams se presentan en la figura 1 y el método de
ensayo que esta descrito en la norma NTC 396 en términos generales consiste en lo siguiente:
Imagen 1: Cono de Abrams.
Fuente: Argos 2012. http://360gradosblog.com/wp-content/uploads/2012/07/control-calidad.pdf
Se coloca el molde sobre una superficie horizontal, plana y no absorbente,
presionando con los pies las agarraderas para que no se salga el concreto por la parte inferior
del molde. Enseguida, se llena el cono en tres capas cada una de aproximadamente igual
volumen, apisonándose cada capa con 25 golpes dados con una varilla de 16 mm de diámetro,
60 cm de longitud y con al menos uno de sus extremos redondeado. La introducción de la
varilla se debe hacer en diferentes sitios de la superficie y hasta una profundidad tal que
penetre ligeramente en la capa inferior con el objeto que la compactación se distribuya
uniformemente sobre la sección transversal.
19
Al terminar la tercera capa, se enrasa la superficie, bien sea con la varilla o con un
palustre. Se retira la mezcla que haya caído al suelo en la zona adyacente a la base del molde
y el cono se levanta cuidadosamente en dirección vertical, sin movimientos laterales o de
torsión y sin tocar la mezcla con el molde cuando éste se ha separado del concreto.
Una vez retirado el molde, la muestra sufre un asentamiento (y de aquí el nombre del
ensayo) el cual se mide inmediatamente como diferencia entre la altura del molde y la altura
medida sobre el centro de la base superior del espécimen. El ensayo de asentamiento está
ampliamente difundido en nuestro medio debido a la facilidad y rapidez con que se realiza.
Sin embargo, no se puede aplicar en algunos casos, tales como concretos muy secos con
asentamiento inferior a 10 cm.
Imagen 2: Asentamientos más Usuales.
Fuente: Constructor civil 2005, Revenimientos más usuales del concreto, www.elconstructorcivil.com
Para determinar la relación Agua – Cemento por resistencia del concreto según el
código colombiano de construcciones sismo resistente, Decreto 1400, para un valor de
resistencia a la compresión de 280 kg/cm², se obtiene un valor de relación de A/C de 0,42.
Para la resistencia de diseño F´cr = 365,5 Kg/cm² y según cuadro relación entre la resistencia
a la compresión y algunos valores de la relación, utilizo una A/C = 0,33 Según la NSR-10,
Cuando la determinación es por Durabilidad, la relación agua/cemento, teniendo en cuenta
los requisitos de durabilidad es de 0,36% la relación A/C.
20
7.4.2. Curado del concreto.
Aguilar Et. Al (2009) definen el curado como el mantenimiento de los contenidos de
humedad y de temperatura satisfactorios durante un tiempo definido después de su
colocación, los mismos autores reconocen que en la medida que la reacción de hidratación
se desarrolle y complete, influirá en la resistencia, durabilidad y en la densidad del concreto.
El término curado es utilizado para describir el proceso natural por medio del cual el cemento
hidráulico madura y desarrolla propiedades mecánicas típicas del material en estado
endurecido, se utiliza para describir las acciones tomadas por el constructor para mantener
el concreto húmedo y dentro de un rango de temperatura adecuada, de tal manera que se
promueva la hidratación del cemento. Solís, R & Moreno, E. (2005), se observan para el
presente caso dos sentidos: el 1. Que hace referencia al tiempo de curado del concreto que
hace referencia al lapso de tiempo en que se desarrollan las reacciones químicas del agua con
el cemento (Sin realizar acción alguna) el 2. Hace referencia a aquel tiempo donde se
desarrollan acciones específicas para mantener condiciones favorables de humedad y
temperatura, entre estas acciones se encuentran: aplicar agua, Cubrirlo del medio ambiente,
calentarlo entre otras.
Mather (1987) citado por Solís (2005) comprobó que debido a que las reacciones de
hidratación del cemento solo se dan en un ambiente interno de saturación los expertos en
tecnología del concreto recomiendan realizar acciones de curado de los elementos del
concreto, especialmente lo que hace referencia al suministro de humedad, esto con el fin de
obtener el mejor desempeño posible y de alcanzar beneficios a nivel económico. Nilson
(2001) plantea que el curado tiene una implicación importante sobre la resistencia final del
concreto dependiendo esta de forma importante de las condiciones de humedad y temperatura
(Curado) durante los períodos iniciales de colocación (La primera semana); respecto a lo
anterior es importante considerar que la presente investigación se realizará en cinco obras de
clima cálido, en referencia a esto la norma ACI plantea que el clima extremo puede provocar
problemas durante el mezclado, transporte y colocación del concreto, para el caso del clima
cálido la preocupación es que el agua del concreto se evapore rápidamente y que una parte
significativa del cemento no se hidrate y por lo tanto no aporte resistencia al material siendo
este muy poroso, los planteamientos anteriores se evidencian a través de experimentos
donde se ha determinado que alrededor del 30% de la resistencia o más puede perderse por
secado prematuro del concreto.
Para evitar los daños planteados anteriormente el concreto debe protegerse de la
perdida de humedad como ya se había mencionado al menos por siete días y en trabajo más
complejos hasta por 14 días, el curado se puede lograr manteniendo continuamente húmedas
las superficies expuestas mediante rociado, empozamiento, recubrimiento con láminas de
plástico o mediante la aplicación mediante componentes sellantes que usados de manera
adecuada, forman membranas retardantes de la evaporación.
21
7.4.3. Resistencia a la compresión.
La resistencia a la compresión mide la calidad del concreto de una manera sencilla,
rápida, eficaz y es empleada con frecuencia en los cálculos para el diseño de las estructuras.
Esta propiedad cambia significativamente con la variación de algunos parámetros, tales
como: la relación, el tamaño máximo del agregado, las condiciones de humedad y
temperatura durante el curado, la edad del concreto y la velocidad de carga, entre otros.
Aguilar et. Al (2009) afirman que: “La resistencia a la compresión se relaciona
inversamente con la relación agua-cemento. Para un concreto plenamente compactado
fabricado con agregados limpios y sanos, la resistencia y otras propiedades deseables del
concreto, bajo condiciones de trabajo dadas, están gobernadas por la cantidad de agua de
mezclado que se utiliza por unidad de cemento”. Las afirmaciones establecidas por estos
autores dan cuenta de la importancia de los procesos de curado.
7.5. Definición de los Defectos Superficiales del Concreto
Para efectos de unificar la denominación de los defectos en las superficies de
concreto, y con el fin de ser objetivos en la valoración de su calidad, se presenta la definición
de cada uno de los defectos estudiados.
7.5.1. Hormiguero.
Exposición del agregado grueso y vacíos irregulares en la superficie de concreto
cuando el mortero presente en la mezcla no logra cubrir todo el espacio alrededor de los
agregados.
7.5.2. Variación del Color.
Vetas de color presentes en la superficie del concreto. Pueden presentarse debido a
deficiencias en la mezcla o manifestarse en forma de manchas, humedad, ensuciamiento,
oxidación, eflorescencias o contaminación.
22
7.5.3. Fuga de lechada.
Mancha blancuzca en forma de reguero de agua que se presenta en el concreto por el
exceso de agua en la lechada.
7.5.4. Transparencia del agregado.
Apariencia moteada en la superficie, originada por deficiencias en el mortero, donde
el agregado se encuentra cubierto por una delgada película de lechada que permite verlo a
través de ella.
7.5.5. Burbuja.
Pequeña cavidad o poro creado a partir de la acumulación de burbujas de aire y de
agua atrapadas entre la cara de la formaleta y el concreto.
7.5.6. Líneas entre capas.
Líneas horizontales presentes en la superficie del concreto, que indican la frontera
entre distintos tiempos de colocación, aún en un mismo vaciado.
7.5.7. Grieta por asentamiento.
Grieta superficial que ocurre por el desarrollo de esfuerzos en el concreto. La
aparición de fisuras en la superficie puede ser un hecho normal debido al comportamiento
del concreto como material estructural. Por lo tanto, sólo se consideran como defectos
aquellas que, por su tamaño, afecten la apariencia del concreto y brinden un aspecto inseguro
a la estructura.
7.5.8. Rebaba
Proyección delgada y lineal de concreto que se presenta entre los espacios y uniones
de formaletas cuando parte del mortero presente en la mezcla logra pasar a través de éstas.
23
7.5.9. Desalineamiento.
Cambio abrupto en la alineación o las dimensiones de los elementos de concreto a
causa del desplazamiento de una formaleta con respecto a la adyacente.
7.5.10. Descascaramiento
Eliminación accidental de la superficie provocada por la adherencia del concreto al
encofrado.
24
8. DESCRIPCIÓN DE LOS PROYECTOS A ANALIZAR
Los proyectos a analizar se encuentran en la Colombia en los departamentos de:
Huila, Meta y Arauca.
8.1. Proyecto Altos de Satías (1)
Proyecto en el Departamento del Huila ubicado en el municipio de Algeciras, en el
cual se desarrollara Diseño y construcción de 50 viviendas de interés prioritario, en el
proyecto denominado “Juan feliz Londoño”, bajo la tipología de unifamiliar, así como el
desarrollo de todas las obras relacionadas con el proyecto. El método constructivo será en
mampostería estructural y las vías se realizaran en pavimento rígido.
8.2. Proyecto el Porvenir (2)
Proyecto en el Departamento del Huila ubicado en el municipio de Suaza. Diseño y
construcción de 100 viviendas de interés prioritario, en el proyecto denominado “El
Porvenir”, bajo la tipología de vivienda unifamiliar, así como el desarrollo de todas las obras
relacionadas con el proyecto, El método constructivo será en sistema outinord.
8.3. Proyecto Urbanización Makatoa 2 (3)
Proyecto en el Departamento del Meta: Diseño y construcción de 180 viviendas de
interés prioritario, en el proyecto denominado “Makatoa 2”, bajo la tipología de vivienda
unifamiliar, así como el desarrollo de todas las obras relacionadas con el proyecto. El método
constructivo será en mampostería estructural el cual su método de confinamiento consiste en
instalar unos refuerzos en las celdas de los bloques las cuales se rellenan de concreto
conformando un sistema monolítico, además se instala un refuerzo horizontal según el
criterio del diseñador estructural, estos refuerzos se instalan con el fin de dar resistencia a las
fuerzas de tensión y resistir los esfuerzos de compresión y cortante a los que se pueda ver
sometida la mampostería.
8.4. Proyecto Urbanización las Guacamayas (4)
Proyecto en el Departamento de Arauca, ubicado en el municipio de Tame, el cual
consiste en la elaboración de los diseños y la construcción de 180 viviendas de interés
prioritario, en el proyecto denominado “Urbanización las Guacamayas”, bajo la tipología de
25
unifamiliar, así como el desarrollo de todas las obras relacionadas con el proyecto. Este
proyecto se construirá en mampostería tradicional y estructura en concreto armado, las vías
se construirán en pavimento flexible.
8.5. Proyecto Urbanización las Playitas (5)
Proyecto en el Departamento de Arauca, ubicado en el municipio de Arauca, el cual
consiste en la elaboración de los diseños y la construcción de 640 viviendas de interés
prioritario, en el proyecto denominado “Las Playitas”, bajo la tipología de multifamiliar, así
como el desarrollo de todas las obras relacionadas con el proyecto. Este proyecto se
construirá en el sistema outinord, estructura en concreto reforzado, las vías se construirán en
pavimento flexible.
26
9. PROCEDIMIENTO
El desarrollo del trabajo se llevó a cabo en con cinco proyectos de vivienda de interés
prioritario (VIP) ubicados en diferentes departamentos en Colombia.
El gobierno nacional entre el 2013 y 2015 entregará cien mil viviendas (100.000)
gratis, programa con el cual se estima un beneficio para la población más pobre del país y de
otros grupos de poblaciones vulnerables; el programa favorecerá directamente la creación de
empleo y la reducción de los niveles de pobreza.
Según los estudios realizados, el programa está dirigido a las familias que hacen parte
de la Red Unidos y a otros sectores vulnerables; beneficiando directamente a los colombianos
inscritos en el SISBEN nivel uno, a las mujeres cabeza de hogar y la población de la tercera
edad, que no cuenta con ingresos suficientes para lograr el cierre financiero que implican
otras modalidades de asignación de subsidios.
La Nación a través del Ministerio de Vivienda, Ciudad y Territorio constituyó con
una fiduciaria, el patrimonio autónomo matriz a través del cual contratará la ejecución de las
obras y la ejecución de las interventorías necesarias para el programa de vivienda gratuita.
La interventoría está constituida por cinco (5) fábricas las cuales tienen alcance en
todo el territorio nacional y cuyos criterios de distribución como aspectos técnicos, de
georreferenciación y de economía tanto logística como operativa, criterios de desempeño,
calidad y cumplimiento por parte del interventor contratado.
Estos proyectos se encuentran ubicados en Colombia en los departamentos del Huila,
Meta y Arauca. Los proyectos del Huila se encuentran ubicados uno en el municipio de
Algeciras, Proyecto Altos de Satías (1), el otro en el municipio de el Suaza proyecto
urbanización el Porvenir (2), Meta, En el municipio de Granada proyecto Urbanización
Makatoa II (3), y los proyectos de Arauca están ubicados en el municipio de Tame,
Urbanización la Guacamayas (4) y en el municipio de Arauca el proyecto denominado Las
Playitas (5).
27
9.1. Calidad del Concreto en Obra
Para determinar la calidad del concreto se realizaron los ensayos recomendados en
las Normas de Sismo Resistencia NSR - 10 Titulo C, Capitulo 5. Con el fin de determinar la
resistencia a la compresión y a la flexión del concreto diseñado se toman las probetas
necesarias para la resistencia a la compresión de acuerdo a la Norma Técnica Colombiana
NTC 673 y la resistencia a la flexión según las NTC 2871 y la NTC 396 (ASTM C143) para
la toma de asentamiento del concreto.
La NSR 10 en el Titulo C, C.5.6.2.4 determina que el ensayo de resistencia del
concreto debe ser el promedio de las resistencias de al menos dos (2) probetas de 150 por
300 mm o de al menos tres (3) probetas de 100 por 200 mm tomadas de la misma muestra de
concreto y ensayadas a los 28 días o a la edad establecida para la determinación del f’c.
La toma de muestras y curado se realizó de acuerdo a las normas NTC 550 (ASTM
C31) donde se especifica el procedimiento detallado para la toma de especímenes a ensayar.
Estos especímenes son ensayados de acuerdo a la Norma Técnica Colombiana NTC 673
(ASTM C39).
Teniendo en cuenta las recomendaciones de la NSR - 10, NTC y la ASTM, se
procedió a la toma de los especímenes para los ensayos de flexión y compresión del concreto
preparado en obra.
9.1.1. Asentamiento del concreto.
Se hizo el ensayo de asentamiento del concreto con el fin de determinar el
asentamiento estimado en el diseño de la mezcla el cual para este diseño es de 3’’.
La NTC 396 cita que el asentamiento consiste en tomar el cono de Abrams, este molde
deberá tener la forma de la superficie lateral de un cono truncado con una base de 8 pulgadas
(200 mm) de diámetro y la parte superior de 4 pulgadas (100 mm) de diámetro, con una altura
de 12 pulgadas (300 mm). Colocarse en una superficie plana la cual no sea absorbente, con
los pies se hace presión en los estribos o agarraderas del cono con el fin de evitar el
desplazamiento de este hacia arriba y se salga el concreto por la parte inferior del cono.
28
9.1.2. Herramientas para la toma de asentamiento.
Cono de Abrams
Varilla de 5/8” de diámetro y 24” de largo, certificada.
Cuchara o palustre
Cinta métrica
Según la NTC 396 determina que el llenado se hace en tres capas de igual volumen,
la primera capa se llena a una profundidad de 7 cm. La segunda capa se llena a una altura de
16 cm y la tercera hasta el borde superior del cono. Estas capas se deben apisonar 25 veces
con una varilla lisa de diámetro de 16 mm. (5/8 In.), y 600 mm. (24 In.), de longitud con el
extremo de apisonamiento redondeado en forma semiesférica. Este apisonado debe ser
uniforme de tal manera que garantice una compactación homogénea, este apisonado de la
segunda y tercera capa se debe hacer de tal manera que la varilla penetre la capa anterior 25
mm. (1 In.), y varillar desde cerca del perímetro y continuar progresivamente en forma espiral
hacia el centro del molde.
Después de realizar el apisonamiento en la última capa, es necesario alisarse a ras la
superficie, esto se puede hacer pasando la varilla por el borde del molde; luego, se quita la
mezcla que cayó al suelo alrededor de la base del molde, dejando limpia la zona aledaña,
cuidadosamente procedemos a retirar el cono en dirección vertical en un sólo movimiento
sin giros ni movimientos horizontales en un tiempo de 5 s. ± 2.
Se mide la diferencia de altura entre el molde y el concreto fresco asentado, valor que
será determinante de la consistencia del concreto ensayado. El procedimiento para la toma
asentamiento no debe durar más de 15 min.
Imagen 3: Ensayo de Asentamiento con el Cono de Abrams NTC 396 (ASTM C143)
, Fuente: Elaboración Propia
29
9.1.3. Toma de cilindros.
Para el ensayo de resistencia a la compresión se toma una muestra de 8 cilindros los
cuales serán ensayados a los 7, 14 y 28 días de edad, se dejarán dos (2) testigos, Los
especímenes para los ensayos de resistencia a la flexión y compresión se realizan con los
moldes que cumplen las características estimadas en la siguiente tabla:
Tabla 4: Diámetro de la varilla y Número de Golpes por Capa.
Cilindros
Diámetro del cilindro
en mm (In)
Diámetro de la varilla en
mm (In)
Número de golpes
por capa
50 (2) a < 150 (6) 10 (3/8) 25
150 (6) 16 (5/8) 25
200 (8) 16 (5/8) 50
250 (10) 16 (5/8) 75
Vigas y Prismas
Área de la superficie
superior de la muestra
en cm² (In²)
Diámetro de la varilla en
mm (In.)
Número de golpes
por capa
160 (25) o menos 10 (3/8) 25
165 (26) a 310 (49) 10 (3/8) 1 por cada 7 cm² (1
In².) de área
320 (50) o mas 16 (5/8) 1 por cada 14 cm² (2
In².) de área
Cilindros de Creep Horizontal
Diámetro del Cilindro
en mm (In.)
Diámetro de la varilla en
mm (In.)
Número de golpes
por capa
150 (6) 16 (5/8)
50 en total, 25 a lo
largo de ambos lados
del eje
Tomado de: I.N.V. E – 402 – 07
La NTC 550 (ASTM C31) determina que los especímenes deben ser cilindros de
concreto vaciado y fraguado en posición vertical, de altura igual a dos veces el diámetro,
siendo el espécimen estándar de 15 cm. (6 In) ×30 cm. (12 In), o de 10 cm. (4 In) × 20 cm.
(8 In.), para agregado de tamaño máximo que no excede las 2”, antes de iniciar la toma de
las muestras es recomendable utilizar un material (desmoldante) que aísle el concreto de los
moldes para evitar la adherencia del concreto y humedecer las herramientas a utilizar antes
de iniciar con la toma de las muestras.
30
9.1.4. Herramientas para la toma de cilindros.
Carretilla
Pala
Cuchara o palustre
Moldes cilíndricos de 15 cm (6 In.), de diámetro por 30 cm. (12 In.), de altura.
Varilla de 16 mm. (5/8 In.), de diámetro y 60 cm. (24 In.), de largo, certificada.
Mazo de caucho de 0,25 kg.
Los moldes se deben colocar sobre una superficie nivelada, libre de vibración y
limpia, lo más cerca posible al sitio de almacenamiento donde serán fraguados. Para la toma
de los cilindros se debe tomar el concreto de la mitad de la cochada, se toma en una carretilla
una determinada cantidad de concreto de tal manera que este alcance para la toma de los
cilindros, antes de iniciar con el vaciado de los cilindros se debe homogenizar la mezcla con
una pala o palustre. El proceso de vaciado de hace en tres capas de igual volumen las cuales
se deben compactar 25 veces con una varilla lisa de diámetro de 16 mm. (5/8 In.), y 60 cm.
(24 In.), de longitud con el extremo de apisonamiento redondeado en forma semiesférica. La
segunda y tercera capa se debe apisonar de tal manera que la varilla penetre la capa anterior
25 mm. (1 In.), y varillar desde cerca del perímetro y continuar en forma espiral hacia el
centro del molde. Después de compactar cada capa se debe golpear de 10 a 15 veces con un
mazo de goma con el fin de hacer salir las burbujas de aire que puedan estar atrapadas,
finalmente enrase el molde con la varilla de compactación y retire el exceso de concreto del
cilindro, por último, con una llana mejore el acabado el cual debe ser liso y bien acabado.
Imagen 4: Toma de cilindros NTC 673 (ASTM C31).
Fuente: Elaboración propia
Es muy importante tomar nota en una planilla donde identifica los especímenes con
la información correcta respecto a la fecha de fundida, tipo de mezcla y lugar de colocación.
31
Luego de 24 horas. ± 8 se procede a desmoldar las muestras y a marcarlas en la cara
circular de la probeta las anotaciones de la planilla de identificación del molde y luego deben
pasar a curado el cual consiste en sumergir las muestra en agua con cal antes de 30 minutos
después de ser retirado el molde.
Imagen 5: Curado de cilindros y Viguetas.
Fuente: Elaboración propia
9.1.5. Toma de vigas
Se toma 6 vigas las cuales se ensayaran a los 14 y 28 días, se dejarán dos (2) testigos.
Estas probetas son fundidas después de realizar el ensayo de asentamiento del concreto y
curadas con los mismos métodos de los cilindros.
9.1.6. Herramientas para la toma de vigas
Carretilla
Pala
Cuchara o palustre
Moldes rectangulares de 15 cm. X 15 cm. x 60 cm.
Varilla de 16 mm. (5/8 In.), de diámetro y 60 cm. (24 In.), de largo, certificada.
Mazo de caucho de 0,25 kg.
La NTC 550 (ASTM C31) Para el ensayo de flexión se específica las medias mínimas
para la toma de las vigas como se menciona en la tabla 4. El procedimiento para esta toma
según la norma se debe llenar el molde en 2 capas de volumen igual, distribuir el concreto en
el encofrado y proceder a compactarlo con una varilla lisa de diámetro de 16 mm. (5/8 In.),
y 60 cm. (24 In.), de longitud con el extremo de apisonamiento redondeado en forma
semiesférica. La segunda capa se debe apisonar de tal manera que la varilla penetre la capa
32
anterior 25 mm. (1 In.), y varillar desde cerca del perímetro hacia el centro del molde.
Después de compactar cada capa se debe golpear de 10 a 15 veces con un mazo de goma de
0,25 kg. Con el fin de hacer salir las burbujas de aire que puedan estar atrapadas, finalmente
enrase el molde con la varilla de compactación y retire el exceso de concreto, por último con
una llana mejore el acabado el cual debe ser plano y uniforme.
Luego de 24 horas ± 8 se procede a desmoldar las muestras y a marcarlas
identificando el número de la muestra y en qué actividad de la obra se utilizó el concreto y
luego deben pasar a curado, el cual consiste en sumergir las muestra en agua con cal antes de
30 minutos después de ser retirado el molde.
Imagen 6: Toma de Vigas para Ensayo de Flexión NTC 2871
Fuente: Elaboración Propia.
33
10. RESULTADOS
10.1. Proyectos Altos de Satías (1)
Imagen 7: Localización geográfica del municipio de Algeciras.
Tomado de: Google (2015).http://www.algeciras-huila.gov.co/
Proyecto en el Departamento del Huila ubicado en el municipio de Algeciras, en el
cual se desarrollará el diseño y construcción de 50 viviendas de interés prioritario, en el
proyecto denominado “Altos de Satías”, bajo la tipología de vivienda unifamiliar, así como
el desarrollo de todas las obras relacionadas con el proyecto. El método constructivo será en
mampostería estructural el cual su método de confinamiento consiste en instalar unos
refuerzos en las celdas de los bloques las cuales se rellenan de concreto conformando un
sistema monolítico, además se instala un refuerzo horizontal según el criterio del diseñador
estructural, estos refuerzos se instalan con el fin de dar resistencia a las fuerzas de tensión y
resistir los esfuerzos de compresión y cortante a los que se pueda ver sometida la
mampostería.
Imagen 8: Mampostería Estructural.
Fuente: Elaboración Propia
34
La caracterización de los materiales se hizo teniendo en cuenta los ensayos de
clasificación, masa unitaria, desgaste en la máquina de los ángeles y peso específico y
absorción.
10.1.1. Análisis del diseño de mezclas proyecto 1.
Tabla 5: Caracterización de los Materiales Proyecto (1).
CARACTERÍSTICAS DE LOS MATERIALES
Característica Arena Grava Cemento
Tamaño Máximo TM 3/8'' 2''
Tamaño Máximo Nominal TN 3/8'' ¾''
Módulo de Finura MF 2,61 -
Contenido de Materia Orgánica MO 0,0 -
% de Absorción 1,66 0,63
Peso Específico Aparente Seco 2,38
Paso Unitario Seco Suelto Kg/m³ 1.090 1.280
Paso Unitario Seco Compactado Kg/m³ 1.220 1.520
% de Humedad 4,1 0,9
Peso Específico gr/cm³ 2,5
Tomado de: Diseño de mezclas y adaptado
Tabla 6: Análisis del diseño de mezclas (1).
ANÁLISIS DEL DISEÑO
Asentamiento 3 In.
Teniendo en cuenta que la colocación del
concreto es manual se debe tener un
asentamiento entre 2 In. y 4 In..
Contenido de aire 1,20% El contenido de aire, es el natural
atrapado por el tamaño del agregado.
Contenido de agua 170 Este es el volumen estimado por cada m³
para un asentamiento de 3 In.
Resistencia de diseño 21 Mpa. 210 kg/cm². O 3.000 PSI.
Relación Agua
Cemento 0,43
Estimación de relación agua cemento
para la resistencia del diseño.
Tomado de: Diseño de mezclas y adaptado
Para este proyecto se diseñó un concreto de resistencia a la compresión de 210
kg/cm². (3.000 PSI.), y un asentamiento de tres pulgadas (3 In) elaborado con cemento
Cemex y materia pétreo de la mina Campoalegre, esta mina se abastece del Rio Neiva. El
35
Laboratorio Qenconcreto Ingenieros S.A.S. Realiza la caracterización y el diseño de la
mezcla para el proyecto Altos de Satías.
La característica principal de este material es que es un material tomado directamente
de la fuente y utilizado para fabricar concreto sin ningún tratamiento en planta, lo cual los
paramentos del material son cantos rodados.
Este diseño de mezcla se realiza con material mixto de río, el cual según el tamizado
que realiza el laboratorio se determina un 64,5% de grava (piedra) y un 35,5% de arena.
Para este diseño de mezcla se determinó la siguiente dosificación según lo presentado
en las memorias del diseño del concreto.
10.1.2. Proporciones
Tabla 7: Proporciones (1).
Proporción en Volumen
Cemento Arena Grava Agua
1 1,4 2,6 0,43
Proporción por Peso kg/m³
Cemento Arena Grava Agua
395 554 1028 170
Proporción en Litros/Bulto 50 kg.
Cemento Arena Grava Agua
1 70 130 22
Tomado de: Diseño de mezclas, proyecto Altos de Satías
10.1.3. Recolección de datos
Los materiales utilizados en este diseño de mezcla se extraen del rio Neiva de la mina
Campoalegre, este material se extrae de las playas del río, es rico en material granular, esta
granulometría varía entre 25,4 mm y 2,61 mm, este material es libre de materia orgánica y
su contenido de arcilla es mínimo ya que por la escorrentía de las aguas son desplazados.
36
El material es transportado en volquetas desde la mina hasta la obra, en la obra es
almacenado al aire libre, no hay un debido control de almacenamiento ya que está expuesto
a los cambios climáticos. El cemento llega a la obra por pedido desde Popayán, llega a la
obra entre 100 y 150 sacos semanales. El almacenamiento se hace en bodega, esta bodega
hace parte del campamento de obra.
El cemento se almacena sobre estibas de madera las cuales son cubiertas por un
polietileno, sobre este se sobreponen uno sobre otro hasta una cantidad de 12 sacos con el fin
de evitar la compactación de bodega, luego se cubren totalmente con polietileno. Este
cemento se gasta de acuerdo a su tiempo de llegada, con el fin de minimizar el tiempo de
almacenamiento y no perder la calidad del material.
La preparación del concreto se realiza de forma manual, se utiliza una mezcladora
con capacidad para 1,5 bultos de cemento, la dosificación se hace por volumen el cual se
determina por medio de baldes negros los cuales son utilizados en las obras. La proporción
se mide de acuerdo a la cantidad de baldes de cemento que tiene un bulto de 50 kilogramos,
Un bulto de 50 kg, contiene 4 baldes de cemento, para una proporción en volumen teniendo
en cuenta que el material es mixto de rio tendríamos que proporcionar 16 baldes de material
(4*4 = 16 baldes).
Tabla 8: Proporción en Volumen, Dosificado en Balde Raso
Proporción en Volumen, Dosificado en Balde Raso
Cemento Arena Grava Agua
1Bto 50 kg. = 4 1,4*4 = 5,6 2,6*4 = 10,4 0,43*4 = 1,72
Tomado del diseño de mezclas y adaptado
Se obtiene una proporción en volumen de 1:1,40:2,60, estas proporciones en relación
al agregado mixto seria 1:4, es decir que por cada parte de cemento (1) se debe proporcionar
cuatro (4) de agregado mixto.
37
Imagen 9: Preparación del concreto (1)
Fuente: Elaboración propia
Hay que tener en cuenta que la proporción del agua varía de acuerdo a la humedad
del material ya que este se encuentra a la intemperie.
FLESION
10.2. Proyectos El Porvenir (2)
Imagen 10: Localización Geográfica del Municipio de Suaza
Tomado de: Google (2015).http://www.suaza-huila.gov.co/
Proyecto en el Departamento del Huila: Diseño y construcción de 100 viviendas de
interés prioritario, en el proyecto denominado “El Porvenir”, bajo la tipología de vivienda
unifamiliar, así como el desarrollo de todas las obras relacionadas con el proyecto, El método
constructivo será en sistema outinord. Este consiste en construir una estructura monolítica en
pantallas de concreto de 8 cm de espesor las cuales están reforzadas con malla electrosoldada,
38
estas se amarran a unos bastones que están anclados a las vigas de cimentación los cuales
están previstos de acuerdo a los diseños estructurales establecidos, además lleva en las zonas
de vanos de puertas y ventana unos refuerzos adicionales con el fin de brindar un
reforzamiento en las áreas de cortantes y momentos donde más puede sufrir esfuerzos la
estructura, estos refuerzos se instalan con el fin de dar resistencia a las fuerzas de tensión y
resistir los esfuerzos de compresión y cortante a los que se pueda ver sometida la estructura.
Las vías se construirán en pavimento rígido de acuerdo a los diseños presentados.
Imagen 11: Sistema Outinord.
Fuente: Elaboración Propia
La caracterización de los materiales se hizo teniendo en cuenta los ensayos de
clasificación, masa unitaria, desgaste en la máquina de los ángeles y peso específico y
absorción.
10.2.1. Análisis del diseño de mezclas proyecto 2.
Tabla 9: Caracterización de los materiales (2)
CARACTERÍSTICAS DE LOS MATERIALES
Característica Arena Grava Cemento Aditivo
Sikafluid
Tamaño Máximo TM 3/8” 3/4''
Tamaño Máximo Nominal TN # 4 1/2''
Módulo de Finura MF 3,52 -
Contenido de Materia Orgánica MO 0,0 -
% de Absorción 1,65 1,26
Peso Específico Aparente Seco 2,57 2,74
Paso Unitario Seco Suelto gr/cm³ 1,416 1,47
Paso Unitario Seco Compactado gr/cm³ 1,695 1,63
% de Humedad 0,9 Peso Específico gr/cm³ 3,1 -
Tomado de: Diseño de mezclas y adaptado
39
Tabla 10: Análisis del diseño de mezcla (2)
ANÁLISIS DEL DISEÑO
Asentamiento 2 In. Teniendo en cuenta la consistencia el asentamiento es de 2 In.
Contenido de aire
2,50% El contenido de aire, es el natural atrapado por el tamaño del agregado.
Contenido de agua
200 lts Este es el volumen estimado por cada m³ para un asentamiento de 3''.
Resistencia 21 Mpa. La resistencia estimada a la compresión a los 28 días
Relación Agua Cemento
0,45 Estimación de relación agua cemento para la resistencia del diseño.
Relación Aditivo - -
Tomado de: Diseño de mezclas y adaptado
Para este proyecto se diseñó un concreto con resistencia a la compresión de 3000 psi,
un asentamiento de dos pulgadas (2 In.), elaborado con cemento Cemex y material pétreo de
la planta FERPER, esta planta trituradora comercializa material en el Huila, el triturado se
extrae del río Páez y la arena del río Guachiros de Pitalito.
El Laboratorio Suelos, concretos y Asfaltos LTDA “SUCOAS LTDA” realiza la
caracterización y el diseño de la mezcla para el proyecto el porvenir ubicada en el municipio
de Suaza en el departamento del Huila.
La característica principal de este material es que es un material de planta el cual ha
sido sometido a un tratamiento de fragmentación de roca por eso los parámentos del material
son cantos fragmentados.
Este diseño de mezcla se realiza con material de planta para el cual se utilizará una
gravilla de ½ In. En un 55% y arena de planta en un 45%.
Para este diseño de mezcla se determinó la siguiente dosificación:
40
10.2.2. Proporciones (2)
Tabla 11: Proporciones (2)
Proporción en Volumen
Cemento Arena Grava Agua Aditivo
1 2 2,4 0,45 -
Proporción por Peso kg/m³.
Cemento Arena Grava Agua Aditivo
444 758 926 200 -
Proporción en Litros/Bulto 50 kg.
Cemento Arena Grava Agua Aditivo
1 64 86,4 16,2 -
Tomado de: Diseño de mezclas y adaptado
10.2.3. Recolección de datos (2)
Los materiales a utilizar en este diseño de mezcla son provenientes de la planta Ferper,
este material es libre de materia orgánica y su contenido de arcilla es mínimo ya que es un
material certificado y tratado en una planta trituradora.
El material es transportado en volquetas desde la planta hasta la obra, en la obra es
almacenado al aire libre, no hay un debido control de almacenamiento ya que está expuesto
a los cambios climáticos el almacenamiento es al aire libre. El cemento tipo uno diamante
llega a la obra por pedido desde Popayán, llega a la obra entre 200 y 300 sacos semanales. El
almacenamiento se hace en bodega.
El cemento diamante se almacena sobre estibas de madera las cuales son cubiertas
por un polietileno, sobre este se sobreponen uno sobre otro hasta una cantidad de 10 sacos
con el fin de evitar la compactación de bodega, luego se cubren totalmente con polietileno.
Este cemento se gasta de acuerdo a su tiempo de llegada, con el fin de minimizar el tiempo
de almacenamiento y no perder la calidad del material.
La preparación del concreto se realizó de forma manual, se utilizó una mezcladora
con capacidad para 1,5 bultos de cemento, la dosificación se hace por volumen el cual se
determina por medio de baldes negros los cuales son utilizados en las obras. La proporción
se mide de acuerdo a la cantidad de baldes de cemento que tiene un bulto de 50 kg. Un bulto
41
de 50 kg. Contiene 4 baldes de cemento, para una proporción en volumen tendríamos que
proporcionar 9,6 balde de arena, 8 de grava 1,8 baldes de agua.
Tabla 12: Proporción en volumen dosificado en balde Raso.
Proporción en Volumen, Dosificado en Balde Raso
Cemento Arena Grava Agua Aditivo
1Bto 50 kg = 4
2*4 = 8 2,4*4 =
9,6 0,45*4 = 1,8 -
Tomado del diseño de mezclas y adaptado
Como la mezcladora es de 1,5 bultos la dosificación para la bachada es la siguiente:
Cemento = 1,5 Bulto de 50kg = 6 baldes
Arena = 2 *6 = 12 baldes
Grava = 2,5* 6 = 15 baldes
Agua = 0,45 *6 = 2,7 baldes
Se obtiene una proporción en volumen de 1:2:2,4. Estas proporciones en relación a
los agregado seria 1 de cemento, 2 partes de arena, y 2,4 partes de triturado.
Imagen 12: Preparación del concreto en obra (2)
Fuente: Elaboración propia
Para la preparación del concreto hay que tener en cuenta que la proporción del agua
varía de acuerdo a la humedad del material ya que el material está expuesto al medio
ambiente.
42
10.3. Proyectos Urbanización Makatoa 2 (3)
Imagen 13: Localización geográfica del municipio de Granada.
Tomado de: Google (2015). http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Colombia_-_Meta_-
_Granada.svg
Proyecto en el Departamento del Meta: Diseño y construcción de 180 viviendas de
interés prioritario, en el proyecto denominado “Makatoa II”, bajo la tipología de vivienda
unifamiliar, así como el desarrollo de todas las obras relacionadas con el proyecto. El método
constructivo será en mampostería estructural el cual su método de confinamiento consiste en
instalar unos refuerzos en las celdas de los bloques las cuales se rellenan de concreto
conformando un sistema monolítico, además se instala un refuerzo horizontal según el
criterio del diseñador estructural, estos refuerzos se instalan con el fin de dar resistencia a las
fuerzas de tensión y resistir los esfuerzos de compresión y cortante a los que se pueda ver
sometida la mampostería.
Imagen 14: Sistema constructivo Mampostería Estructural
Fuente: Elaboración Propia
43
La caracterización de los materiales se hizo teniendo en cuenta los ensayos de
clasificación granulométrica, determinación de la masa unitaria, peso específico, densidad y
absorción.
10.3.1. Análisis del diseño de mezclas proyecto 3.
Tabla 13: Caracterización de los Materiales (3)
CARACTERÍSTICAS DE LOS MATERIALES
Característica Arena Grava Cemento Aditivo
Sikafluid
Tamaño Máximo TM 3/8'' 3/4''
Tamaño Máximo Nominal TN # 4 1/2''
Módulo de Finura MF 3,1 -
Contenido de Materia Orgánica MO 0,0 -
% de Absorción 1,133 0,99
Peso Específico Aparente Seco 2,537 2,746
Paso Unitario Seco Suelto gr/cm³ 1,26 1,435
Paso Unitario Seco Compactado gr/m³ 1,535 1,536
% de Humedad 1,1 0,06
Peso Específico gr/cm³ 3,14 -
Tomado del diseño de mezclas y adaptado
Tabla 14: Análisis del Diseño de la Mezcla (3)
ANÁLISIS DEL DISEÑO
Asentamiento 2 In.
Teniendo en cuenta que la colocación del
concreto es manual se debe tener un
asentamiento entre 2 In. Y 4 In.
Contenido de aire 2,0 % El contenido de aire, es el natural atrapado por
el tamaño del agregado.
Contenido de
agua 210
Este es el volumen estimado por cada m³ para
un asentamiento de 2 In.
Resistencia 21 Mpa. La resistencia estimada a la compresión a los 28
días
Relación Agua
Cemento 0,53
Estimación de relación agua cemento para la
resistencia del diseño.
Relación Aditivo - -
Tomado de: Diseño de mezclas y adaptado
44
Para este proyecto se diseñó un concreto con resistencia a la compresión de 210
kg/cm². A los 28 días, un asentamiento de 2 pulgadas (2 in.) Elaborado con cemento portland
tipo 1 maraca Cemex sacos de 50 kg y material pétreo de la planta Alcaraván el cual se extrae
del Río Ariari, esta planta trituradora comercializa material en el departamento del Meta. El
Laboratorio INGLAB Ingenieros consultores S.A.S. Realizó la caracterización y el diseño
de la mezcla para el proyecto Makatoa 2 ubicada en el municipio de Granada.
La característica principal de este material es que es un material de planta el cual ha
sido sometido a un tratamiento de fragmentación de roca por eso los paramentos del material
son cantos fragmentados.
Este diseño de mezcla se realiza con material de planta para el cual se utilizará una
gravilla de ½ In. En un 55% y arena de planta en un 55%.
Para este diseño de mezcla se determinó la siguiente dosificación:
10.3.2. Proporciones (3)
Tabla 15: Proporciones
Proporción en Volumen
Cemento Arena Grava Agua Aditivo
1 2,25 2,5 0,50 -
Proporción por Peso kg/m³.
Cemento Arena Grava Agua Aditivo
372,4 737,8 1075,3 197 -
Proporción en Litros/Bulto 50 kg.
Cemento Arena Grava Agua Aditivo
1 81 90 18 -
Tomado de: Diseño de mezclas y adaptado
10.3.3. Recolección de datos (3)
Los materiales a utilizar en este diseño de mezcla son provenientes de la cantera el
Alcaraván, este material es libre de materia orgánica y su contenido de arcilla es mínimo ya
es un material certificado y tratado en una planta trituradora.
45
El material es transportado en volquetas desde la planta hasta la obra, en la obra es
almacenado al aire libre, no hay un debido control de almacenamiento ya que está expuesto
a los cambios climáticos el almacenamiento es al aire libre. El cemento llega a la obra por
pedido desde Boyacá, llega a la obra entre 250 y 300 sacos semanales. El almacenamiento se
hace en bodega la cual hace parte del campamento de obra.
El cemento se almacena sobre estibas de madera las cuales son cubiertas por un
polietileno, sobre este se sobreponen uno sobre otro hasta una cantidad de 12 sacos con el fin
de evitar la compactación de bodega, luego se cubren totalmente con polietileno. Este
cemento se gasta de acuerdo a su tiempo de llegada, con el fin de minimizar el tiempo de
almacenamiento y no perder la calidad del material.
La preparación del concreto se realiza de forma manual, se utiliza una mezcladora
con capacidad para 1,5 bultos de cemento, la dosificación se hace por volumen el cual se
determina por medio de baldes negros los cuales son utilizados en las obras. La proporción
se mide de acuerdo a la cantidad de baldes de cemento que tiene un bulto de 50 kilogramos,
Un bulto de 50 kg, contiene 4 baldes de cemento, para una proporción en volumen tendríamos
que proporcionar 8,8 baldes de arena, 6,72 baldes de material grava y 2,2 baldes de agua.
Tabla 16: Proporción en Volumen Dosificado en balde Raso
Proporción en Volumen, Dosificado en Balde Raso
Cemento Arena Grava Agua Aditivo
1Bto 50 kg = 4 2,25*4 = 9 2,5*4 = 10 0,50*4 = 2 -
Tomado del diseño de mezclas y adaptado
Como la mezcladora es de 1,5 bultos la dosificación para la bachada es la siguiente:
Cemento = 1,5 Bulto de 50 kg = 6 baldes
Arena = 2,25 *6 = 13,5 baldes
Grava = 2,5 * 6 = 15 baldes
Agua = 0,50 *6 = 3 baldes
46
Imagen 15: Preparación del Concreto
Fuente: Elaboración propia
Hay que tener en cuenta que la proporción del agua varía de acuerdo a la humedad
del material ya que este se encuentra expuesto a los cambios climáticos.
10.4. Proyectos Urbanización las Guacamayas (4)
Imagen 16: Localización geográfica del Municipio de Tame
Tomado de: Google (2015). http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Colombia_-_Meta_-
_Granada.svg
Proyecto en el Departamento de Arauca: Diseño y construcción de 160 viviendas de
interés prioritario, en el proyecto denominado “Urbanización las Guacamayas”, bajo la
tipología de vivienda unifamiliar, así como el desarrollo de todas las obras relacionadas con
el proyecto. El método constructivo será en mampostería tradicional aporticado, el cual
consiste en confinar los muros en el sentido vertical a una altura la cual se determina por el
espesor del muro siendo esta distancia 25 veces el espesor del muro (viga), los
47
confinamientos horizontales se deben hacer en todos los vanos de puertas y ventana o cada
35 veces el espesor del muro (columnetas).
Estos confinamientos deben ser en concreto reforzado y deben formar un diafragma
con la cimentación, columnetas y vidas de amarre. Los refuerzos en acero son los estipulados
en la NSR-10 Titulo E, estructuras para casas de uno y 2 pisos.
Imagen 17: Sistema constructivo Mampostería Tradicional
Fuente: Elaboración Propia
La caracterización de los materiales se hizo teniendo en cuenta los ensayos de
clasificación granulométrica, determinación de la masa unitaria, peso específico, densidad,
absorción y desgaste en la máquina de los ángeles.
10.4.1. Análisis del diseño de mezclas proyecto 4.
Tabla 17: Caracterización de los Materiales (4)
CARACTERÍSTICAS DE LOS MATERIALES
Característica Arena Grava Cemento Aditivo
Sikafluid
Tamaño Máximo TM 1/2'' 3/4''
Tamaño Máximo Nominal TN # 30 1/2''
Módulo de Finura MF 2,33 -
Contenido de Materia Orgánica MO 0,0 -
% de Absorción 0,26 1,08
Peso Específico Aparente Seco 2,64 2,63
Paso Unitario Seco Suelto g/cm³ 1,66 1,38
Paso Unitario Seco Compactado gr/cm³ 1,76 1,56
% de Humedad - -
Peso Específico gr/cm³ 3,0 -
Tomado del diseño de mezclas y adaptado
48
Tabla 18: Análisis del diseño de la Mezcla
ANÁLISIS DEL DISEÑO
Asentamiento 3 In.
Teniendo en cuenta que la colocación del
concreto es manual se debe tener un
asentamiento entre 2 In. y 4 In.
Contenido de aire 2,0 % El contenido de aire, es el natural atrapado por
el tamaño del agregado.
Contenido de
agua 210
Este es el volumen estimado por cada m³ para
un asentamiento de 3''.
Resistencia 21 Mpa. La resistencia estimada a la compresión
Relación Agua
Cemento 0,56
Estimación de relación agua cemento para la
resistencia del diseño.
Relación Aditivo - -
Tomado de: Diseño de mezclas y adaptado
Para este proyecto se diseñó un concreto con resistencia a la compresión de 3000 PSI a los 28 días, un asentamiento de tres pulgadas (3 in) elaborado con cemento tipo 1 y material
pétreo triturado de la planta Miko y la arena se extrae del rio Tocaima.
La planta trituradora comercializa material en Arauca y se encuentra ubicada en
Bucaramanga. El Laboratorio INCONS INGENIERÍA LTDA realiza la caracterización y el
diseño de la mezcla para el proyecto urbanización las Playitas del municipio de Tame.
La característica principal de este material como lo es la grava es que es un material
de planta el cual ha sido sometido a un tratamiento de fragmentación de roca por eso los
paramentos del material son cantos fragmentados.
Este diseño de mezcla se realiza con material de planta para el cual se utilizará una
gravilla de 1/2” en un 45% y arena del río Tocaima en un 55%.
Para este diseño de mezcla se determinó la siguiente dosificación:
49
10.4.2. Proporciones.
Tabla 19: Proporciones (4)
Proporción en Volumen
Cemento Arena Grava Agua Aditivo
1 2,25 2,25 0,56 -
Proporción por Peso Kg/m³
Cemento Arena Grava Agua Aditivo
375 964 789 210 -
Proporción en Litros/Bulto 50 Kg
Cemento Arena Grava Agua Aditivo
1 81 81 28 -
Tomado de: Diseño de mezclas y adaptado
10.4.3. Recolección de datos
Los materiales utilizados en este diseño como la gravilla de mezcla son provenientes
de la trituradora Miko y la arena proviene del río Tocaima. Este material es libre de materia
orgánica y su contenido de arcilla es mínimo ya que es un material certificado y tratado en
una planta trituradora.
El material es transportado en volquetas de doble troque desde la planta hasta la obra,
en la obra es almacenado al aire libre, no hay un debido control de almacenamiento ya que
está expuesto a los cambios climáticos, el almacenamiento es al aire libre. El cemento llega
a la obra por pedido desde Boyacá, llega a la obra entre 250 y 300 sacos por cada pedido. El
almacenamiento se hace en bodega la cual hace parte del campamento de obra.
El cemento se almacena sobre estibas de madera las cuales son cubiertas por un
polietileno, sobre este se sobreponen uno sobre otro hasta una cantidad de 12 sacos con el fin
de evitar la compactación de bodega, luego se cubren totalmente con polietileno. Este
cemento se gasta de acuerdo a su tiempo de llegada o la duración de almacenamiento, con el
fin de minimizar el tiempo de almacenamiento y no perder la calidad del material.
La preparación del concreto se realiza de forma manual, se utiliza una mezcladora
con capacidad para 1 bultos de cemento de 50 kg, la dosificación se hace por volumen el cual
50
se determina por medio de baldes negros los cuales son utilizados en las obras. La proporción
se mide de acuerdo a la cantidad de baldes de cemento que tiene un bulto de 50 kilogramos.
Un bulto de 50 kg, contiene 4 baldes de cemento, para una proporción en volumen
tendríamos que proporcionar 9 baldes de arena, 9 baldes de material grava y 2,24 baldes de
agua.
Tabla 20: Proporción en Volumen Dosificado en Balde Raso
Proporción en Volumen, Dosificado en Balde Raso
Cemento Arena Grava Agua Aditivo
1Bto 50 kg. =
4 2,25*4 = 9 2,25*4 = 9 0,56*4 = 2,24 -
Tomado del diseño de mezclas y adaptado
Imagen 18: Preparación del Concreto (4)
Fuente: Elaboración propia
Hay que tener en cuenta que la proporción del agua varía de acuerdo a la humedad
del material ya que estos se encuentran en zonas abiertas.
51
10.5. Proyectos las Playitas (5)
Imagen 19: Localización geográfica del municipio de Arauca
Tomado de: Google (2015). http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Colombia_-_Arauca_-
_Arauca.svg
Proyecto en el Departamento Arauca: Diseño y construcción de 640 soluciones de
vivienda de interés prioritario, en el proyecto denominado “Las Playitas”, bajo la tipología
de vivienda multifamiliar, así como el desarrollo de todas las obras relacionadas con el
proyecto.
El método constructivo será en sistema outinord para la estructura y mampostería
estructural para antepechos y divisiones de espacios o áreas sociales. Este consiste en
construir una estructura monolítica en pantallas de concreto de 8 cm de espesor las cuales
están reforzadas con malla electrosoldada, estas se amarran a unos bastones que están
anclados a las vigas de cimentación los cuales están previstos de acuerdo a los diseños
estructurales establecidos, además lleva en las zonas de vanos de puertas y ventana unos
refuerzos adicionales con el fin de brindar un reforzamiento en las áreas de cortantes y
momentos donde más puede sufrir esfuerzos la estructura.
Estos refuerzos se instalan con el fin de dar resistencia a las fuerzas de tención y
resistir los esfuerzos de compresión y cortante a los que se pueda ver sometida la estructura.
Los antepechos y muros divisorios son confinados por medio de dovelas y grafiles. Las vías
se construirán en pavimento flexible y los bordillos en concreto prefabricado.
52
Imagen 20: Sistema Constructivo Mixto, Outinord y Mampostería.
Fuente: Elaboración Propia
La caracterización de los materiales se hizo teniendo en cuenta los ensayos de
clasificación, masa unitaria, desgaste en la máquina de los ángeles y peso específico y
absorción.
10.5.1. Análisis del diseño de mezclas proyecto 4.
Tabla 21: Caracterización de los Materiales
CARACTERÍSTICAS DE LOS MATERIALES
Característica Arena Grava Cemento Aditivo
Sikafluid
Tamaño Máximo TM 1/2'' 3/4''
Tamaño Máximo Nominal TN # 4 1/2''
Módulo de Finura MF 2,02 -
Contenido de Materia Orgánica MO 0,0 -
% de Absorción 1,42 1,09
Peso Específico Aparente Seco 2,60 2,56
Paso Unitario Seco Suelto gr/cm³. 1,49 1,40
Paso Unitario Seco Compactado gr/m³. 1,62 1,58
% de Humedad - -
Peso Específico gr/cm³. 3,0 -
Tomado del diseño de mezclas y adaptado
53
Tabla 22: Análisis del diseño de la Mezcla (5)
ANÁLISIS DEL DISEÑO
Asentamiento 3 In
Teniendo en cuenta la consistencia ya que es
fluida se debe tener un asentamiento entre 3''
y 8''. Para concreto bombeado.
Contenido de
aire 1,0%
El contenido de aire, es el natural atrapado
por el tamaño del agregado.
Contenido de
agua 200 lts
Este es el volumen estimado por cada m³ para
un asentamiento de 3 In.
Resistencia 21 Mpa. La resistencia estimada es de 21 Mpa a los 28
días.
Relación Agua
Cemento 0,44
Estimación de relación agua cemento para la
resistencia del diseño.
Relación Aditivo - -
Tomado de: Diseño de mezclas y adaptado
Para este proyecto se diseñó un concreto con resistencia a la compresión de 28 Mpa,
un asentamiento de tres pulgadas (3 in) elaborado con cemento Cemex y material pétreo de
planta traído de Saravena y arena del río Arauca. El Laboratorio Diseño y Construcción del
Llano S.A.S. Realiza la caracterización y el diseño de la mezcla para el proyecto las Playitas
ubicado en el municipio de Arauca.
La característica principal de este material es que es un material de planta el cual ha
sido sometido a un tratamiento de fragmentación de roca por eso los paramentos del material
son cantos fragmentados.
Este diseño de mezcla se realiza con material de planta para el cual se utilizará una
gravilla de ½” en un 60% y arena de río en un 40%.
Para este diseño de mezcla se determinó la siguiente dosificación:
54
10.5.2. Proporciones
Tabla 23 Proporciones
Proporción en Volumen
Cemento Arena Grava Agua Aditivo
1 1,76 2,63 0,44 -
Proporción por Peso Kg/m³
Cemento Arena Grava Agua Aditivo
455 660 991 200 -
Proporción en Litros/Bulto 42,5 Kg
Cemento Arena Grava Agua Aditivo
1 53,85 80,48 18,62 -
Tomado de: Diseño de mezclas y adaptado
10.5.3. Recolección de datos
Los materiales a utilizar en este diseño de mezcla son provenientes de la planta de
Saravena, este material es libre de materia orgánica y su contenido de arcilla es mínimo ya
es un material certificado y tratado en una planta trituradora.
El material es transportado en volquetas desde la planta hasta la obra, en la obra es
almacenado al aire libre, no hay un debido control de almacenamiento ya que está expuesto
a los cambios climáticos el almacenamiento es al aire libre. El cemento llega a la obra por
pedido desde Sogamoso Boyacá, llega a la obra entre 250 y 300 sacos semanales. El
almacenamiento se hace en bodega.
El cemento se almacena sobre estibas de madera las cuales son cubiertas por un
polietileno, sobre este se sobreponen uno sobre otro hasta una cantidad de 12 sacos con el fin
de evitar la compactación de bodega, luego se cubren totalmente con polietileno. Este
cemento se gasta de acuerdo a su tiempo de llegada, con el fin de minimizar el tiempo de
almacenamiento y no perder la calidad del material.
La preparación del concreto se realiza de forma manual, se utiliza una mezcladora con
capacidad para 3 bultos de cemento, la dosificación se hace por volumen, la cual se hace por
medio de baldes negros o rozos. Como el bulto de cemento es de 42,5 kg, tenemos que cada
bulto de cemento tiene 3,35 baldes de cemento por lo tanto la dosificación por bulto quedaría
de la siguiente mera:
55
Tabla 24: Proporción en Volumen, Dosificado en Balde Raso.
Tomado del diseño de mezclas y adaptado
Como la mezcladora es de 3 bultos, se debe proporcionar por cada bachada una
proporción en volumen de:
Cemento = 3 Bulto de 40,5 kg = 10,2 baldes
Arena = 1,76 *10,2 = 18 baldes
Grava = 2,63 * 10,2 = 27 baldes
Agua = 0,44 *10,2 = 4,5 baldes
Se obtiene una proporción en peso de 455 kg. De cemento, 660 kg. De arena, 991 kg.
De gravilla y 200 kg. De agua.
Imagen 21: Preparación del Concreto (5)
Fuente: Elaboración propia
Hay que tener en cuenta que la proporción del agua varía de acuerdo a la humedad
del material ya que está expuesto al medio ambiente.
Proporción en Volumen, Dosificado en Balde Raso
Cemento Arena Grava Agua Aditivo
1 Bto 42,5 kg. = 3,4 1,76*3,4 = 6 2,63*3,4 = 9 0,44*3,4 = 1,5 -
56
11. RESULTADOS
Tabla 25: Resumen del Análisis de los Agregados.
Fuente: Elaboración propia.
Resumen del Análisis de Agregados
Mezcla Agregado Fuente Tamaño
(TM)
Tamaño
(TN)
Modulo
(MF)
Textura
del
material
Cantidad de
material en
kg/m³.
1
Algeciras
Arena Ríos Suaza 3/8" 3/8" 2,61 Rodados 554
Grava Rio Páez 3/8" 3/4" - Rodados 1028
Cemento Diamante - - - - 395
Agua Acueducto - - - - 170
Aditivo - - - - - -
2
Suaza
Arena Río
Guachiros 3/8" # 4 2,61 Triturado 758
Grava Rio Páez 3/4" 1/2" Triturado 926
Cemento Cemex - - - - 444
Agua Acueducto - - - - 200
Aditivo - - - - -
3
Granada
Arena Río Ariari 3/8" # 4 3,1 Triturado 737,8
Grava Río Ariari 3/4" 1/2" - Triturado 1075,3
Cemento Cemex - - - - 372,4
Agua Acueducto - - - - 197
Aditivo - - - - -
4
Tame
Arena Río
Tocaima 1/2" # 30 2,33 Rodados 964
Grava Planta Miko 3/4" 1/2" Triturado 789
Cemento Argos - - - - 375
Agua Acueducto - - - - 210
Aditivo - - - - - -
5
Arauca
Arena Río Arauca 1/2" # 4 2,02 Rodados 660
Grava Planta
Saravena 3/4" 1/2" - Triturado 991
Cemento Cemex - - - - 455
Agua Acueducto - - - - 200
Aditivo - - - - -
57
Tabla 26: Resultados de Ensayos
Fuente: Elaboración propia.
Resultados de Ensayos
Mezcla Relación
A/C Slump
F'c Diseño
(28 días)
kg/cm².
F'c Obtenida
(28 días)
PSI
MR Obtenida
(28 días)
kg/cm²
1
Algeciras 0,43 3" 210 2848 38,6
2
Suaza 0,45 2" 210 3432 34,8
3
Granada 0,53 2" 210 3795 41,8
4
Tame 0,56 3" 210 2421,32 33,21
5
Arauca 0,44 3" 210 3253 34,65
58
12. ANÁLISIS DE RESULTADOS
12.1. Caracterización de los Materiales
En el cuadro de resumen se observa respecto al tamaño máximo para la grava una
constante que para el caso es ¾ ” para todos los proyectos y 3/8” para el proyecto número
1, respecto a esta variable se indica un tamaño máximo constante(3/4”)para todos los
proyectos y una variabilidad baja ya que sólo un proyecto muestra diversidad respecto al
tamaño máximo, de acuerdo Sánchez (2002) el tamaño de la grava debe encontrarse entre
3/8” y 1 Pulgada, lo que significa que no existen datos importantes en estos proyectos que de
acuerdo a la teoría puedan sugerir una influencia del tamaño de la grava en la resistencia a la
compresión salvo para el proyecto 1, en el cual la resistencia a la compresión fue de 2.848
PSI. A los 28 días, se sugiere esta resistencia como baja, ya que en el diseño de mezclas se
determinó una resistencia de 3.000 PSI. No se obtiene así en este proyecto la resistencia a la
compresión esperada encontrándose un 5% por debajo de lo planteado en el diseño. Un
fenómeno similar se observó respecto al tamaño máximo de la arena el cual es constante para
tres de los proyectos con un tamaño de 3/8”, sin embargo para los proyectos 4 y 5 el tamaño
máximo de la arena fue de ½”, al respecto Kosmatka y Panarese ( como se citó en Chan,
Solís y Moreno, 2003) afirman que la granulometría y el tamaño máximo del agregado
afectan las porciones relativas de los agregados, así como los requisitos de agua y cemento,
la trabajabilidad, la economía y la durabilidad del concreto. Cuando los agregados son muy
gruesos pueden producir mezclas muy rígidas mientras que aquellos agregados que no poseen
una gran deficiencia o exceso de algún tamaño y tienen una curva granulométrica suave,
producirán resultados más satisfactorios en las propiedades del concreto fresco.
Respecto al módulo de finura (MF) se evidencian hallazgos interesantes si se tienen
en cuenta las consideraciones de Uribe (1991) quien determinó que el módulo de finura
aceptable debe estar entre 2.2 y 3.1, de acuerdo a los resultados el proyecto número 5 se
encontraría por debajo de lo esperado con un módulo de finura de 2.02, el proyecto numero
2 estaría sobre estos valores con un MF de 3.52, el proyecto número 3 estaría en el límite
máximo esperado que es de 3.1 MF y sólo los proyectos número 1 y 4 estarían en los valores
esperados de acuerdo a la teoría citada en el marco teórico. Respecto a esta variable es
interesante anotar que el módulo de finura no es el único determinante de la resistencia final,
las condiciones desfavorables de finura que refiere el autor aplican claramente para los
siguientes casos así: el caso de las obra número dos (2) aplica a las MF mayores a 3.1 (Arena
Gruesa) las cuales tienden a ser mezclas poco trabajables con poca cohesión entre sus
componentes que requieren mayor cantidad de cemento y efectivamente para esta mezcla se
utilizaron 444 kg de cemento Portland siendo esta la obra que ocupó el segundo lugar en
demanda de cemento para su mezcla con un buen resultado para la resistencia a la
compresión.
59
Cuando el módulo de finura es menor a 2.2 puede ocurrir que los concretos sean
pastosos y se requiera mayor consumo de cemento y agua para una resistencia determinada
y mayor probabilidad de agrietamiento, este principio se comprueba claramente en el
proyecto de obra número cinco (5) con un módulo de finura de 2.02 que requirió la mayor
cantidad de cemento (455 kg.), con buenos resultados en la resistencia a la compresión. Las
obras que cumplen los estándares para los módulos de finura muestran resistencias menores
a las esperadas lo que puede indicar que el MF no es un factor que determina por si solo la
resistencia así como lo indica el autor cuando explica que algunas arenas pueden tener
módulos de finura aceptables pero carecen de alguna clase granulométrica.
Otro hallazgo interesante respecto al módulo de finura se puede evidenciar desde lo
que propone Gutiérrez (2003) quien divide los tipos de arena así: Las arenas finas que van
de 0.5 a 1.5 mm las arenas medias que van de 1.5 a 2.5 mm y las arenas gruesas que van de
2.5 a 3.5 mm. Constatando con lo investigado por Uribe el módulo de finura deseable
correspondería al de las arenas gruesas que van de 2.5 a 3.5 mm. Lo anterior fue posible
identificarlo en la presente investigación ya que a mayor grado de finura menor resistencia a
la compresión, exceptuando al proyecto número cinco (5) que se ubicó en la clasificación de
arenas medias pero que requirió una gran cantidad de cemento.
Se analizaron dos tipos de material: Canto rodado y triturado, al respecto los
proyectos que utilizaron canto rodado ya sea en su totalidad o en un 50% presentaron la
resistencia a la compresión más baja en relación a la esperada. Los proyectos dos y tres (2 y
3) utilizaron material triturado y presentaron una resistencia a la compresión superior a la
esperada. El proyecto número uno (1) utilizó canto rodado para los dos agregados
presentando una resistencia a la compresión por debajo de lo esperado; en el proyecto número
cuatro (4) se utilizó canto rodado para el caso de la arena presentando la resistencia a la
compresión más baja de todos los proyectos (2421,32). El proyecto número cinco utilizo
canto rodado y triturado sin resultados negativos para la resistencia a la compresión. De
acuerdo a lo expresado por Chan, Solís y Moreno (2.003) la textura superficial de los
agregados es principalmente responsable de la adherencia, la roca triturada produce una
adherencia superior comparada con la grava de canto rodado, citan estos autores una
investigación de Ozturan y Cecen donde se encontró que los trabajos realizados con
agregados triturados resistieron más que los de canto rodado, se hizo referencia
específicamente a la resistencia a la compresión.
La causa principal de la baja resistencia para los agregados de canto rodado pudo ser
atribuida a la superficie lisa de estos agregados. Lo anteriormente mencionado se puede
constatar claramente en la presente investigación ya que los dos proyectos donde se usaron
cantos rodados evidenciaron la menor resistencia a la compresión en el grupo de proyectos,
estando está en un nivel inferior al esperado.
60
12.2. Descripción de la Dosificación
Las dosificaciones de los concretos se hizo con el fin de determinar las proporciones
de agregados ya sea en peso o en volumen como se menciona en el ACI 211.1. Esta
dosificación se realizó con el fin de obtener mezclas que garanticen un concreto manejable,
resistente y durable. La relación agua cemento (A/C) es la proporción que más interviene en
la resistencia del concreto así como la relación cemento agregados pétreos, como lo menciona
Sánchez (2.001) el cemento varía entre el 7% y el 15% en la dosificación del concreto.
El mejor método para determinar la dosificación de los agregados del concreto es la
determinación del agregado por peso ya que si se determina esta dosificación por volumen
existe la incertidumbre de no conocer cuánto volumen ocupa en realidad la arena la cual en
su estado húmedo está sujeta a sufrir grandes cambios de volumen. Estos cambios de
volumen en la arena hacen que la determinación por volumen en el momento de la
dosificación no sea la más aconsejable.
Para la dosificación de los concretos en análisis, se determinó la dosificación por
volumen para todos los proyectos.
Se puede evidenciar en los resultados que los agregados en el proyecto 4 presenta una
mayor cantidad de agregado fino cuando según el método ACI 211.1. Determina un mayor
porcentaje de agregado grueso en el diseño del concreto. Además este proyecto presentó el
diseño con menos cantidad de cemento 375 kg. También se pudo evidenciar que teniendo un
diseño con mayor proporción de arena, es evidente que el método de dosificación no
favoreció los resultados esperados.
Los proyectos número uno (1- A/C : 0.43) y cuatro (4- A/C: 0.56 ) se alejan del
parámetro establecido por el ACI 211 para la relación agua- cemento que es de 0.45 a 0.50,
al respecto el proyecto número cuatro (4) presento la menor resistencia a la compresión y a
la flexión dentro del grupo de proyectos, se logra evidenciar que en este proyecto se agregó
una proporción superior de agua en relación a la de cemento; en el caso del proyecto número
uno (1) se observó una resistencia a la compresión más baja de lo esperado, en este proyecto
la cantidad de agua adicionada fue la menor dentro del grupo de proyectos. Los proyectos
cinco (5) y dos (2) presentan las cantidades de cemento más altas y las puntuaciones más
altas en la resistencia a la compresión, de los cinco proyectos analizados solo el proyecto
número dos (2) se encuentra en el rango que establece el ACI 211 que es de 0.45 a 0.50 con
un rango en el límite que es de 0.45, este proyecto presentó una resistencia a la compresión
esperada, lo anterior es coherente con la teoría ya que como lo expresa Gutiérrez (2003).
61
12.3. Resistencia a la Compresión y a la Flexión
Respecto a la resistencia a la compresión tres (3) de los cinco (5) proyectos
cumplieron con la resistencia que se propuso en el diseño de mezclas, dos de los diseños
presentan resistencia a la compresión por debajo de lo esperado, cabe para el presente caso
centrarse en las características que evidencian estos proyectos así: El proyecto número uno
(1) evidenció una resistencia menor a la esperada con una resistencia a la compresión de
2.848 PSI. Y el proyecto número cuatro (4) con un resistencia a la compresión de 2.421,32
PSI. Al respecto Aguilar et. Al (2009) afirma que: “La resistencia a la compresión se
relaciona inversamente con la relación agua-cemento. Para un concreto plenamente
compactado fabricado con agregados limpios y sanos, la resistencia y otras propiedades
deseables del concreto, bajo condiciones de trabajo dadas, están gobernadas por la cantidad
de agua de mezclado que se utiliza por unidad de cemento”. Se revisa la relación agua
cemento y se logra constatar esta característica en los proyectos cuyas resistencias a la
compresión se encuentran bajas.
La resistencia a la flexión en el proyecto número tres (3) fue la mayor al igual que la
resistencia a la compresión, seguida por el proyecto número 2, hay que destacar que estos
dos diseños se realizaron con menor asentamiento 2”. Presentando una resistencia a la
compresión mayor a la resistencia proyectada y una resistencia a la flexión que aumenta con
relación a la resistencia a la compresión. Podemos determinar que la resistencia a la flexión
es directamente proporcional a la resistencia a la compresión,
Teniendo en cuenta que los diseños de las mezclas tienen una resistencia de diseño a
los 28 días de 3.000 PSI. Se pudo determinar que los materiales utilizados presentan
características diferentes ya que las proporciones tanto del cemento como de los agregados
pétreos es muy variable en todos los diseños.
Las variables que intervienen en la resistencia del concreto según los resultados de
ensayos son las siguientes:
Las variables que intervienen en la resistencia del concreto se pueden evidenciar que:
La relación agua-cemento nos determina una mayor resistencia tanto la compresión como a
la flexión, Otra variable que interviene en la resistencia es la granulometría de los materiales
ya que a mayor finura menor resistencia a la compresión.
El concreto con un tamaño nominal en el agregado fino menor fue el que monos
resistencia presento, esto comprueba que la arena demasiado fina no es recomendable en la
utilización de los concretos.
62
Otra variable que intervino en la resistencia fue el módulo de finura del agregado fino,
el cual se encuentra para este mismo diseño del proyecto 4 en un 2,33, en el proyecto 5, se
evidencia que el módulo de finura es de 2,02 y se logró cumplir con la resistencia de diseño
pero al analizar la cantidad de cemento nos damos cuenta que tenemos 455 kg/m³. A
diferencia del proyecto 4 con 375 kg/m³. Teniendo en cuenta los proyectos del 1 al 5 se puede
determinar que los diseños con menor tamaño en el módulo de finura, la proporción de
cemento es mayor.
Tabla 27: Resistencia con Relación a la Cantidad de Cemento y MF.
Proyecto Módulo
(MF)
Cemento
kg/m³.
F'c.
Obtenida
(28 días)
PSI.
MR.
Obtenida
(28 días)
kg/cm².
5 2,02 455 3253 34,65
4 2,33 375 2421,32 33,21
1 2,61 395 2848 38,6
2 2,61 444 3432 34,8
3 3,1 372,4 3795 34,65
Fuente: Elaboración propia
Grafica 1: Resistencia con Relación Cantidad de Agua vs Módulo de Rotura
Fuente: Elaboración propia
63
Teniendo en cuenta la textura del material, esta variable influye en la resistencia pero
no es representativa. Se evidenció que los diseños con agregados de cantos rodados
presentaron una baja resistencia a la flexión y a la compresión, pero en el caso del proyecto
2 tenemos un canto rodado en la arena y una buena resistencia del concreto a los 28 días.
Tabla 28: Resistencia a la Compresión con Relación a la Cantidad de Agua
Proyecto Agua Cemento
kg/m³.
F'c Obtenida
(28 días)
PSI.
MR.
Obtenida
(28 días)
kg/cm².
5 200 455 3253 34,65
4 210 375 2421,32 33,21
1 170 395 2848 38,6
2 200 444 3432 34,8
3 197 372,4 3795 34,65
Fuente: Elaboración propia
Grafica 2: Grafica Relación de Agua con la Resistencia a la Compresión
Fuente: Elaboración propia
64
Tabla 29: Resistencia a la Flexión con Relación a la Cantidad de Agua
Proyecto Agua Cemento
kg/m³
F'c Obtenida
(28 días)
PSI
MR
Obtenida
(28 días)
kg/cm²
5 200 455 3253 34,65
4 210 375 2421,32 33,21
1 170 395 2848 38,6
2 200 444 3432 34,8
3 197 372,4 3795 34,65
Fuente: Elaboración propia
Grafica 3: Grafica Relación de Agua con la Resistencia a la Flexión
Fuente: Elaboración propia
65
Tabla 30: Matriz de Resultados
Matriz de Resultados
Tamaño del
Agregado 1 ( Grava)
Módulo de Finura
(Arena) Textura del Material
Resistencia a
la
Compresión
(F'c)
No se logra evidenciar
una relación directa
del tamaño de la grava
con la resistencia a la
compresión, todos los
proyectos cumplen
con lo establecido
para el tamaño de la
grava incluso aquellos
que presentan baja
resistencia a la
compresión.
Los proyectos que
presentaron mayor grado
de finura evidenciaron
mayor resistencia a la
compresión en
comparación a los
proyectos que presentaron
un menor grado de finura.
En los casos donde el
módulo de finura fue
menor o mayor a lo
recomendado mayor
cantidad de cemento se
requirió para lograr la
resistencia a la compresión
deseada.
Se demostró que el uso de
material de canto rodado
influyo sobre la resistencia
a la comprensión de los
proyectos donde se utilizó.
Los proyectos donde se usó
material triturado
presentaron una resistencia
a la compresión por encima
de lo esperado.
Resistencia a
la Flexión
No se logra identificar
el impacto del tamaño
de la grava sobre la
resistencia la flexión
del concreto ya que
todos los proyectos
cumplieron con los
parámetros
establecidos para el
tamaño de la grava.
Los dos (2) proyectos que
presentaron mayor grado
de finura evidenciaron
menor resistencia a la
flexión, la resistencia a la
compresión y a la flexión
presentan una correlación
lo que indica que existe
coherencia en este
resultado.
A partir de los resultados
no es posible establecer una
relación directa entre el
textura del material y la
resistencia a la flexión, ya
que la textura de canto
rodado que mostro
resultados bajos para la F'c
no mostro resultados bajos
para el módulo de rotura,
dos de los proyectos que
usaron textura de canto
rodado para la arena
presentaron baja resistencia
a la flexión sin embargo
esto se atribuye a la
relación entre los dos tipos
de resistencia y no a la
textura del material.
Fuente: Elaboración propia
66
Tabla 31: Matriz de Análisis de Resultados.
Matriz de Análisis de Resultado.
Relación A /C Asentamiento
Resistencia a
la Compresión
Se logró evidenciar que los
proyectos con mayor cantidad de
cemento presentaron la mejor
resistencia a la compresión,
Excepto cuando la relación agua –
cemento está por debajo de la
mínima requerida y establecida por
el ACI 211 ( 0.45 a 0.50) los
proyectos que más se alejan de
este rango ya sea en niveles
superiores e inferiores presentaron
los niveles más bajos de
resistencia a la compresión, en
general se puede evidenciar que la
dificultad se ubicó en el manejo
del agua y su relación con el
cemento.
Los proyectos dos y tres (2 y 3) según el
diseño de mezclas tienen un asentamiento
de dos pulgadas (2"), en los ensayos se
pudo evidenciar que fueron los proyectos
que mayor resistencia a la compresión
obtuvieron. Los proyectos restantes (1, 4
y 5) según el diseño de mezclas tienen un
asentamiento de tres pulgadas (3"), sin
embargo dos de estos proyectos
presentaron baja resistencia a la
compresión, considerándose así que para
este caso no existe una relación directa
entre resistencia a la compresión baja y
asentamiento.
Resistencia a
la Flexión
Se logró evidenciar que los
proyectos con mayor cantidad de
agua presentaron la menor
resistencia a la flexión, aun cuando
estos proyectos presentaron las
cantidades de cemento más altas.
No se obtienen datos que respalden que el
asentamiento presente alguna influencia
sobre la resistencia a la flexión
Fuente: Elaboración propia
67
13. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
13.1. Conclusiones
Con respeto a las condiciones de almacenamiento de los materiales se concluye que
estos deben estar protegidos de los cambios climáticos en lo posible almacenarse en zonas
cubiertas, así como aislarse totalmente de las superficies húmedas, evitando la contaminación
en el caso de los agregados pétreos y el endurecimiento en el caso del cemento.
Respecto a las características de los materiales una variable que presentó una
incidencia importante sobre la resistencia final del concreto en obra fue la textura del
material, se logró establecer que los dos proyectos donde se usaron material tipo canto rodado
mostraron una resistencia a la compresión por debajo de lo esperado. Respecto al tamaño de
los agregados no se observó en la presente investigación un hallazgo que impacte, salvo que
para el caso del tamaño de la arena y de la grava, la teoría aplicó en los proyectos donde se
evidenció variabilidad. Respecto al módulo de finura no fue fácil establecer una relación
directa ya que como lo indica la teoría el módulo de finura por sí sólo no determina la
resistencia final, sin embargo se puede observar que cuando los módulos de finura se
ubicaron por debajo y sobre los valores esperados requirieron mayor cantidad de cemento.
Se pudo concluir que es recomendable tener en cuenta los procesos de dosificación
por peso a diferencia del volumen, ya que los materiales en su estado húmedo como es el
caso de la arena al estar húmeda o saturada, su peso aumenta hasta en un 30% en algunos
casos. Así como lo menciona el ACI 211.1, si la dosificación se hace por peso se obtiene
mejores resultados en la resistencia y una dosificación más precisa.
La realización de las muestras o especímenes para los ensayos de laboratorio son el
mejor método para determinar la calidad del concreto preparado en obra, por eso se deben
seguir minuciosamente los métodos recomendados en las normas como son las NSR. NTC y
la ASTM, ya que de unas buenas muestras se puede determinar una buena calidad de un
concreto.
En los diseños de las mezclas, aunque para todos se especificó una misma resistencia
a la compresión de diseño estos resultados fueron muy variables, por lo cual se pudo concluir
que la procedencia de los materiales no era la más recomendada para la elaboración de
concretos. Así como se pudo concluir que la resistencia a la flexión del concreto está
altamente relacionada con las resistencia a la compresión, lo cual pudimos evidenciar que a
mayor resistencia a la compresión mayor resistencia a la flexión.
68
Se pudo concluir con esta investigación, que no siempre a mayor cantidad de cemento
mayor resistencia, ya que hay características de los agregados pétreos que hacen que las
partículas de cemento las compacte mejor, también se pudo concluir que la relación agua-
cemento nos determina el asentamiento del concreto o la manejabilidad de la mezcla. Cabe
también mencionar que la resistencia a la flexión y compresión está relacionada con el
tamaño del agregado y la relación del cemento con el agregado.
Otra variable importante fue la dosificación, que para el caso de los proyectos se
realizó de acuerdo al volumen, para lo cual se puedo encontrar hallazgos interesantes así: No
presentó la resistencia a la compresión más alta el proyecto que mayor cantidad de cemento
requirió, interesante es observar que el proyecto que mayor resistencia a la compresión
presentó fue el que menor cantidad de cemento requirió en el diseño de mezclas, esto
contrasta las teorías planteadas donde se indica que lo importante al hacer referencia a la
resistencia es la dosificación. En relación al agua el único hallazgo interesante es que para
los dos casos donde la resistencia a la compresión fue baja se utilizó un nivel de agua 30 ml
por debajo de la constante para todos los proyectos y 10 ml por encima de la constante, la
hipótesis en relación a la cantidad de agua podría ser que el proyecto que uso menos agua, la
falta de agua podría presentar una incidencia sobre la resistencia.
13.2. Recomendaciones
Para la realización de investigaciones futuras sobre el tema se recomienda hacer una
preparación de concretos en obra, donde se realicen los métodos de dosificación por volumen
y por peso con el fin de establecer una mayo conclusión en la influencia de estos métodos de
dosificación en la residencia del material.
Es recomendable complementar la investigación, analizando los métodos de
colocación del concreto en los encofrados y haciendo un proceso de fraguado con las mismas
condiciones del concreto instalado en la obra.
69
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73
Anexo 1: Diseño de Mezclas Proyecto Altos de Satías
74
75
76
77
78
79
80
81
Anexo 2: Diseño de mezcla Proyecto el Porvenir
82
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86
87
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90
91
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93
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95
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97
98
99
100
101
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103
104
105
106
107
Anexo 3: Diseño de mezclas Proyecto Makatoa 2
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
Anexo 4: Diseño de Mezclas Proyecto las Guacamayas
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
Anexo 5: Diseño de Mezclas Proyecto las Playitas
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
Anexo 6: Resultado de Ensayos
CONTROL DE INSPECCIÓN Y ENSAYOS
Proyecto: Altos de Satías Localización: Municipio de Algeciras Material: Concreto simple
Tipo de Ensayo: Ensayo de resistencia a la compresión de cilindros Tipo de Vivienda: Unifamiliar
# de
Muestra Asentamiento
Fecha de
Toma
Fecha de
Rotura
Tipo de
ensayo Edad
Resistencia
Obtenida
PSI
Resistencia
de Diseño
PSI
%
Obtenido
%
Esperado Observaciones
1 3" 30/04/2015 07/05/2015 Compresión 7 1.573 3.000 52,4 100 Resistencia baja
2 3" 30/04/2015 07/05/2015 Compresión 7 1.590 3.000 53,0 100 Resistencia baja
3 3" 30/04/2015 14/05/2015 Compresión 14 2.370 3.000 79,0 100 Resistencia baja
4 3" 30/04/2015 14/05/2015 Compresión 14 2.332 3.000 77,7 100 Resistencia baja
5 3" 30/04/2015 28/05/2015 Compresión 28 2.896 3.000 96,5 100
No se obtuvo la
resistencia
esperada
6 3" 30/04/2015 28/05/2015 Compresión 28 2.848 3.000 94,9 100
No se obtuvo la
resistencia
esperada
7 3" 30/04/2015 testigos - - - - -
8 3" 30/04/2015 testigos - - - - -
140
CONTROL DE INSPECCIÓN Y ENSAYOS
Proyecto: Altos de Satías Localización: Municipio de Algeciras Material: Concreto simple
Tipo de Ensayo: Ensayo de resistencia a la Flexión de vigas Tipo de Vivienda: Unifamiliar
# de
Muestra Asentamiento
Fecha de
Toma
Fecha de
Rotura
Tipo de
ensayo Edad
Módulo de
Rotura
Kg/cm²
Módulo de
Rotura
Mpa
%
Obtenido
%
Esperado Observaciones
1 3" 30/04/2015 14/05/2015 Flexión 14 36,4 3,64
2 3" 30/04/2015 14/05/2015 Flexión 14 36,1 36,1
3 3" 30/04/2015 28/05/2015 Flexión 28 38,6 38,6
4 3" 30/04/2015 28/05/2015 Flexión 28 38,0 38,0
5 3" - testigos - - - -
6 3" - testigos - - - -
141
CONTROL DE INSPECCIÓN Y ENSAYOS
Proyecto: El Porvenir Localización: Municipio de Suaza Material: Concreto simple
Tipo de Ensayo: Ensayo de resistencia a la compresión de cilindros Tipo de Vivienda: Unifamiliar
# de
Muestra Asentamiento
Fecha de
Toma
Fecha de
Rotura
Tipo de
ensayo Edad
Resistencia
Obtenida
PSI
Resistencia
de Diseño
PSI
%
Obtenido
%
Esperado Observaciones
328 2" 28/03/2015 4/04/2015 Compresión 7 1.723 3.000 57,4 100 Buena
329 2" 28/03/2015 4/04/2015 Compresión 7 1.836 3.000 61,2 100 Buena
330 2" 28/03/2015 11/04/2015 Compresión 14 2.909 3.000 97,0 100 Buena
331 2" 28/03/2015 11/04/2015 Compresión 14 3.299 3.000 110,0 100 Buena
332 2" 28/03/2015 25/04/2015 Compresión 28 3.336 3.000 111,2 100 Ok
333 2" 28/03/2015 25/04/2015 Compresión 28 3.432 3.000 114,4 100 Ok
- - - - - - - - - - -
- - - - - - - - - - -
- - - - - - - - - - -
- - - - - - - - - - -
142
CONTROL DE INSPECCIÓN Y ENSAYOS
Proyecto: El Porvenir Localización: Municipio de Suaza Material: Concreto simple
Tipo de Ensayo: Ensayo de resistencia a la Flexión de vigas Tipo de Vivienda: Unifamiliar
# de
Muestra Asentamiento
Fecha de
Toma
Fecha de
Rotura
Tipo de
ensayo Edad
Módulo de
Rotura
Kg/cm²
Módulo de
Rotura
Mpa
%
Obtenido
%
Esperado Observaciones
1 2" 28/03/2015 11/04/2015 Flexión 14 33,5 3,29 - -
2 2" 28/03/2015 11/04/2015 Flexión 14 37,2 3,65 -
3 2" 28/03/2015 25/04/2015 Flexión 28 34,3 3,43 - -
4 2" 28/03/2015 25/04/2015 Flexión 28 34,8 3,48 - -
5 2" 28/03/2015 Testigos - - - - - -
6 2" 28/03/2015 Testigos - - - - - -
143
CONTROL DE INSPECCIÓN Y ENSAYOS
Proyecto: Makatoa II Localización: Municipio de Granada Material: Concreto simple
Tipo de Ensayo: Ensayo de resistencia a la compresión de cilindros Tipo de Vivienda: Unifamiliar
# de
Muestra Asentamiento
Fecha de
Toma
Fecha de
Rotura
Tipo de
ensayo Edad
Resistencia
Obtenida
PSI
Resistencia
de Diseño
PSI
%
Obtenido
%
Esperado Observaciones
CL1 2" 14/04/2015 21/04/2015 Compresión 7 1872 3000 62,4 100 Ok
CL2 2" 14/04/2015 21/04/2015 Compresión 7 1895 3000 63,2 100 Ok
CL3 2" 14/04/2015 28/04/2015 Compresión 14 2555 3000 85,2 100 Ok
CL4 2" 14/04/2015 28/04/2015 Compresión 14 2583 3000 86,1 100 Ok
CL5 2" 14/04/2015 12/05/2015 Compresión 28 3207 3000 106,9 100 Ok
CL6 2" 14/04/2015 12/05/2015 Compresión 28 3795 3000 126,5 100 Ok
CL7 2" 14/04/2015 testigos -
CL8 2" 14/04/2015 testigos -
144
CONTROL DE INSPECCIÓN Y ENSAYOS
Proyecto: Makatoa II Localización: Municipio de Granada Material: Concreto simple
Tipo de Ensayo: Ensayo de resistencia a la Flexión de Vigas Tipo de Vivienda: Unifamiliar
# de
Muestra Asentamiento
Fecha de
Toma
Fecha de
Rotura
Tipo de
ensayo Edad
Módulo de
Rotura
Kg/cm²
Módulo de
Rotura
Mpa
%
Obtenido
%
Esperado Observaciones
1 2" 14/04/2015 28/04/2015 Flexión 14 33,34 3,27 - -
2 2" 14/04/2015 28/04/2015 Flexión 14 36,8 3,60 - -
3 2" 14/04/2015 12/05/2015 Flexión 28 38,6 3,71 - -
4 2" 14/04/2015 12/05/2015 Flexión 28 41,8 4,10 - -
5 2" 14/04/2015 testigos - - - - -
6 2" 14/04/2015 testigos - - - - -
145
CONTROL DE INSPECCIÓN Y ENSAYOS
Proyecto: Las Guacamayas Localización: Municipio de Tame Material: Concreto simple
Tipo de Ensayo: Ensayo de resistencia a la compresión de cilindros Tipo de Vivienda: Multifamiliar
# de
Muestra Asentamiento
Fecha de
Toma
Fecha de
Rotura
Tipo de
ensayo Edad
Resistencia
Obtenida
PSI
Resistencia
de Diseño
PSI
%
Obtenido
%
Esperado Observaciones
1 3" 01/05/2015 08/05/2015 Compresión 7 1079,59 3000 36,0 100 Resistencia Baja
2 3" 01/05/2015 08/05/2015 Compresión 7 1097,66 3000 36,6 100 Resistencia Baja
3 3" 01/05/2015 15/05/2015 Compresión 14 1883,69 3000 62,8 100 Resistencia Baja
4 3" 01/05/2015 15/05/2015 Compresión 14 1910,71 3000 63,7 100 Resistencia Baja
5 3" 01/05/2015 29/05/2015 Compresión 28 2398,64 3000 80,0 100 Resistencia Baja
6 3" 01/05/2015 29/05/2015 Compresión 28 2421,32 3000 80,7 100 Resistencia Baja
7 3" 01/05/2015 testigos - - - - -
8 3" 01/05/2015 testigos - - - - -
146
CONTROL DE INSPECCIÓN Y ENSAYOS
Proyecto: Las Guacamayas Localización: Municipio de Tame Material: Concreto simple
Tipo de Ensayo: Ensayo de resistencia a la Flexión de vigas Tipo de Vivienda: Multifamiliar
# de
Muestra Asentamiento
Fecha de
Toma
Fecha de
Rotura
Tipo de
ensayo Edad
Módulo de
Rotura
Kg/cm²
Módulo de
Rotura
Mpa
%
Obtenido
%
Esperado Observaciones
1 3" 1/05/15 15/05/15 Flexión 14 28,51 2,8 - -
2 3" 1/05/15 15/05/15 Flexión 14 30,50 2,9 - -
3 3" 1/05/15 29/05/15 Flexión 28 31,20 3,1 - -
4 3" 1/05/15 29/05/15 Flexión 28 33,21 3,4 - -
5 3" 1/05/15 testigos - - - - - -
6 3" 1/05/15 testigos - - - - - -
147
CONTROL DE INSPECCIÓN Y ENSAYOS
Proyecto: Las Payitas
Localización: Municipio de Tame Material: Concreto simple
Tipo de Ensayo: Ensayo de resistencia a la Compresión cilindros Tipo de Vivienda: Multifamiliar
# de
Muestra Asentamiento
Fecha de
Toma
Fecha de
Rotura
Tipo de
ensayo Edad
Resistencia
Obtenida
PSI
Resistencia
de Diseño
PSI
%
Obtenido
%
Esperado Observaciones
1 3" 14/05/2015 21/05/2015 Compresión 7 2.412,63 3000 80,4 100
2 3" 14/05/2015 21/05/2015 Compresión 7 2.285,06 3000 76,2 100
3 3" 14/05/2015 28/05/2015 Compresión 14 2.563,77 3000 85,5 100
4 3" 14/05/2015 28/05/2015 Compresión 14 2.604,69 3000 80,2 100
5 3" 14/05/2015 11/05/20215 Compresión 28 3.253 3000 108,33 100
6 3" 14/05/2015 11/05/20215 Compresión 28 3.253 3000 108,33 100
7 3" 14/05/2015 testigos - - - - - -
8 3" 14/05/2015 testigos - - - - - -
148
CONTROL DE INSPECCIÓN Y ENSAYOS
Proyecto: Las Playitas Localización: Municipio de Arauca Material: Concreto simple
Tipo de Ensayo: Ensayo de resistencia a la Flexión de vigas Tipo de Vivienda: Unifamiliar
# de
Muestra Asentamiento
Fecha de
Toma
Fecha de
Rotura
Tipo de
ensayo Edad
Módulo de
Rotura
Kg/cm²
Módulo de
Rotura
Mpa
Resistencia
de Diseño
%
Esperado Observaciones
1 3" 14/05/2015 28/05/2015 Flexión 14 30,09 2,9 - -
2 3" 14/05/2015 28/05/2015 Flexión 14 31,95 3,1 - -
3 3" 14/05/2015 11/05/20215 Flexión 28 34,55 3,4 - -
4 3" 14/05/2015 11/05/20215 Flexión 28 34,83 3,4 - -
5 3" 14/05/2015 testigos - - - - -
6 3" 14/05/2015 testigos - - - - -
