EVALUACIÓN DE LAS PROPIEDADES FÍSICO …bibciv.ucla.edu.ve/edocs_bicvucla/repositorio/TEGTA439M452014.pdf · mezclas de concreto elaboradas con cemento adicionado portland tipo

UNIVERSIDAD CENTROCCIDENTAL

“LISANDRO ALVARADO”

DECANATO DE INGENIERÍA CIVIL

EVALUACIÓN DE LAS PROPIEDADES FÍSICO-MECÁNICAS DE

MEZCLAS DE CONCRETO ELABORADAS CON CEMENTO

ADICIONADO PORTLAND TIPO CPCA1 CON RELACIONES

AGUA/CEMENTANTE Y AGUA/CEMENTO DE 0,45 Y 0,60

IMANUEL FIGUEIRA

EDUARDO MELÉNDEZ

Barquisimeto, 2014




DEPARTAMENTO DE CONSTRUCCIÓN





Trabajo presentado para optar al grado de

Ingeniero Civil

POR: IMANUEL FIGUEIRA

EDUARDO MELÉNDEZ

TUTOR: ING. HUMBERTO BOLOGNINI

Barquisimeto, 2014

iii

ÍNDICE GENERAL

INDICE DE TABLAS ........................................................................................................ V

INDICE DE FIGURAS ..................................................................................................... IX

INDICE DE GRÁFICAS .................................................................................................. XI

DEDICATORIA EDUARDO M. .................................................................................. XIII

RESUMEN ..................................................................................................................... XIV

INTRODUCCIÓN .............................................................................................................. 1

CAPÍTULO I ...................................................................................................................... 4

EL PROBLEMA ................................................................................................................................... 4

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ................................................................................................. 4

OBJETIVOS .................................................................................................................................... 8

General: ................................................................................................................................... 8

Específicos: ............................................................................................................................... 8

JUSTIFICACIÓN .............................................................................................................................. 8

ALCANCE ..................................................................................................................................... 10

LIMITACIONES ............................................................................................................................. 11

CAPÍTULO II .................................................................................................................. 12

MARCO TEÓRICO ............................................................................................................................ 12

ANTECEDENTES ........................................................................................................................... 12

BASES TEÓRICAS ......................................................................................................................... 17

CAPÍTULO III ............................................................................................................... 33

MARCO METODOLÓGICO ................................................................................................................ 33

TIPO DE INVESTIGACIÓN ............................................................................................................. 33

POBLACIÓN Y MUESTRA .............................................................................................................. 33

DISEÑO DE LA MEZCLA ................................................................................................................ 34

iv

CAPÍTULO IV ............................................................................................................... 60

ANALISIS Y RESULTADOS ................................................................................................................. 60

CAPÍTULO V ............................................................................................................... 117

CONCLUSIONES Y RECOMEDACIONES .......................................................................................... 117

CONCLUSIONES ........................................................................................................................ 117

RECOMENDACIONES ................................................................................................................ 120

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS .......................................................................... 122

ANEXOS ...................................................................................................................... 127

v

INDICE DE TABLAS

TABLA N° Pág.

Tabla Nº1. Muestreo por mezcla. 34

Tabla Nº2. Asentamientos recomendados. 35

Tabla N°3. Propiedades de los Agregados grueso y Fino. 35

Tabla Nº4. Agua de mezclado (Aproximada). 36

Tabla Nº5. Resistencia a la compresión y relación agua/cemento. 37

Tabla Nº6. Volumen de agregado grueso para un volumen unitario de

concreto.

38

Tabla Nº7. Porcentajes de humedad y de absorción de los agregados. 40

Tabla Nº8. Relación Velocidad Vs Calidad. 53

Tabla Nº9. Calidad del concreto dependiendo del porcentaje de porosidad. 55

Tabla Nº10. Factores de corrección de la resistencia a compresión. 56

Tabla Nº11. Dosificación de materiales en cada una de las mezclas. 61

Tabla Nº12. Total de cantidad de materiales utilizados. 62

Tabla Nº13. Medidas de Asentamiento por cada mezcla.

62

Tabla Nº14. Valores obtenidos en los diferentes lapsos de tiempo del ensayo

de tiempo de fraguado para M1-0,45.

63



64



65

Tabla Nº17. Calculo de la media confiable (M), cilindros de M1-0,45. 68

Tabla Nº18. Magnitud de la resistencia mínima y máxima estimada, cilindros de

M1-0,45. 69

vi

Tabla Nº19. Magnitud de la resistencia promedio mínima y máxima estimada,

cilindros de M1-0,45.

70

Tabla Nº20. Calculo de la media confiable (M), viga de M1-0,45.

70

Tabla Nº21. Magnitud de la resistencia mínima y máxima estimada, viga de

M1-0,45.

71


viga de M1-0,45.

71


Tabla Nº24. Magnitud de la resistencia mínima y máxima estimada, cilindros

de M1-0,60.

73



74

Tabla Nº26. Calculo de la media confiable (M), viga de M1-0,60. 74


M1-0,60.

75


viga de M1-0,60.

75



de M2-0,45.

76



77



M2-0,45.

78


viga de M2-0,45.

78



de M2-0,60.

80



81



M2-0,60.

81


viga de M2-0,60.

82

vii

Tabla Nº41. Velocidad de Propagación Promedio y calidad del concreto en

probetas cilíndricas de M1 – 0,45.

85

Tabla Nº42. Velocidad de Propagación Promedio y calidad del concreto en la

viga de M1 – 0,45.

86



87


la viga de M1 – 0,60.

88



88

Tabla Nº46. Velocidad de Propagación Promedio y calidad del concreto en la

viga de M2 – 0,45.

89



90


la viga de M2 – 0,60.

91

Tabla Nº49. Porcentaje de Porosidad por probeta de la mezcla M1 – 0,45. 94




Tabla Nº53. Valores de la resistencia a la compresión, cilindros de M1-0,45. 99

Tabla Nº54. Valores de la resistencia a la compresión, cubos de M1-0,45. 100

Tabla Nº55. Valores de la resistencia a la compresión, núcleos de M1-0,45. 102







viii




ix

INDICE DE FIGURAS

FIGURA N° Pág.

Figura Nº1. Proceso de pesado para la dosificación de cada mezcla. 42

Figura Nº2. Mezcladora Mecánica (Trompo). 43

Figura Nº3. Adición del agua y del cemento en la maquina mezcladora. 43

Figura Nº4. Medición con una cinta métrica del asentamiento. 44

Figura Nº5. Cerniendo la mezcla de concreto para obtener mortero. 45

Figura Nº6. Probetas de mortero de la mezcla. 46

Figura Nº7. Aparato de Penetración Proctor. 46

Figura Nº8. Realizando penetración al mortero. 47

Figura Nº9. Engrasado de los moldes (Izq.). Mezcla vaciada en las probetas

cilíndricas y tortas (Der.).

48

Figura Nº10. Mezcla vaciada en las probetas cubicas y en el molde de viga. 49

Figura Nº11. Curado de probetas. 49

Figura Nº12. Probeta lista para ensayo de esclerometría (Izq.). Ensayo de

esclerometría (Der.).

50

Figura Nº13. Índices esclerometricos. Fig.11a: Resistencia en MPa, Fig.11b:

49 Resistencia en Kgf/cm2 y Fig.11c: Resistencia en psi. (Esclerómetro

Controls 58-C0181/N).

51

Figura Nº14. Lectura en el índice esclerométrico en función al ángulo de

aplicación (Esclerómetro Controls 58-C0181/N).

52

Figura Nº15. Dispositivo de Ultrasonido. 54

Figura Nº16. Ensayo de Ultrasonido. 54

Figura Nº17. Peso Saturado de probeta. 55

x

Figura Nº18. Peso Sumergido de probeta. 55

Figura Nº19. Introduciendo probetas en el horno. 55

Figura Nº20. Perforador tubular. 57

Figura Nº21. Viga perforada. 57

Figura Nº22. Colocando capa de yeso en sus caras a los núcleos. 58

Figura Nº23. Ensayo de probeta en la prensa (Izq.). Rotura de la probeta

(Der.)

58

Figura Nº24. Ensayo de compresión al núcleo (Izq.) y al cubo (Der.). 59

xi

INDICE DE GRÁFICAS

GRÁFICA N° Pág.

Grafica Nº1. Resistencia a la penetración para M1-0,45. 64



Grafica Nº4. Magnitud de la resistencia superficial promedio mínima y

máxima estimada, cilindros.

83

Grafica Nº5. Magnitud de la resistencia superficial promedio mínima y

máxima estimada, vigas.

83

Grafica Nº6. Magnitud de la velocidad de propagación promedio del

ultrasonido, cilindros.

92

Grafica Nº7. Magnitud de la velocidad de propagación promedio del

ultrasonido, vigas.

93

Grafica Nº8. Porcentajes de Porosidad por cada muestra de la mezcla

M1 – 0,45.

94


M1 – 0,60.

95


M2 – 0,45.

96


M2 – 0,60.

97

Grafica Nº12. Porcentajes promedios de Porosidad Total de las mezclas. 98

Grafica Nº13. Valores de la resistencia a la compresión, cilindros de M1-0,45. 100

Gráfica Nº14. Valores de la resistencia a la compresión, cubos de M1-0,45. 101

Gráfica Nº15. Valores de la resistencia a la compresión, núcleos de M1-0,45. 102

Gráfica Nº16. Valores de la resistencia a la compresión, cilindros de M1-0,60.

103



xii

Gráfica Nº19. Valores de la resistencia a la compresión, cilindros de M2-0,45. 106



Gráfica Nº22. Valores de la resistencia a la compresión, cilindros de M2-0,60. 109



Gráfica Nº25. Valores de la resistencia a la compresión promedio, cilindros. 112

Gráfica Nº26. Valores de la resistencia a la compresión promedio, cubos. 113

Gráfica Nº27. Valores de la resistencia a la compresión promedio, núcleos. 113

Grafica Nº28. Comparación de las resistencias estimadas obtenidas del

esclerómetro con las obtenidas en el ensayo de resistencia a la compresión, en

cilindros.

114

Grafica Nº29. Comparación de las resistencias estimadas obtenidas del

esclerómetro con las obtenidas en el ensayo de resistencia a la compresión, en

vigas.

115

xiii

DEDICATORIA EDUARDO M.

En primer lugar a Dios todopoderoso, por brindarme vida, salud, fuerza, y

la gran determinación de recorrer este difícil y largo camino.

A mi madre Corina Reyes, mi papa Eduardo Melendez y mi hermana

Meyling Melendez, por estar siempre a mi lado en los momentos en que los

necesite, y darme aliento para seguir hasta el final.

A mi novia Mariangel Bastidas, que siempre me dio su apoyo, amor, cariño

y compañía incondicional en todo momento.

A mi compañero de tesis Imanuel Figueira, con quien tuve la suerte de

atravesar este camino en su gran mayoría, demostrándome el significado de

amistad, compañerismo y responsabilidad.

A Miguel Parra, del laboratorio de Química del decanato, el cual siempre

nos prestó su asesoría y ayuda de manera incondicional, en el desarrollo del presente

trabajo de grado. A él, todo el mayor agradecimiento.

Finalmente a mis amigos y compañeros de la universidad, Ali Escobar,

Isabel Aguilar, Geraldine Torres, Marianela Guerrero, Arturo Avancini, Diana

Aguilar, Nelson Abreu, María E. Rodríguez, Carlos Alvarado, Yohan Gonzales y

Edgar Goyo, con quienes tuve el placer de estudiar, trabajar, reír, compartir buenos

y malos momentos. A ellos les deseo todo lo mejor.

xiv




DEPARTAMENTO DE CONSTRUCCIÓN





Autores: Imanuel Figueira

Eduardo Meléndez

Tutor: Ing. Humberto Bolognini

RESUMEN

Tomando en cuenta el proceso de observación inherente a la preparación de

diversas mezclas de concreto, en el campo de la construcción, se aprecia, en

ocasiones, poco interés o desconocimiento al momento de seleccionar el tipo de

cemento más idóneo de acuerdo al tipo de estructura de concreto a construir; en

consecuencia, el siguiente trabajo especial de grado tiene como propósito estudiar las

distintas propiedades, características, usos y beneficios que ofrece el cemento

adicionado tipo Portland CPCA1, con el fin de evidenciar a que tipos de estructura de

concreto y bajo qué condiciones sería más idónea su utilización. Para ello, se

realizaron ensayos a compresión, ultrasonido, porosidad total, esclerometría y

fraguado, a las muestras. Los resultados obtenidos arrojaron que las mezclas de

concreto hechas con este tipo de cemento, no cumplen con los requisitos exigidos por

las normas venezolanas, en términos de durabilidad y resistencia, por lo cual no es

recomendado para la elaboración de concreto armado de uso estructural,

especialmente, en ambientes agresivos.

Palabras claves: Cemento adicionado tipo CPCA1. Resistencia a la compresión.

Durabilidad. Concreto. Uso estructural. Ambiente agresivo.

1

INTRODUCCIÓN

La existencia del hombre sobre la faz de la tierra, ha estado

estrechamente ligada a la búsqueda de refugio para su supervivencia, de allí

que la historia y evolución del hombre ha corrido a la par que la historia y

evolución de su morada. Desde tiempos remotos, uno de los materiales

artificiales que mayormente ha impactado a la civilización humana, en materia

de construcción, es sin duda el concreto, desde sus primeras manifestaciones

como argamasa y puzolanas en la antigüedad, impulsó significativamente el avance

tecnológico del ser humano como especie, permitiéndole modificar su entorno y

construir refugios más grandes y complejos, como se manifestó en la antigua

Grecia y Roma, hasta siglos más recientes donde al combinarse el concreto

con acero de refuerzo, se ampliaron las posibilidades de construcción, llegándose

a los grandes rascacielos del siglo 20. (Gonzales, 2008).

Por esta razón, también es uno de los materiales que más se fabrica, debido a

la enorme demanda mundial; afortunadamente, al ser relativamente de fácil fabricación,

el mismo se puede manufacturar en prácticamente cualquier país donde se lo requiera.

En Venezuela, el cemento, de alta calidad, es fabricado principalmente en dos tipos,

Portland I y III, los cuales contienen un material activo llamado Clinker y no poseen

adiciones, siendo el cemento Portland Tipo I, el más utilizado para propósitos

generales, tales como estructuras de concreto convencionales: fundaciones,

columnas, vigas, losas y muros, así como también, elaboración de elementos

prefabricados como plantillas, bloques; sin embargo, debido a la elevada demanda

que presenta, la oferta del mismo es insuficiente, lo que trae como consecuencia, la

utilización y demanda del Portland Tipo III, el cual puede desarrollar altas

resistencias iníciales y es más adecuado para la construcción de aceras, brocales,

superficies de carretera, siendo su costo sensiblemente más elevado que el del

Portland I.

Por otro lado, existe la alternativa de utilizar Cementos Adicionados,

llamados así, porque durante su fabricación se añaden materiales calcáreos a la

2

mezcla, lo que permite un ahorro de material Clinker, sin sacrificar de manera

significativa la calidad del mismo (Gonzales, 2008), además, los mismos poseen la

ventaja adicional de tener un costo inferior al del Portland Tipo I y III y

prácticamente tienen los mismos usos que estos últimos. Entre estos cementos se

encuentra el tipo CPCA1.

En Venezuela se produce este tipo de cemento, aunque de menor calidad

que los fabricados en otros países, el cual posee adiciones de 15% de caliza

(Carbonato cálcico, CaCO3), estando indicado por la norma COVENIN 3134:04

“Cemento Portland con Adiciones”, cuyo uso se encuentra limitado para propósitos

generales como mampostería, frisados de paredes y pega de bloques, así como para la

construcción de estructuras pequeñas, como el caso de edificaciones de unos 3 niveles

como máximo.

En el presente estudio se realizarán mezclas de concreto, utilizando dicho

cemento, las cuales serán estudiadas en sus propiedades físicas y mecánicas,

comparándolas con los resultados arrojados por otros estudios, sobre mezclas

similares elaboradas con cemento Portland Tipo I, a manera de ampliar los resultados

a lo que se llegue; para ello se utilizará el método ACI (American Concrete Institute),

para así determinar la adecuada dosificación y composición de la mezcla. De esta

manera se evidenciará su adecuada utilización, como sustituto del cemento Portland

tipo I, en obras de poca envergadura.

El presente trabajo se desarrolla a través de los siguientes capítulos:

Capítulo I: Refleja el planteamiento del problema, los objetivos, la

justificación, el alcance y las limitaciones de la investigación.

Capítulo II: Se refiere al marco teórico, el cual contempla los antecedentes

nacionales e internacionales y las principales bases teóricas referentes al tema en

estudio.

Capítulo III: Está conformado por el procedimiento experimental empleado en

el estudio.

Capítulo IV: Muestra los resultados obtenidos y el consiguiente análisis de

cada uno de ellos.

3

Capítulo V: Expresa las principales conclusiones y recomendaciones a las que

los investigadores llegaron una vez realizado el estudio.

CAPÍTULO I

4

CAPÍTULO I

EL PROBLEMA

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

El uso de materiales cementantes tiene un origen muy antiguo, ya desde la

época de los egipcios se utilizaban materiales como el yeso calcinado impuro, el cual

utilizaban para dar al ladrillo y sus estructuras de piedra una capa externa lisa.

Desarrollo histórico del Cemento. (s.f).

Los griegos, por su parte, empleaban caliza calcinada o cal mezclada con

arenas de origen volcánico lo que originaba una mezcla firme y resistente a las aguas

dulces o marinas y a la cual llamaron “Mortero”. A mediados del siglo II AC cuando

los romanos conquistaron a los griegos, estos últimos le transmitieron el

conocimiento que tenían sobre los morteros. Los romanos, a su vez, descubrieron

arena volcánica solidificada de color rojo la cual llamaron “Puzolana” que contiene

compuestos de sílico–aluminatos que se combinan con la cal para formar un

cementante que endurece bajo el agua, es decir, una cal hidratada. Desarrollo

histórico del Cemento (s.f).

A principios de siglo XIX, las investigaciones del ingeniero francés J. L.

Vicat le permitieron determinar de forma precisa, controlada y reproducible las

proporciones de piedra caliza y sílice necesarias para obtener una mezcla que, tras su

combustión a una temperatura específica y tras ser molida, produjera un aglomerante

hidráulico con distintas aplicaciones. Siete años después, el constructor escocés J.

Aspdin refinó dicha composición desarrollada por Vicat, lo que lo condujo al

desarrollo de un aglomerado (Cemento) a base de cal hidráulica, al que llamó

CAPÍTULO I

5

“Cemento Portland” el cual era capaz de desarrollar propiedades tales como

resistencia, durabilidad y adherencia, en presencia del agua y del aire. Desarrollo

histórico del Cemento. (s.f).

En 1845, Isaac Johnson creó un prototipo del cemento moderno. El quemó

una mezcla de arcilla y caliza hasta lograr un material al que llamo “Clinker”, que

produjo la reacción necesaria para la formación de un compuesto fuertemente

cementoso. Desarrollo histórico del Cemento (s.f).

En virtud a los planteamientos anteriores y según nuestro criterio, se

demuestra que el hombre, por su misma naturaleza inquisitiva busca siempre

optimizar y ampliar los experimentos e investigaciones en este campo de la

construcción, probando nuevos materiales o perfeccionando los ya conocidos, de esta

manera persigue obtener más provecho de este versátil material de construcción,

indagando sobre su elevado desempeño y usándolo correctamente, desde el punto de

vista de protección del medio ambiente y su durabilidad en el tiempo.

Con respecto al cemento adicionado Portland Tipo CPCA1, este es un

producto que se obtiene de la pulverización conjunta de Clinker Portland y un

porcentaje de caliza (Carbonato cálcico, CaCO3) o de materiales calcáreos del 15% o

menor del peso total del saco de cemento, con la adición de agua y sulfato de calcio,

que son usados para la producción de concretos o morteros. En virtud de esto,

Bolognini (2011), en una entrevista periodística señala que la creación de este tipo de

cemento adicionado (CPCA1) surge, entre otras cosas, de la necesidad de disminuir la

contaminación por las emisiones de CO2 en el proceso de la fabricación del Clinker,

componente principal de los cementos, a través del reemplazo parcial de éste por

adiciones minerales (15% o menos de caliza).

El cemento adicionado Portland Tipo CPCA1 es elaborado en Venezuela por

las principales empresas cementeras del país, para su venta a un precio sensiblemente

inferior al del Cemento Portland Tipo I, sin desmejorar la calidad pues cumple con la

carta técnica exigida por la norma COVENIN 3134:04 “Cemento Portland con

Adiciones”, pero no se especifica explícitamente cuál es su uso más adecuado en

CAPÍTULO I

6

construcción; por ejemplo en su uso estructural y/o bajo condiciones ambientales

agresivas.

En nuestro país, entre otros sistemas de construcción, se utiliza el de muros de

mampostería confinada. En dichas construcciones, el esqueleto estructural está

conformado principalmente por las columnas, las cuales se encargan de soportar la

mayor parte de la carga de la estructura, conjuntamente con los muros de

mampostería. En este tipo de construcción se ha utilizado el cemento adicionado

Portland CPCA1, más no se ha verificado si esto representa un uso adecuado del

mismo. Se hace necesario realizar estudios de prueba con el cemento adicionado

Portland tipo CPCA1, para verificar si demuestra ser apto en estos tipos de

construcciones estructurales y si mantiene una durabilidad adecuada en ambientes

agresivos.

Por otro lado, se debe tomar en cuenta que los materiales utilizados en los

países donde se desarrolló esta tecnología, para el diseño de este tipo de cemento,

pueden reflejar distinto comportamiento que los materiales utilizados en países como

el nuestro, incluso estas diferencias se pueden presentar de una región a otra dentro de

nuestro país, ya que el agregado grueso o la piedra caliza, componente principal del

Clinker, poseerá variaciones en sus propiedades y en su calidad en función del sitio

de extracción, del proveedor y del lote; por esta razón y por ser reciente su aplicación,

se hace necesario evaluar este cemento y poder identificar y caracterizar los

principales problemas que pueda presentar y la mejor forma de ser trabajado en

Venezuela.

El siguiente estudio abarca la evaluación de las propiedades físico -

mecánicas de mezclas en estado fresco y endurecido, utilizando relaciones

agua/cemento y agua/cementante, de 0,45 y 0,60 para ambas. Para ello, se procederá

a la creación de probetas de ensayo, las cuales desarrollarán resistencias desde

temprana edad hasta los 28 días, que es el tiempo en que se considera que el concreto

alcanza o debería alcanzar su resistencia de diseño a la compresión (f’c). Por lo tanto,

ésta evaluación es importante, ya que nos indicara si el aglomerante en estudio, es

decir, el cemento adicionado CPCA1, permite un adecuado desarrollo de la

CAPÍTULO I

7

resistencia a la compresión y de durabilidad adecuada, para los requerimientos a los

cuales estará sometido durante toda su vida útil. La evaluación de los ensayos de la

mezcla en estado endurecido es de importancia para el estudio ya que es aquí donde

se observan propiedades importantes como lo son: resistencia a la compresión,

porosidad, entre otros; que indican el grado de calidad del concreto.

El ingeniero Bolognini (2011), también señala lo siguiente: “El tipo de

cemento puede determinar la vida útil de las estructuras de concreto. El uso de

cementos adicionados tiene ventajas, desventajas, características y propiedades donde

el secreto del éxito radica en saberlos usar y conocer los criterios técnicos para

emplearlos”. Por otro lado, Bolognini también indica que, “El cemento con adiciones

pueden influir en la resistencia del concreto y por ende, en la vida útil de la

estructura”. De esta forma, hacer un buen concreto es una tarea determinante, porque

se debe garantizar resistencia, durabilidad y seguridad en la obra. En la actualidad

existen grandes estructuras deterioradas con el tiempo, como consecuencia de la

calidad del concreto, debido a esto, surge la preocupación por la durabilidad de la

estructura, la cual se logra garantizando un buen control de calidad de los materiales,

diseño y ejecución de la obra.

También se debe tomar en cuenta lo referente a la relación agua/cemento (a/c)

y relación agua/cementante (a/ct), lo cual es muy importante ya que dichas relaciones

definen la cantidad de cemento que debemos usar para conseguir un concreto de

calidad que asegure los parámetros de diseño deseados para cumplir a cabalidad con

la vida útil de la edificación en donde se esté empleando. Primero se debe diferenciar

ambos términos; la relación a/c se refiere a la correlación entre la cantidad de agua y

la cantidad de cemento adicionado Portland tipo CPCA1 (Sin tomar en cuenta la

adición) y la relación a/ct la cual usa la misma metodología pero en este caso se toma

en cuenta la adición que está implícita dentro del empaque del cemento adicionado

Portland tipo CPCA1. Dicho cemento está conformado por un 15% de adición, que

en nuestro caso es piedra caliza molida, entonces, se deben tener presentes dichos

parámetros para clasificar y comprobar cuál sería la más favorable opción a la hora de

usar el cemento adicionado Portland tipo CPCA1 en la construcción.

CAPÍTULO I

8

De acuerdo a los planteamientos anteriores, nace la inquietud del presente

estudio cuyo propósito fundamental es “evaluar de las propiedades físico-mecánicas

de mezclas de concreto elaboradas con cemento adicionado Portland Tipo CPCA1

con relaciones agua/cementante y agua/cemento de 0,45 y 0,60”.

OBJETIVOS

General:

Evaluar las propiedades físico-mecánicas de mezclas de concreto elaboradas con

cemento adicionado Portland Tipo CPCA 1 con relaciones agua/cementante y

agua/cemento de 0,45 y 0,60.

Específicos:

Diseñar mezclas de concreto compuestas con cemento adicionado Portland

Tipo CPCA1 para relaciones agua/cementante y agua/cemento de 0,45 y 0,60.

Evaluar las propiedades Físicas de las probetas elaboradas con las mezclas de

concreto compuestas con cemento adicionado Portland Tipo CPCA1 para

relaciones agua/cementante y agua/cemento de 0,45 y 0,60.

Evaluar las propiedades Mecánicas de las probetas elaboradas con las mezclas

de concreto compuestas con cemento adicionado Portland tipo CPCA 1 para

relaciones agua/cementante y agua/cemento de 0,45 y 0,60.

JUSTIFICACIÓN

A partir del año 2010, se ha podido observar una significativa escasez de

cemento Portland en nuestro país debido a la caída de la producción por parte de las

principales empresas relacionadas con la fabricación de cemento, según lo expresado

CAPÍTULO I

9

por el presidente de la Cámara Construcción del estado Carabobo, Bejarano (2011),

en entrevista a un conocido diario del país. En virtud a lo anterior, ha habido un

incremento considerable en la demanda del material, por lo que el cemento Portland

con adiciones comenzó a suplir al cemento Portland, siendo estos utilizados e

implementados en estructuras de concreto, la mayoría de veces, desconociendo sus

propiedades y adecuado uso, generando un riesgo considerable en la vida útil de las

mismas.

En la actualidad, en nuestro país, existen en el mercado cemento Portland

(Tipo I y III) y cemento Portland con adiciones (CPCA), el cual tiene dos

presentaciones: CPCA1 y CPCA2, cuyo contenido o peso neto presentan cierto

porcentaje de adiciones: el CPCA1 (aproximadamente 15% de adiciones) y el

CPCA2 (aproximadamente 25% de adiciones). Dependiendo del diseño de la mezcla,

cada uno aporta diferentes propiedades que afectan a la resistencia y sobretodo en la

vida útil del concreto, por lo cual se podría decir que cada tipo de mezcla es única y

por consiguiente hay que seleccionar la más idónea para garantizar la vida útil de

cualquier estructura de concreto, en la cual se vaya a utilizar este tipo de cemento

adicionado. (Bolognini, 2011),

En virtud de lo anterior, se presenta un reto significativo, que direcciona hacia

la indagación científica, para poder presentar un cuerpo de conocimientos relativos a

las propiedades, características y uso de este cemento, en particular. Es por ello que la

presente investigación pretende evaluar las propiedades físicas-mecánicas, de las

probetas de concreto elaboradas con el cemento (CPCA1), para establecer los

criterios técnicos que normen su correcta y adecuada utilización.

Lo señalado anteriormente, podría generar una cultura del cemento, basada en

dos puntos: 1) Promover el mejoramiento de la calidad de este tipo de cemento, en

nuestro país, ya que ésta es inferior a los cementos adicionados fabricados en otros

países, sin que por ello se eleve su costo.

2) Dar a conocer la correcta y adecuada utilización del CPCA1, a través

de manuales de consulta y/o instructivos de uso adheridos a su empaque.

CAPÍTULO I

10

Por otro lado, los resultados y conclusiones a los que se llegue servirán como

contribución al campo de conocimiento en el área de la construcción y podrán ser

tomados en cuenta para otros estudios e investigaciones similares, además de

enriquecer la formación disciplinaria en esta importante área, la cual está inserta en la

matriz de estudio de la carrera de ingeniería civil.

ALCANCE

El alcance primordial del presente trabajo de investigación fue conocer el

comportamiento del cemento adicionado CPCA1 en los ensayos realizados, así

como el análisis de sus características y propiedades físico-mecánicas. Para ello se

realizó un estudio descriptivo, el cual dio un análisis general de los ensayos

efectuados con las mezclas, para especificar dichas características o propiedades,

utilizando las respectivas relaciones agua/ cemento y agua/cementante. Es

importante mencionar que las referencias utilizadas para lo concerniente a la

elaboración de las probetas y la realización de los ensayos fueron las

proporcionadas por las distintas normas COVENIN mencionadas en la referencia

bibliográfica y que para el diseño de la mezcla se utilizó el método ACI. Cabe

señalar que solo se usó una marca comercial de cemento adicionado Portland tipo

CPCA1 en la elaboración de las mezclas de concreto del presente trabajo. En el

mismo se fijaron las siguientes metas o fines:

Especificar las propiedades físico-mecánicas de las mezclas elaboradas con el

cemento CPCA1.

Elaborar cuadros comparativos que involucren las distintas relaciones a/c y

a/ct que se utilizaron en las cuatro mezclas que se diseñaron.

Establecer criterios técnicos sobre la adecuada utilización del cemento

adicionado CPCA1.

CAPÍTULO I

11

LIMITACIONES

La presente investigación, basada en un estudio descriptivo, se limitó al área

circunscripta de los ensayos realizados al cemento adicionado Portland tipo CPCA1,

para evaluar sus propiedades físico-mecánicas por la cual no se realizaron ensayos

para evaluar otras propiedades pertenecientes a las características del concreto, que

no son menos importantes pero para nuestro trabajo de grado, son irrelevantes.

También se toma como limitación la adquisición del cemento adicionado Portland

tipo CPCA1 específicamente, lo que conllevó al uso de una de las distintas marcas

comerciales en nuestro país, debido a la escases y/o difícil acceso de dicho material.

Cabe destacar que por causas imprevistas en el decanato de Ingeniería Civil, no fue

posible realizar el ensayo para determinar el tiempo de fraguado de mezclas de

concreto por resistencia a la penetración a la mezcla M1-0,60, siendo una limitativa al

estudio llevado a cabo, debido a que no se consideró la posibilidad de repetir la

mezcla por la cantidad limitada de material (Cemento adicionado CPCA1) y del no

perder la mezcla realizada, por lo tanto este hecho no fue motivo de interrupción del

cronograma planificado para la realización de las otras mezclas y de los ensayos de

las mismas. También para el mismo ensayo, fue una gran limitante el tiempo para

realizar el ensayo, ya que el mismo no fue lo suficiente para que la alcanzaran una

resistencia a la penetración de 280Kg/cm2 que nos permite determinar el tiempo de

fraguado final, según lo estipulado por la norma COVENIN 352:1979, por lo que

ninguna de los grupos de mezclas fraguó completamente. Estas son variables que se

nos escapan de las manos y que trae como consecuencia varias limitantes de valores

en nuestra base de datos para la obtención de nuestras conclusiones definitivas.

CAPÍTULO II

12

CAPÍTULO II

MARCO TEÓRICO

ANTECEDENTES

En este apartado se presentan una serie de trabajos y estudios en su mayoría

realizados en el Decanato de Ingeniería Civil de la UCLA, los cuales se encuentran

relacionados con el presente trabajo, sirviendo como antecedentes y referencias

sustanciales al mismo.

INTERNACIONALES

Kazes, Rebeca y Tobón, Jorge; Universidad Nacional de Colombia.

Medellín, Colombia (2008). En este trabajo se determina la incidencia de adicionar

calizas de diferentes calidades al cemento Portland tipo III, en contraste a la caliza de

alta calidad que la empresa Cementos El Cairo S. A., está incorporando a su cemento.

Se sustituyó en el cemento 15, 20 y 25% de calizas con títulos (% de CaCO3) < 70%,

70 - 80% y >80%. Se evaluó la resistencia mecánica de morteros curados bajo

condiciones estándar a 3, 7 y 28 días. En pastas se determinó la evolución

mineralógica durante el proceso de hidratación usando Difracción de Rayos-X y

Análisis Termo-gravimétrico. Se encontró que las calizas <70% de CaCO3 son una

muy buena opción de adición mineral para el cemento Portland aún en cantidades

superiores al 20% porque tienen efectos menos negativos sobre las resistencias

mecánicas en comparación con las calizas de alta pureza y prácticamente no

modifican los tiempos de fraguado, la expansión y la demanda de agua de los

morteros adicionados con ellas.Aunque los morteros sustituidos con 20% de calizas

rebajadas presentaron un IP>75% (ASTM C311), estas calizas no presentan actividad

CAPÍTULO II

13

puzolánica porque no producen las modificaciones mineralógicas que se esperan en

una puzolana.

Eras, Miguel; Escuela Superior Politécnica del Litoral. Guayaquil, Ecuador

(2008). Su trabajo especial de grado tuvo como objetivo simular el comportamiento

de la pasta de cemento tipo I en presencia de zeolita ecuatoriana como aditivo en

diferentes porcentajes de concentración, en varios tiempos de curado en agua

teniendo como variable de respuesta la resistencia a la ruptura. Para esto, se diseñó un

modelo experimental usando 20% de aditivo de zeolita ecuatoriana en la mezcla de la

pasta de cemento, a diferentes días de curado al agua. Paralelamente, se realizaron

otros ensayos con el mismo procedimiento, con un diferentes valores de porcentajes

de aditivo de zeolita ecuatoriana en la mezcla de la pasta de cemento, 5%, 10%, 15%

y 25%. Los resultados que se obtuvieron producto de los ensayos, se analizaron de

manera individual y grupal, mediante métodos estadísticos los cuales dieron a

conocer que el método de curado al agua incidió significativamente y de manera

positiva, en el esfuerzo a la ruptura. Adicionalmente, para obtener el mejor esfuerzo a

la ruptura se debió tener un curado al agua con un 15% de adición de zeolita

ecuatoriana en la pasta de cemento.

Vilanova, Ángel; Universidad Politécnica de Madrid. Madrid, España

(2009). El presente trabajo de investigación tuvo como finalidad estudiar el

comportamiento de las propiedades mecánicas del hormigón autocompactante, tanto

de manera general como en función de los tipos de cemento y de las adiciones

utilizadas en sus dosificaciones. Por otro lado, estudiar también la aplicabilidad en el

hormigón autocompactante de los actuales modelos de cálculo con las que se miden

esas propiedades mecánicas en el hormigón convencional. Las propiedades

mecánicas estudiadas en el hormigón autocompactante en el presente trabajo fueron

la resistencia a compresión, el módulo de deformación, la resistencia a tracción y la

resistencia a flexotracción. Los tipos de cemento escogidos para llevar a cabo el

estudio fueron los cementos tipo I, II y III, de manera general y los tipos I y II de

manera específica, mientras que las adiciones minerales consideradas fueron, el humo

de sílice, las cenizas volantes, el filler calizo y las escorias de alto horno. Se concluyó

CAPÍTULO II

14

que se observa una alta dispersión de los datos al relacionar la resistencia a

compresión con la relación agua/cemento al considerar de manera conjunta todos los

tipos de cemento y las distintas adiciones utilizadas en la elaboración del hormigón

autocompactante. Esto es debido principalmente a las distintas naturalezas de las

dosificaciones de hormigón recopiladas. Esta alta dispersión muestra, por ejemplo,

como pueden obtenerse hormigones autocompactantes, dependiendo de su naturaleza,

con resistencias a compresión que pueden oscilar entre 30 y 90 MPa para una misma

relación agua/cemento de 0,40.

NACIONALES

Mujica, Greys (2012). Su trabajo especial de grado se basó en la comparación

de mezclas de concreto realizadas con cemento adicionado CPCA1 por el

método de American Concrete Institute (ACI) y el método de Porrero, utilizando

una relación agua/cemento constante con un valor de 0,60. A las mismas se le

aplicaron ensayos para encontrar valores referentes a las propiedades físicas y

mecánicas del concreto elaborado, dichos ensayos fueron: asentamiento,

porosidad total, porosidad efectiva, absorción y resistencia a la compresión;

encontrando, como conclusión general, que la mezcla de concreto realizada por

el método ACI lograron alcanzar mayores valores de resistencia a la compresión

en comparación al otro método utilizado.

Gatti, Marco y Molina, Luis (2011). Su trabajo especial de grado se enfocó en

el estudio de los Cementos Adicionados Tipo CPCA1 y CPCA2, fabricados por

las principales cementeras del país, disponibles en el mercado y vendidos al

público en general para uso en la construcción, se evaluaron las principales

propiedades físicas y mecánicas tanto en estado fresco como endurecido,

respectivamente, elaboradas con este tipo de cemento. Llevaron a cabo los

ensayos de consistencia, finura, tiempo de fraguado y resistencia a la

compresión. Basándose en los resultados de sus ensayos, concluyeron que

dichos Cementos no cumplen con lo establecido en la normativa COVENIN

CAPÍTULO II

15

3134:04, de Cemento Portland con Adiciones, haciéndolo inadecuado e inseguro

para su uso en la construcción.

Alvarado, Mileidys y Oropeza, Karlew (2011). El objetivo de su investigación consistió en

evaluar las propiedades físico-mecánicas y electroquímicas del concreto elaborado con

cemento adicionado CPCA2 expuestos a un ambiente marino acelerado; para ello se elaboró

probetas según las características establecidas en el proyecto DURACON armadas con

espesores de recubrimiento 1.5, 2.0 y 3.0 cm, con relaciones agua/cemento de 0,45 y 0,60,

con el fin de estudiar la posibilidad de obtener concretos resistentes y durables expuestos a un

ambiente agresivo simulado bajo la técnica del rociado. Cumplido los 28 días de la

elaboración de los especímenes correspondientes a la evaluación físico-mecánico,

procedieron a realizar los ensayos de resistencia a compresión, porosidad y absorción capilar,

mientras que las probetas expuestas al ambiente fueron sometidas a ensayos de potencial

eléctrico, resistividad eléctrica, profundidad de carbonatación, velocidad de corrosión y

concentración de cloruro. De los resultados obtenidos en el ensayo de resistencia a la

compresión, ninguna de las mezclas elaboradas superó las resistencias de diseño requeridas.

En cuanto a la evaluación electroquímica indicó que el concreto elaborado con este tipo de

cemento es de baja calidad y durabilidad siendo más relevantes en aquellas probetas que

fueron expuestas bajo la técnica del rociado y con relación agua/cemento de 0.60. De acuerdo

a los resultados, concluyeron que se debe tomar en cuenta el porcentaje de adición presente

en este tipo de cemento, ya que interfiere en las propiedades del concreto haciéndolo inseguro

y vulnerable a los agentes ambientales.

Flores, Suliena y Valenzuela, Anilcar (2011). El propósito de su investigación

fue evaluar el comportamiento de elementos de concreto armado elaborados con

cemento adicionado CPCA de una estructura en funcionamiento ubicada en un

ambiente industrial. Debido a que los cementos adicionados están siendo

utilizados en Venezuela sin ninguna normativa y su composición química es

diferente ya que presentan adiciones de otros materiales como filler o relleno

calizo con sustituciones de hasta 20%, esto podría influir directamente en el

comportamiento de los miembros que han sido elaborados con el mismo. Es por

esto que realizaron el estudio, siguiendo un procedimiento metodológico con

CAPÍTULO II

16

el fin de alcanzar los objetivos propuestos. Realizaron diferentes visitas a la obra,

para recopilar los datos referentes a la estructura y hacer una inspección

preliminar de la misma. Para la evaluación del concreto se efectuaron ensayos

como profundidad de carbonatación, resistencia a la compresión, porosidad,

absorción capilar y resistividad eléctrica del concreto, además realizaron un estudio

de los parámetros climatológicos: humedad relativa, temperatura y concentración

de CO2. Una vez obtenidos los resultados de estos ensayos se procedió al análisis

de los mismos, obteniéndose que el concreto evaluado es inapropiado en cuanto a

durabilidad, ya que no cumple con la mayoría de los criterios utilizados

presentando una baja calidad y un alto riesgo en cuanto a la durabilidad,

finalmente recomendaron realizar un seguimiento para ver el estado en que se

encuentre el concreto con el transcurso del tiempo y hacer un estudio comparativo.

Alvarado, Rohimer y Caldarelli, Yessica (2010). En su trabajo especial de grado se

enfocaron en el estudio de concreto elaborado con cementos adicionados CPCA,

evaluando las propiedades físico-mecánicas y propiedades electroquímicas de

éste. Realizaron sus estudios de una estructura en funcionamiento, donde algunos

de sus elementos estructurales están construidos con dicho material y se encuentra

expuesta a las condiciones de un ambiente urbano. Las propiedades que definen

la calidad del concreto las hallaron a través de ensayos, que permitieron la

caracterización del mismo, algunos de estos fueron realizados en sitio:

carbonatación, ultrasonido, velocidad de corrosión, resist ividad eléctrica y

potencial eléctrico y otros en laboratorio: resistencia a la compresión,

porosidad y absorción capilar. Una vez que obtuvieron los resultados de los

ensayos, establecieron una conclusión sobre si el concreto que se elabora con

cemento adicionado, es adecuado y seguro para ser utilizado en elementos

estructurales, la cual fue negativa. También se destaca la importancia de la

relación agua-cemento (a/c) en el diseño, ya que estos materiales no deben

ser tratados como un cemento Portland normado. Esto con el fin de evitar posibles

fallas en el concreto ya endurecido.

CAPÍTULO II

17

BASES TEÓRICAS

Para el estudio que se realizó, fue necesario conocer ciertos aspectos técnicos

que permitieron comprender con mayor facilidad los aspectos que en éste se

consideran.

A continuación se hace referencia a algunos conceptos referentes al tema:

Materiales Alternativos:

Estos materiales hacen referencia a lo que se denomina ecomateriales, esta

palabra fue introducida por EcoSur en el año 1991 para denominar a los materiales

económica y ecológicamente viables, estas materias primas permiten la sustitución

parcial del cemento portland.Materiales de construcción. (Sep. 2012).

Concreto:

Este es un material básicamente compuesto por cemento, agregado grueso y

fino. El cemento al unirse con el agua funciona como aglomerante formando una pasta

que permite la unión de los agregados; los cuales posen unos tamaños adecuados que

cumplen con ciertas condiciones físicas, químicas y granulométricas, para formar una

mezcla homogénea conocida como concreto.Materiales de construcción. (Sep. 2012).

Propiedades Mecánicas del concreto:

a) Resistencia: Es la capacidad que tiene este de reaccionar frente a

diferentes acciones externas como pueden ser la tensión, la

compresión, la torsión y el corte.

b) Dureza: Es la resistencia a ser rayado que ofrece la superficie lisa de

un mineral, y refleja, de alguna manera, su resistencia a la abrasión.

Mediante el estudio de la dureza de un mineral se evalúa, en parte, la

estructura atómica del mismo pues es la expresión de su enlace más

débil.

CAPÍTULO II

18

c) Plasticidad: Es la propiedad mecánica de un material de deformarse

permanentemente e irreversiblemente cuando se encuentra sometido a

tensiones por encima de su rango elástico.

d) Rigidez: Es la capacidad de un objeto sólido o elemento estructural

para soportar esfuerzos sin adquirir grandes deformaciones o

desplazamientos. Materiales de construcción. (Sep. 2012).

Propiedades Físicas del concreto:

a) Peso específico: Se define como la cantidad de materia, en peso,

contenida en la unidad de volumen.

b) Consistencia: Grado de firmeza o de la relativa facilidad para

deformarse del concreto recién mezclado; generalmente se mide por el

cono de Abrams y por la prueba de la mesa de sacudidas, en el caso de

una lechada o mortero.

c) Permeabilidad: Es la capacidad que tiene un material de permitirle a

un flujo que lo atraviese sin alterar su estructura interna.

d) Viscosidad: Es la oposición de un fluido a las deformaciones

tangenciales.Materiales de construcción. (Sep. 2012).

Agregado:

Según Porreros (1996), "Son fragmentos o granos pétreos cuyas finalidades

especiales son abaratar la mezcla y dotarla de ciertas características favorables, entre

las cuales se destaca la disminución de retracción plástica" (p. 61), dosificados de

manera de no reducir la consistencia en la pasta y sin producir segregación de los

componentes. Se debe tener presente que los agregados son componentes derivados de

la trituración natural o artificial de diversas piedras, y pueden tener tamaños que van

desde partículas casi invisibles hasta trozos de piedras. Los agregados se pueden

clasificar en dos grupos o de manera general definirse como:

a) Agregado Grueso: Son granos grandes, que pueden ser trozos de rocas

trituradas a los tamaños convenientes, o granos naturales redondeados por el

CAPÍTULO II

19

arrastre de las aguas, que se designan como agregado grueso; en estos suelen

distinguirse, también, fracciones de varios tamaños que reciben muy diversos

nombre, generalmente locales, que no siempre tienen el mismo significado:

piedra picada, triturada, chancada, canto rodado, grava, gravilla, arrocillo, entre

otros.

b) Agregado Fino: Son las partículas más finas del conjunto, la arena de uso más

frecuente, está formada por granos naturales depositados por las aguas. En la

mayoría de los casos son extraídas de lugares próximos a los cursos actuales de

agua, meandros, lechos de ríos, lagunas, entre otros.

Los agregados tienen una característica fundamental, que es el diferente tamaño de

todos sus granos, la cual se conoce como granulometría. Materiales de construcción. (Sep.

2012).

Granulometría del agregado:

Se entiende por granulometría la composición del material en cuanto a la

distribución del tamaño de los granos que lo integran. Esta característica decide, de

manera muy importante, la calidad del material por su uso como componente del

concreto.

Consiste en la distribución del tamaño de sus partículas. Dicha granulometría

se determina haciendo pasar una muestra representativa de agregados por una serie de

tamices ordenados, de mayor a menor. Los agregados bien gradados lisos y redondos

mejoran la trabajabilidad de la mezcla, por ello para ser una mezcla bien trabajable se

deben usar agregados bien gradados.Materiales de construcción. (Sep. 2012).

Resistencia de los Agregados:

Es decisiva para la resistencia del concreto fabricado con ellos, dado su alta

proporción en la mezcla, no se puede pretender que esta alcance una resistencia más

alta que la de los granos pétreos que la integran. La correspondencia entra las variables

relacionadas agua/cemento y resistencia mecánica, están condicionadas en buena parte

por la calidad resistente de los agregados, además de por la dosis de agua en la pasta.

CAPÍTULO II

20

Los concretos hachos con agregados de baja resistencia tienen poca resistencia

al desgaste, lo que puede resultar crítico en pavimentos, túneles de desvío de presas,

tuberías a presión, aliviaderos y otros. La resistencia mas critica es la del agregado

grueso, para evaluar se acude al ensayo de desgaste que produce la maquina conocida

como maquina de los Ángeles (Norma COVENIN 266:1977 "Método de Ensayo para

Determinar la Resistencia al Desgaste de Agregados Gruesos, menores de 31.8mm (1

½”) por medio de la Máquina de los Ángeles").Materiales de construcción. (Sep.

2012).

Ensayos Preliminares:

Los ensayos para determinar las características físico-mecánicas de los

agregados son:

a) Extracción de las muestras (Norma COVENIN 270:1998 “Agregados.

Extracción de Muestras para Morteros y Concretos”).

b) Composición Granulométrica (Norma COVENIN 255:1977 “Método de

ensayo para determinar la composición granulométrica de los agregados finos

y gruesos”).

c) Tamaño Máximo, Modulo de finura, Resistencia al desgaste (Norma

COVENIN 266:1977 “Método de ensayo para determinar la resistencia al

desgaste en agregado grueso menores de 38,1 mm (1 ½”) por medio de la

máquina de Los Ángeles").

d) Peso Específico y Absorción del agregado fino (Norma COVENIN 268:1998

“Agregado Fino. Determinación de la Densidad y la Absorción”).

e) Peso Específico y Absorción del Agregado grueso (Norma COVENIN

269:1978“Agregado Grueso. Determinación de la Densidad y la Absorción”).

f) Peso Unitario Suelto y Compactado (Norma COVENIN 263:1978 “Método

de Ensayo para determinar el Peso Unitario del Agregado”).

En cuanto a la durabilidad los ensayos son:

CAPÍTULO II

21

a) Determinación de Cloruros y Sulfatos en las arenas (Norma COVENIN

261:1977 “Método de Ensayo Cualitativo para determinar Cloruros y Sulfatos

en Arenas").

b) Impurezas orgánicas en la arena (Norma COVENIN 256:1977 “Método de

Ensayo para la determinación Cualitativa de Impurezas Orgánicas en Arenas

para Concreto (Ensayo colorimétrico)").

c) Partículas más finas que el tamiz N° 200 (Norma COVENIN 258:1977

“Método de Ensayo para la determinación por lavado del contenido de

materiales más finos que el cedazo N° 200 en Agregados Minerales").

Agua de mezclado:

Es imprescindible en varias etapas de la elaboración del concreto, mezclado,

fraguado y curado. El agua de mezclado ocupa normalmente entre el 15% y el 20% del

volumen del concreto fresco y, conjuntamente con el cemento forma un producto

coherente, pastoso y manejable que lubrica y soporta los agregados, acomodable en los

moldes. Simultáneamente esta agua reacciona químicamente con el cemento,

hidratándolo y produciendo el fraguado en su acepción más amplia, desde su estado

plástico inicial, pasando por el endurecimiento, hasta el desarrollo de su resistencia a

largo plazo.

La importancia de estudiar uno de los principales componentes del concreto, es

decir el agua radica en que pueda contener, impurezas orgánicas, azucares, ácidos,

metería vegetal y aceites que impidan o retarden la hidratación o afecten las

propiedades del concreto. Como regla general, básica y sencilla se define como agua

óptima para una mezcla de concreto aquella apta para el consumo humano, es decir,

agua potable (Gonzales, 2008).

Aglomerante:

Se denomina así a los materiales que al hidratarse se vuelven pastosos, se

solidifican y adquieren rigidez. Son utilizados como medio de unión o ligazón entre

dos materiales, formando una pasta llamada mortero (Gonzales, 2008).

CAPÍTULO II

22

Cemento:

La Norma COVENIN 483:1992 “Cementos y sus Constituyentes.

Definiciones”, lo define como “Un material pulverizado que por adición de una

cantidad conveniente de agua, forma una pasta conglomerante capaz de endurecer bajo

en el agua o en el aire.

Cemento Portland:

Según la Norma COVENIN 483:1992 “Cementos y sus Constituyentes.

Definiciones”, “Es el producto obtenido por la pulverización del Clinker Portland el

cual consiste esencialmente en silicato de calcio hidráulico con la adición de agua y/o

sulfato de calcio". Los cementos Portland pertenecen al grupo de los aglomerantes

hidráulicos, llamados así, debido a que comienzan a reaccionar químicamente en

presencia de agua, esto origina productos hidratados, mediante estas reacciones se van

adquiriendo propiedades como la resistencia y durabilidad”.

De acuerdo a la publicación del artículo "Fabricación y requisitos exigidos al

cemento portland" por López (2012); en la fabricación, las materias primas son piedras

calizas y arcillas. En un principio se buscaron canteras de piedras calizas arcillosas,

que contengan entre un 20% y 40% de arcillas. En la actualidad se explotan por

separado calizas y arcillas, mezcladas luego en la proporción adecuada. Las sucesivas

etapas de la fabricación comienzan por la mezcla y molienda de las materias primas;

ambos procesos se cumplen conjuntamente dentro del molino de bolas, que es un gran

tambor horizontal giratorio dentro del cual hay bolas metálicas. Los choques, durante

su rotación, pulverizan las materias primas, convertidas en pasta cruda. Se puede

trabajar de dos maneras: por vía seca, en la que la mezcla y molienda se efectúan con

las materias primas solamente, o por vía húmeda, en la que se mezcla y muele en

presencia de agua.

De los molinos de bolas, la pasta cruda pasa a los hornos rotatorios continuos,

semejantes a los de cal viva, pero de 200 metros de longitud y 10 metros de diámetro.

El tubo tiene su chapa interiormente revestida de ladrillos refractarios. Giran

lentamente a una revolución por minuto. Debido a la pendiente, la pasta cruda

CAPÍTULO II

23

desciende del extremo superior al inferior. Un quemador, de fuel-oil y aire primario a

presión, o bien de gas natural, genera una larga llama, cuya temperatura se eleva a

1500°C. Primero se deseca la pasta cruda, después los carbonatos se calcinan y por

último reaccionan los distintos óxidos. El producto obtenido, llamado Clinker, es

negro, duro y granulado, cae caliente dentro de un sistema enfriador; por ejemplo, otro

cilindro rotatorio por el que circula aire frío a contracorriente. El aire así calentado

actúa como aire secundario en la combustión. Los hornos de cemento funcionan

ininterrumpidamente con rendimientos de varios miles de toneladas diarias de Clinker.

El Clinker se estaciona un mínimo de 15 a 30 días, luego se muele finalmente

en el molino de bolas. Durante la molienda se incorpora un 3% de yeso crudo, este

aditivo regula el tiempo de fraguado. El cemento portland no enyesado fragua

velozmente (a los 5 minutos de empastado con agua endurece), en cambio cuando

contiene yeso, se inicia el fraguado en un tiempo mayor (a los 45 minutos de agregada

el agua). El cemento molido se conserva dentro de enormes silos, protegido de la

humedad del ambiente.

El Clinker Portland se encuentra constituido por componentes principales y

secundarios, los primeros son conocidos así por encontrarse en mayor cantidad, y los

secundarios se encuentra en menores proporciones que los anteriores. Los

componentes principales son: los silicatos tricálcicos 3CaOSio2, Silicato bicálcico

2CaSiO2, Aluminato tricálcico 3CaOAl2O3 y el ferrito aluminato tetracálcico

4CaOAl2O3Fe2O3. Los componentes secundarios son cal libre CaO, oxido de

magnesio MgO, Álcalis K2O+Na2O y trióxido de azufre SO3.

De todos los componentes del Clinker los silicatos se encuentran en mayores

proporciones y están directamente relacionados con la resistencia que adquiere el

cemento al endurecer. El silicato tricálcico (C3S), es el componente responsable de

dispensar altas resistencias iníciales al cemento. El calor de hidratación que genera es

elevado. El silicato bicálcico (C2S), confiere bajas resistencias en los primeros días,

progresivamente las desarrolla hasta alcanzar al silicato tricálcico, esta reacción genera

un moderado calor de hidratación. El aluminato tricálcico (C3A), en presencia de los

silicatos aporta al desarrollo de altas resistencias iníciales. Este compuesto se hidrata

CAPÍTULO II

24

rápidamente al entrar al contacto con el agua lo que eleva en gran medida el calor de

hidratación. El ferrito aluminato tetracálcico (C4AF), favorece al desarrollo de las

resistencias del cemento, y es de gran importancia en el proceso de fundición del

Clinker.

Los componentes secundarios que forman el Clinker no dejan de tener

importancia, ya que estos poseen efectos colaterales adversos al cemento. Entre los

cuales se tiene, la Cal libre (CaS), cuando esta cal se hidrata se expande y en muchos

casos puede generar fisuras en los morteros o concretos. Oxido de magnesio (MgO), la

hidratación es un poco menos expansivo que la de la Cal libre pero se encuentra en

gran proporción en el Clinker. Álcalis (K2O+Na2O), influye negativamente en cuanto

a la durabilidad en los morteros o concretos elaborados, al combinarse con la sílice

hidratada producen compuestos muy expansivos, afectando la adherencia de los

agregados a la pasta, además de esto, pueden llegar a producir eflorescencia, aumentar

la retracción hidráulica, acelerar el fraguado, entre otros. Trióxido de azufre (SO3),

estos se encuentran en mayor cantidad en el cemento que en el Clinker, debido a la

incorporación de yeso como regulador de fraguado. Estos compuestos también

generan severos problemas de expansión por la acción de los sulfatos, por lo que su

presencia debe ser restringida.

De acuerdo a la composición del Clinker, se pueden efectuar algunas

variaciones, generando cementos con características propias del compuesto que se

encuentra en mayor proporción, de esta forma se establece la siguiente clasificación

para los cementos portland:

a) Cemento Portland Tipo I: De uso general y muy extendido. Más elevado el

porcentaje de C3S que el de C2S.

b) Cemento Portland Tipo II: Resistente a sulfatos y de bajo calor de hidratación.

Moderado contenido de C3A, en igual proporción que el tipo I los C3S y C2S.

c) Cemento Portland Tipo III: Altas resistencias iníciales y alto calor de

hidratación. Alto porcentaje en C3S y en C3A, bajo en C2S.

CAPÍTULO II

25

d) Cemento Portland Tipo IV: Muy bajo calor de hidratación. Su contenido de

C3S es bajo y alto en C2S.

e) Cemento Portland Tipo V: Muy alta resistencia a los sulfatos. El contenido de

C3A es inferior al 5%.

Cementos Adicionados:

De acuerdo a la Norma COVENIN 483:1992 “Cementos y sus Constituyentes.

Definiciones”, "Es el producto obtenido de la pulverización conjunta del Clinker

portland y otros materiales, con la adición de agua y sulfato de calcio. El contenido de

otros materiales como caliza, cenizas volantes, puzolanas u otras puede ser mayor de

5% del peso total".

Igualmente que los cementos Portland es frecuente el uso de cementos basados

en Clinker Portland y una proporción de otro material que, aun no teniendo

propiedades aglomerantes por sí mismo, las desarrollan cuando se mezclan con el

Portland. Estos cementos resultan en cuanto a calidad, similares al Portland hasta

cierto límite de material añadido, en las especificaciones normativas, estos cementos

tienen las mismas exigencias, se emplea sin restricciones para concretos estructurales

y, a los efectos prácticos, se consideran como Portland. Pero el material adicionado

aporta al cemento mixto, características que merecen tomarse en cuenta. En tales

casos, resultan nuevos tipos de cementos, los que se denominan, Cementos

Adicionados.

Cemento Portland Tipo CPCA1:

De acuerdo a la Norma COVENIN 3134:1994 “Cemento Portland con

Adiciones”, se define como: "... aquel cuyo contenido de caliza u otro material

calcáreo es menor o igual al 15% de su peso total".

Cementos Portland-Escoria:

Es la mezcla íntima y uniforme de cemento Portland y escoria siderúrgica,

básica, granulada, vitrificada y finamente molida. Para que una escoria pueda ser

CAPÍTULO II

26

adicionada al cemento esta debe poseer principalmente cal, aluminio y de fácil

vitrificación.

Los cementos de escorias o siderúrgicos como también se les llama, dependen

de tres elementos básicos para poder realizar las reacciones de hidratación, estos son:

cal, yeso y Clinker. Dichas reacciones se producen de forma dividida, mas no aislada,

en una primera fase reaccionan el Clinker y la escoria y en la segunda lo hacen la

escoria y el yeso.Castellar y Loizaga(2010).

Cemento con adición de Caliza o materiales calcáreos:

Es el producto obtenido de la pulverización conjunta de Clinker Portland y

caliza o materiales calcáreos, con la adición de agua y sulfato de calcio, para ser

usados en la producción de concretos y morteros que requieren características tales

como: estabilidad, durabilidad, plasticidad, adherencia y capacidad de retención de

agua.Dichos cementos se subdividen en 2 tipos, de acuerdo con el porcentaje de en el

mismo, teniéndose el Tipo CPCA1 con un porcentaje de material calcáreo inferior al

15% del peso total y el Tipo CPCA2, con un porcentaje del peso total entre el 15% y

el 30%.Castellar y Loizaga(2010).

Morteros:

Es la mezcla constituida por material aglomerante y agua, con o sin agregados,

dosificada de manera de producir una consistencia que se pueda colocar sin

segregación de los componentes.Castellar y Loizaga(2010).

Concreto Fresco:

El concreto fresco lo podemos denominar como el estado donde el material se

encuentra fluido, es decir, es el periodo desde que se comienza el mezclado hasta el

inicio del endurecimiento de la mezcla.

Durante este periodo la mezcla presenta diversas propiedades que interesan y

pueden llegar a ser críticas, no solo para el manejo, transporte y colocación de la

misma sino que nos permite conocer de forma anticipada del comportamiento del

CAPÍTULO II

27

material al alcanzar su estado endurecido. El detectar algún comportamiento

inadecuado del concreto en estado fresco es una señal de que se obtendrá un concreto

de baja calidad lo cual es indeseable.

En el momento del vaciado, toda mezcla de concreto debe presentar una

trabajabilidad adecuada, lo que permite una buena colocación para así evitar futuras

fallas en la estructura. Dicha trabajabilidad está directamente relacionada con un

diseño adecuado y una buena calidad de los materiales que la componen, como lo son,

agregados, agua y cemento. Atendiendo a esto, las características del concreto fresco

que demandan especial interés serían su fluidez, compactibilidad y estabilidad a la

segregación. Se entiende por fluidez o trabajabilidad el grado de movilidad de la

mezcla; la compactibilidad sería la manera en como la mezcla se ajusta al encofrado

bajo vibración y la estabilidad a la segregación se refiere a la capacidad de la mezcla

de mantenerse homogénea, evitando que sus componentes pesados (piedra) se separen

de los livianos (polvo, cemento, agua y aire). La importancia de dichas propiedades

radica en que definen características de facilidad de uso y colocación a la hora de

trabajar con la mezcla.Castellar y Loizaga(2010).

La trabajabilidad o fluidez del concreto en estado fresco se puede medir por

medio de un ensayo conocido como Cono de Abrams establecido en la Norma

COVENIN 339:1994 “Concreto. Método para la medición del Asentamiento con el

Cono de Abrams”, el cual consiste en colocar una muestra de concreto fresco dentro

de un cono truncado hueco metálico de dimensiones establecidas y luego se procede a

retirar el molde y tomar la medida del asentamiento que se produce. Dicho método no

representa con exactitud el comportamiento real del concreto fresco al ser vaciado

debido a que este involucra como esfuerzo actuante solamente la gravedad, mientras

que en la realidad la mezcla está sometida a golpes y vibraciones, sin embargo, brinda

una idea practica y bastante aproximada de la trabajabilidad de la mezcla.

Una característica importante de la mezcla de concreto fresco es el contenido

de agua, el cual resulta difícil de medir debido a que varía dependiendo de la

humedad del agregado, aportando agua cuando se encuentra muy húmedo o por el

contrario, absorbiéndola cuando está seco; sin embargo, los métodos de ensayo ya

CAPÍTULO II

28

mencionados, dan una medida indirecta del contenido de agua en la mezcla. Tal

característica es importante debido a que el contenido de agua debe ser adecuado, al

ser muy poco, no se garantiza que reaccione todas las partículas de cemento, mientras

que si es alto, se presentan diversos problemas, siendo el más importante el fenómeno

de Retracción. La Retracción se puede definir como una reducción del volumen del

material durante el fraguado, debido a la evaporación del agua en exceso, es decir, el

agua que no reacciona con las partículas de cemento.

Relación agua/cemento (a/c):

La relación agua/cemento (a/c) constituye un parámetro importante de la

composición del concreto, tiene influencia sobre la resistencia, la durabilidad y la

retracción del mismo, también determina la estructura interna de la pasta de concreto

endurecido. Es el cociente entre las cantidades de agua y de cemento existentes en el

concreto fresco, se calcula dividiendo la masa del agua entre la del cemento

contenidas en un volumen dado de concreto. La expresión es:

𝐑 =𝐚

𝐜

Donde:

R: Relación agua/cemento

a: Masa del agua del concreto fresco

c: Masa del cemento del concreto

La relación a/c crece cuando aumenta la cantidad de agua y decrece cuando

aumenta el contenido de cemento. La importancia de dicha relación fue descubierta

hace sesenta (60) años por Duff A. Abrams especialista de EE. UU. después de haber

estudiado un gran número de concretos de diferentes composiciones, anunció la ley

que expresa que con un agregado dado, la resistencia depende sólo de la relación a/c

del concreto fresco. Este descubrimiento ha provocado desarrollos importantes puesto

que otras propiedades de gran valor del concreto, también dependen de la relación

a/c. La relación agua/cemento. (Feb. 2013)

CAPÍTULO II

29

Relación agua/cementante (a/ct)

Posee la misma definición de la relación agua/cemento, con la diferencia que

en la ecuación, el cemento está representado por el cementante, que se define de la

siguiente manera:

Cementante = Aglomerante (Cemento) + Adición (Caliza)

Es un caso particular de la relación a/c ya que en el cemento adicionado

Portland Tipo CPCA1, se debe tomar en cuenta que este está compuesto por un 85%

de cemento y un 15% de caliza en su presentación de 42,5Kg, por lo que el

cementante se define como:

ct = 85% Cemento + 15% Caliza

Por lo tanto la cantidad de cemento a usar en la mezcla para este caso

particular, se obtiene mediante la siguiente expresión:

ct = 0,85Cemento = 0,85c

Quedando así:

R =a

ct → R =

a

0,85c → 𝐜 =

𝐚

𝟎, 𝟖𝟓𝐑

Donde:

R: Relación agua/cementante

a: Masa del agua del concreto fresco

ct: Masa del cementante (Cemento + Adición)

c: Masa del cemento del concreto

Los cementantes que se utilizan para la fabricación del concreto son

hidráulicos, es decir, fraguan y endurecen al reaccionar químicamente con el agua,

aún estando inmersos en ella, característica que los distingue de los cementantes

aéreos que solamente fraguan y endurecen en contacto con el aire. Los principales

cementantes hidráulicos son las cales y cementos hidráulicos, algunas escorias y

ciertos materiales con propiedades puzolánicas. De acuerdo con el grado de poder

CAPÍTULO II

30

cementante y los requerimientos específicos de las aplicaciones, estos cementantes

pueden utilizarse en forma individual o combinados entre sí. Al referirse

específicamente al concreto convencional, como se emplea en la construcción,

resultan excluidas las cales hidráulicas, por lo cual solo procede considerar los

cementos, las escorias, los materiales puzolánicos y sus respectivas combinaciones.

Por otra parte, bajo la denominación genérica de cementos hidráulicos existen

diversas clases de cemento con diferente composición y propiedades, en cuya

elaboración intervienen normalmente las materias primas. Concreto hidráulico.(Ene.

2013).

Método ACI (diseño de mezcla):

Es un procedimiento que se utiliza para encontrar la dosificación de

materiales en una mezcla de concreto deseada, las siglas ACI vienen de América

Concrete Institute, considera diez (10) pasos para el proporcionamiento de mezclas

de concreto normal, incluidos el ajuste por humedad de los agregados y la corrección

a las mezclas de prueba, dichos pasos son:

1º.- El primer paso contempla la selección del slump (Asentamiento), cuando

este no se especifica el informe del ACI incluye una tabla en la que se recomiendan

diferentes valores de slump de acuerdo con el tipo de construcción que se requiera.

Los valores son aplicables cuando se emplea el vibrado para compactar el concreto,

en caso contrario dichos valores deben ser incrementados en dos y medio centímetros.

2°.- Se determina la resistencia promedio necesaria para el diseño; la cual está

en función al f’c, la desviación estándar, el coeficiente de variación. Los cuales son

indicadores estadísticos que permiten tener una información cercana de la experiencia

del constructor. Cabe resaltar también que existen criterios propuestos por el ACI

para determinar el f’cr.

3º.- La elección del tamaño máximo del agregado, se debe considerar la

separación de los costados de la cimbra, el espesor de la losa y el espacio libre entre

varillas individuales o paquetes de ellas. Por consideraciones económicas es

preferible el mayor tamaño disponible, siempre y cuando se utilice una trabajabilidad

CAPÍTULO II

31

adecuada y el procedimiento de compactación permite que el concreto sea colado sin

cavidades o huecos. La cantidad de agua que se requiere para producir un

determinado slump depende del tamaño máximo, de la forma y granulometría de los

agregados, la temperatura del concreto, la cantidad de aire incluido y el uso de

aditivos químicos.

4º.- ACI presenta una tabla con los contenidos de agua recomendables en

función del slump requerido y el tamaño máximo del agregado, considerando

concreto sin y con aire incluido.

5º.- Como quinto paso, el ACI proporciona una tabla con los valores de la

relación agua/cemento de acuerdo con la resistencia a la compresión a los 28 días que

se requiera, por supuesto la resistencia promedio seleccionada debe exceder la

resistencia especificada con un margen suficiente para mantener dentro de los límites

especificados las pruebas con valores bajos. En una segunda tabla aparecen los

valores de la relación agua/cemento para casos de exposición severa.

6º.- El contenido de cemento se calcula con la cantidad de agua, determinada

en el paso cuatro, y la relación agua cemento, obtenida en el paso cinco; cuando se

requiera un contenido mínimo de cemento o los requisitos de durabilidad lo

especifiquen, la mezcla se deberá basar en un criterio que conduzca a una cantidad

mayor de cemento.

7º.- Para el séptimo paso del procedimiento, el ACI maneja una tabla con el

volumen del agregado grueso por volumen unitario de concreto, los valores dependen

del tamaño máximo nominal de la grava y del módulo de finura de la arena. El

volumen de agregado se muestra en metros cúbicos con base en varillado en seco

para un metro cúbico de concreto, el volumen se convierte a peso seco del agregado

grueso requerido en un metro cúbico de concreto, multiplicándolo por el peso

volumétrico de varillado en seco.

8º.- Hasta el paso anterior se tienen estimados todos los componentes del

concreto, excepto el agregado fino, cuya cantidad se calcula por diferencia. Para este

octavo paso, es posible emplear cualquiera de los dos procedimientos siguientes: por

peso o por volumen absoluto.

CAPÍTULO II

32

9º.- El noveno paso consiste en ajustar las mezclas por humedad de los

agregados, el agua que se añade a la mezcla se debe reducir en cantidad igual a la

humedad libre contribuida por el agregado, es decir, humedad total menos absorción.

10º.- El último paso se refiere a los ajustes a las mezclas de prueba, en las que

se debe verificar el peso volumétrico del concreto, su contenido de aire, la

trabajabilidad apropiada mediante el slump y la ausencia de segregación y sangrado,

así como las propiedades de acabado. Para correcciones por diferencias en el slump,

en el contenido de aire o en el peso unitario del concreto el informe ACI proporciona

una serie de recomendaciones que ajustan la mezcla de prueba hasta lograr las

propiedades especificadas en el concreto.Diseño de mezclas de concreto, método ACI.

(Ene. 2013).

CAPÍTULO III

33

CAPITULO III

MARCO METODOLÓGICO

TIPO DE INVESTIGACIÓN

La presente investigación es de naturaleza descriptiva y se enmarca en un

trabajo de campo. Al respecto, Sampiere (2003), refiere que los estudios

descriptivos buscan especificar las propiedades importantes de personas, grupos,

comunidades o cualquier otro fenómeno que sea sometido a análisis. En cuanto

a la investigación de campo, el Manual para la Elaboración del Trabajo Conducente

a Grado Académico de Especialización, Maestría y Doctorado, de la Universidad

Centroccidental "Lisandro Alvarado"(2002), la define como:

"Se entenderá por investigación de campo la aplicación del método

científico en el tratamiento de un sistema de variables y sus relaciones, las

cuales conducen a conclusiones y al enriquecimiento de un campo del

conocimiento o disciplina inherente a la especialidad, con la

sustentación de los experimentos y observaciones realizadas." (p.63)

POBLACIÓN Y MUESTRA

Según Arias (2006) se entiende por población a "…el conjunto finito o

infinito de elementos con características comunes, para los cuales serán extensivas

las conclusiones de la investigación.

Esta queda limitada por el problema y por los objetivos del estudio" (p.81).

Tomando en consideración dicha definición, se concluye que la población en la

presente investigación, está conformada por la elaboración de mezclas de concreto con

CAPÍTULO III

34

cemento Portland CPCA1, las cuales van a ser evaluadas para obtener una serie

de resultados. Para Hernández, Fernández y Baptista (2006), la muestra es "…un

subgrupo de la población de interés (sobre el cual se recolectarán datos, y que tiene

que definirse y delimitarse de antemano con precisión), este deberá ser

representativo de la población." (p. 236).

En esta investigación se diseñaron cuatro grupos de mezcla, donde dos

de ellas se denominaron mezcla 1 (M1) y las restantes se denominaron mezcla

2 (M2). La mezcla 1 se diseñó con relación agua/cemento mientras que en la

mezcla 2, relación agua/cementante, de 0,45 y 0,60 en ambas.

Para ello, se elaboraron nueve probetas cilíndricas, nueve cubicas, seis

probetas de cuatro pulgadas (4”) de diámetro y una viga, por cada grupo,

Luego estas fueron sometidas a ensayos tanto en estado fresco, como en estado

endurecido (Dependiendo de cada caso).

En total, se realizaron 36 cilindros, 36 cubos, 24 probetas y 4 vigas

como se observa en la siguiente tabla:

Tabla Nº1. Muestreo por mezcla.

Mezcla Cilindros Cubos Tortas (4”) Vigas

M1 α =0,45 9 9 6 1

M1 α =0,60 9 9 6 1

M2 α =0,45 9 9 6 1

M2 α =0,60 9 9 6 1

∑ 36 36 24 4

Fuente: Propia 2014.

DISEÑO DE LA MEZCLA

El concreto elaborado en la presente investigación, fue diseñado a través del

método ACI (American Concrete Institute), por ser una metodología internacional

que permite ser comparado con otros métodos de diferentes autores.

CAPÍTULO III

35

Para tal fin, se consideraron ocho pasos para determinar la dosificación de los

materiales para cada una de las mezclas. Los pasos seguidos son los siguientes:

1. Selección del asentamiento:

El método ACI nos ilustra la siguiente tabla, con valores de asentamientos

recomendados según el elemento a construir. Se consideró un asentamiento

igual a 8cm (3”), que concierne a elementos como zapatas, muros, presentes

en viviendas y otras estructuras, temática del planteamiento del problema.

Tabla Nº2. Asentamientos recomendados.

Asentamientos Recomendados

Tipo de

construcción

Asentamiento

máximo (cm)

Asentamiento

mínimo (cm)

Fundaciones Armadas, muros

y zapatas sin armar 8 2

Zapatas, cajones

sumergibles y muros 8 2

Vigas y muros

armados 10 2

Columnas 10 2

Losas y Pavimentos 8 2

Concreto masivo 8 2

Fuente: ACI 211-91.

2. Selección del tamaño máximo del agregado:

El tamaño máximo nominal (T.M) del agregado grueso fue de 2.54cm (1”), el

cual se obtuvo de la caracterización de los agregados grueso y fino, ilustrado

en la Tabla N°3.

Tabla N°3. Propiedades de los Agregados grueso y Fino.

Agregado Grueso Agregado Fino

Peso específico 2,65 Peso específico 2,70

% Absorción 0,89 % Absorción 1,63

% Más fino

Cedazo Nº200 0,44

% Más fino

Cedazo Nº200 10,21

CAPÍTULO III

36

Peso unitario

suelto (PUS)

(Kg/m3)

1340,28

Peso unitario

suelto (PUS)

(Kg/m3)

1634,95

Peso unitario

compacto (PUC)

(Kg/m3)

1451,39

Peso unitario

compacto (PUC)

(Kg/m3)

1600

% Desgaste 37,24 Módulo de

Finura 3,44

Tamaño

Máximo 1” - -

Impurezas

Orgánicas No hay

Impurezas

Orgánicas No hay

Cloruros y

Sulfatos No hay

Cloruros y

Sulfatos No hay

Fuente: TEG. Mujica, Greys (2012).

3. Estimación del agua de mezclado y del contenido del aire:

En el diseño de las mezclas se consideró un concreto sin contenido de aire.

Tomando el asentamiento y el tamaño máximo nominal obtenido de los pasos

anteriores, y usando la tabla Nº4, se determinó la cantidad de agua y de aire.

Tabla Nº4. Agua de mezclado (Aproximada).

Asentamiento

(cm)

Agua (Kg/m3 de concreto) para tamaño máximo

indicado (mm)

10 12,5 20 25 50 70 150

Concreto sin aire incorporado

3 a 5 205 200 185 180 160 155 145 125

8 a 10 225 215 200 195 175 170 160 140

15 a 18 240 230 210 205 185 180 170 -

% aprox. de

aire atrapado. 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0,3 0,2

Fuente: ACI 211-91

Por lo tanto:

Agua = 195 Kg/m3 %Aire = 1,5

CAPÍTULO III

37

4. Estimación de la relación agua/cemento (a/c):

El presente paso ya está planteado en los objetivos de la investigación. Dichas

relaciones agua/cemento y agua/cementante a utilizar en el diseño de las

mezclas se muestra de la siguiente manera:

Mezcla 1 – α (a/c) = 0,45

CPCA 1

Mezcla 2 – α (a/c) = 0,60

Mezcla 3 – α (a/ct) = 0,45

85% CPCA 1

Mezcla 4 – α (a/ct) = 0,60

Con dichas relaciones, se estimó las respectivas resistencias a la compresión

para cada mezcla haciendo uso de la tabla Nº5 mostrada a continuación:

Tabla Nº5. Resistencia a la compresión y relación agua/cemento.

Resistencia a

la compresión

(Kg/cm2) a los

28 días

Relación

agua/cemento

(En peso). Sin aire

incorporado

Relación

agua/cemento

(En peso). Con aire

incorporado

450 0,38 -

400 0,43 -

350 0,48 0,40

300 0,55 0,46

250 0,62 0,53

200 0,70 0,61

150 0,80 0,71

Fuente: ACI 211-91

Interpolando:

Mezcla 1 – α (a/c) = 0,45 Rc = 380 Kg/cm2

Mezcla 2 – α (a/c) = 0,60 Rc = 265 Kg/cm2

Mezcla 3 – α (a/0,85c) = 0,45 Rc = 380 Kg/cm2

Mezcla 4 – α (a/0,85c) = 0,60 Rc = 265 Kg/cm2

CAPÍTULO III

38

5. Estimación del contenido de cemento (c):

Teniendo esas relaciones, resistencias a la compresión y conociendo la

cantidad de agua a utilizar en la mezcla, se determinó la cantidad de cemento

mediante la siguiente ecuación:

Mezcla 1 – α (a/c) = 0,45 = 195/c

Mezcla 2 – α (a/c) = 0,60 = 195/c

Mezcla 3 – α (a/ct) = 0,45 = 195/0,85c

Mezcla 4 – α (a/ct) = 0,60 = 195/0,85c

6. Estimación del contenido del agregado grueso:

De la caracterización de los agregados (Tabla N°3), se extrajo el peso unitario

compacto (V) = 1451,39 Kg/m3, un módulo de finura igual a 3,44 y el tamaño

máximo de 1”. Con esos valores y haciendo uso de la tabla Nº6, se determinó

el valor del volumen unitario del concreto (PUCgrueso).

Tabla Nº6. Volumen de agregado grueso para un volumen unitario de concreto.

Tamaño Máx.

del agregado

Volumen de agregado por m3 de concreto para

diferentes módulos de finura

mm pulg 2,40 2,60 2,80 3,00 3,44

10 3/8 0,50 0,48 0,46 0,44

12,5 1/2 0,59 0,57 0,55 0,53

20 3/4 0,66 0,64 0,62 0,60

25 1 0,71 0,69 0,67 0,65 0,61

40 1 ½ 0,76 0,74 0,72 0,70

50 2 0,78 0,76 0,74 0,72

70 3 0,81 0,79 0,77 0,75

150 6 0,87 0,85 0,83 0,81

Fuente: ACI 211-91

Extrapolando:

Vg = 0,61m3

CAPÍTULO III

39

Se determinó el volumen del agregado de cada mezcla mediante la siguiente

ecuación:

G = Vg x PUCgrueso

7. Estimación del contenido del agregado fino:

El método ACI ofrece dos métodos para determinar el volumen del agregado

fino (F), el método volumétrico y el gravimétrico. En el diseño de la presente

investigación, se tomó en cuenta el método volumétrico, el cual consiste en la

siguiente ecuación:

1𝑚3 =𝑎

1000+

𝐶

(𝐺𝑐)(1000)+

%𝐴

100+

𝐺

(𝐺𝑔)(1000)+

𝐹

(𝐺𝑓)(1000)

Donde:

Agua (a) = 195 Kg/m3

Porcentaje aire atrapado (%A) = 1,5%

Peso específico del concreto (Gc) = 3,15 Kg/m3

Peso específico del agregado grueso (Gg) = 2,65 Kg/m3

Peso específico del agregado fino (Gf) = 2,70 Kg/m3

8. Corrección Higroscópica o por humedad de los agregados:

En el peso de los agregados que se usaron en la elaboración de las

mezclas de concreto, se tomaron en cuenta los parámetros de humedad (H) y

absorción (Abs) de los agregados, con el fin de determinar si los agregados

aportan o absorben agua de la mezcla. El procedimiento a seguir se basa en

tres alternativas posibles, las cuales son:

a) Que la diferencia entre la humedad (H) de los agregados y la

absorción (Abs) de los mismos, de un valor positivo (H-Abs>0).

b) Que la diferencia entre la humedad (H) de los agregados y la

absorción (Abs) de los mismos, de un valor negativo (H-Abs<0).

CAPÍTULO III

40

c) Que la diferencia entre la humedad (H) de los agregados y la

absorción (Abs) de los mismos, de igual a cero (H-Abs=0).

El método ACI establece una serie de relaciones para cada alternativa,

en este trabajo se presentó el caso b), el cual da un valor negativo y por lo

tanto, los agregados absorben agua de la mezcla, entonces, se debe corregir el

agua de mezclado utilizando las relaciones siguientes:

Agua de mezclado = a + Agua absorbida por los agregados

Agua absorbida por los agregados = Peso saturado con superficie seca

- Peso seco

Peso saturado con superficie seca = Peso seco(1+Abs/100)

Peso del agregado = Peso saturado con superficie

seca(1+H/100)/(1+Abs/100)

Cabe destacar que los valores de porcentaje de absorción (Abs) de los

agregados son los correspondientes a la caracterización de los materiales (Tabla Nº3)

y los valores de porcentaje de humedad (H), fueron obtenidos de manera

experimental en el laboratorio de suelo de Decanato de Ingeniería Civil de la UCLA.

Dichos valores se presentan en la siguiente tabla:

Tabla Nº7. Porcentajes de humedad y de absorción de los agregados.

Agr. fino Agr. grueso

%H 1,09 0,81

%Abs 1,63 0,89


A continuación se presenta el material a utilizar, el equipo de ensayo y el

procedimiento para los objetivos planteados:

CAPÍTULO III

41

Materiales utilizados:

- Cemento:

El cemento usado en el diseño de las mezclas fue el Portland Tipo CPCA 1 de

la empresa Andino, el cual es un cemento adicionado que está conformado por un

contenido de relleno mineral (Caliza) en un porcentaje menor o igual al 15% del peso

total.

- Agregado grueso y fino:

Para el diseño de la mezcla, se usó agregado grueso y fino perteneciente al

Decanato de Ingeniería Civil, los cuales fueron caracterizados por la tesista Greys

Mujica (2012) en su trabajo especial de grado, determinando que las propiedades

obtenidas (% porosidad, % absorción capilar, impureza orgánica, granulometría, peso

específico, peso unitario suelto y compacto, módulo de finura, cloruros) cumplieron

los rangos recomendados por las diversas Normas COVENIN, mencionadas en la

página 18 del presente proyecto. Las propiedades de los agregados se reflejan en la

Tabla Nº3, anteriormente mostrada.

- Agua:

El agua de mezclado usada para dicho diseño fue la brindada por el Decanto

de Ingeniería Civil, la misma cumple los requisitos establecidos en la norma

venezolana COVENIN 2385:2000 “Agua de mezclado para concretos y morteros.

Especificaciones”.

Equipo de ensayo:

- Mezcladora mecánica de eje variable (Trompo).

- Herramientas Menores (Barra compactadora de acero, palas, baldes, llanas

metálicas, cucharas, envasadores, cucharones y guantes de goma).

- Cono de Abrams.

- Moldes cilíndricos metálicos (Conchas).

- Moldes cúbicos metálicos.

- Cilindro graduado de 1000ml.

- Máquina de ensayo a compresión (Prensa universal).

CAPÍTULO III

42

- Perforadora tubular.

- Esclerómetro Schmidt.

- Dispositivo de Ultrasonido.

- Balanza Hidrostática.

- Aparato de penetración Proctor con sus diversas agujas.

Procedimiento:

- Elaboración de la mezcla de concreto:

Ya obtenidas las respectivas cantidades de agregado fino, grueso, cemento y

de agua a utilizar en cada mezcla por medio del método ACI, se pesó cada material,

haciendo uso de la balanza hidrostática (Ver Figura Nº1), para tener las cantidades

exactas que se requiere en el diseño de cada mezcla. La cantidad de agua se obtuvo

mediante el uso del cilindro graduado de 1000ml.

Figura Nº1. Proceso de pesado para la dosificación de cada mezcla.


Después de obtenidos las cantidades de cada material, se prosiguió con el

mezclado a través de la adición de los materiales mencionados en la mezcladora

mecánica (Trompo, Figura Nº2) según lo establecido en la norma COVENIN

354:2001. Esta fue previamente limpiada y humedecida. La adición de los materiales

se realizó en el siguiente orden: se introduce la mitad del agua calculada, luego los

agregados (Grueso y fino), después el cemento, y al final la otra mitad de la cantidad

CAPÍTULO III

43

de agua restante (Figura Nº3). Se dejó mezclar por tres minutos, hasta que la mezcla

fuera completamente uniforme.

Figura Nº2. Mezcladora Mecánica (Trompo).


Figura Nº3. Adición del agua y del cemento en la maquina mezcladora.


Luego Finalizado este proceso, se realizaron los ensayos a la mezcla de

concreto en estado fresco que se detallan a continuación:

CAPÍTULO III

44

Ensayos en estado Fresco:

1. Asentamiento

La medida del asentamiento de la mezcla se realizó por medio del cono de

Abrams (Procedimiento establecido en la norma COVENIN 339:2003 “Concreto.

Método para la medición del Asentamiento con el cono de Abrams”) con el objetivo

de determinar la consistencia de la mezcla, lo cual es una medida de la fluidez o

movilidad relativa de la mezcla de concreto.

Ya bien uniforme la mezcla, se procedió a verter parte de ella en una carretilla

previamente limpiada y humedecida, siguiendo los estatutos de la norma COVENIN

344:2002 (Para la toma de muestras). Luego se tomó el molde metálico troncocónico

(Cono de Abrams) de dimensiones normalizadas sobre una plancha metálica para el

apoyo horizontal, ambos limpios y humedecidos. Después se situó sobre las

pisaderas que posee dicho molde, de manera de evitar movimientos que puedan a

afectar el ensayo.

Figura Nº4. Medición con una cinta métrica del asentamiento.


Realizado eso, se vació la mezcla en el cono, a cada tercio (1/3) de la altura

del molde, aplicando veinticinco (25) golpes, mediante el uso de la barra

compactadora por cada capa. Ya llenado el molde, se enrazó la cara superior,

eliminando los restos derramados en la zona adyacente. Seguidamente se procedió a

CAPÍTULO III

45

levantar verticalmente el molde lentamente, en un periodo de 5 a 12 segundos, hasta

liberar la mezcla. Luego se colocó el molde de un lado y con ayuda de la barra

compactadora y una cinta métrica se midió la diferencia de altura entre ambas, la

cual sería el asentamiento de la mezcla (Ver Figura Nº4). Esa medida se aproxima a

decimales múltiplo de 5.

2. Tiempo de fraguado (Resistencia a la penetración)

La determinación del tiempo de fraguado se realizó utilizando el método

establecido en la norma COVENIN 352:1979 “Método de ensayo para determinar el

tiempo de fraguado de mezcla de concreto por resistencia a la penetración”, el cual

tiene como objetivo determinar los tiempos de fraguado inicial y final de la mezcla

de concreto, por medio de un ensayo de velocidad de endurecimiento realizado

mediante agujas que miden la resistencia a la penetración en dicha mezcla,

evidenciándose así el cambio de estado fluido a estado endurecido, a través del

tiempo transcurrido entre una medición y otra.

Figura Nº5. Cerniendo la mezcla de concreto para obtener mortero.


Se tomó una muestra representativa de la mezcla, donde se extrajo todo el

mortero posible, haciéndola pasar por el cedazo 4,76mm (#4), sobre una superficie

no absorbente (Ver Figura Nº5). El mortero resultante se fue vertiendo en tres moldes

metálicos cilíndricos, llenándolos hasta 1cm por debajo del tope del molde (Ver

CAPÍTULO III

46

Figura Nº6). Luego se compactó por medio de la barra compactadora, aplicando cada

golpe en cada 5cm2 de la superficie del tope del mortero. Luego se almacenaron los

moldes a un sitio donde se mantuvieron a una temperatura deseada de ensayo, y

protegiéndolas del sol. Para evitar la evaporación excesiva de la humedad se

mantienen las probetas cubiertas con un material adecuado (Saco, tapa impermeable,

etc.).

El equipo utilizado para este ensayo, fue el aparato de penetración Proctor

(Figura Nº7), que posee seis agujas removibles de distinto diámetro (1”, ½”, ¼”,

1/10”, 1/20”, 1/40”). Cada vástago de la aguja debe tener una marca periférica, a una

distancia de 2,5cm por encima de la superficie de carga. Este ensayo tiene la

finalidad de obtener la resistencia a la penetración (Kg/cm2), en el momento que la

aguja respectiva, penetre la superficie del mortero 2,5cm (Marca periférica), en un

periodo no mayor a 10 segundos. El mismo empieza con la aguja de mayor diámetro

hasta la de menor diámetro. Los sitios de penetración deben estar mínimos a 1cm de

separación entre uno y otro para evitar lecturas erróneas.

Figura Nº6. Probetas de mortero de la Figura Nº7. Aparato de penetración

mezcla. Proctor.


Los ensayos de penetración se realizaron a intervalos de una hora, por ser una

mezcla normal (Fraguado normal), realizando el ensayo inicial después de 2 a 3

horas, después de almacenada las probetas. A continuación y ½ hora antes de realizar

CAPÍTULO III

47

el primer ensayo de penetración, se extrajo el agua de exudación de las superficies de

las probetas de mortero, por medio de una pipeta o un instrumento adecuado. Para

facilitar la extracción del agua de exudación, se inclina las probetas cuidadosamente

hasta un ángulo de 12º con la horizontal, colocando un taco debajo de uno de sus

lados, dos minutos antes de extraer el agua de exudación. Luego se procedió a

realizar las penetraciones al mortero hasta que el ofreciera una resistencia a la

penetración de 280Kg/cm2 (Ver Figura Nº8). Luego se graficaron los valores de

resistencia a la penetración versus los intervalos de tiempo, en donde el tiempo

inicial de fraguado será aquel en donde se alcance una resistencia de 35Kg/cm2 y el

tiempo final cuando la resistencia fuera de 280Kg/cm2.

Figura Nº8. Realizando penetración al mortero.


Elaboración de las probetas:

La elaboración de las probetas cilíndricas, se realizó utilizando los

procedimientos establecidos en la Norma COVENIN 338:2002, de esta manera los

moldes fueron limpiados y debidamente engrasados antes de ser utilizados (Ver

Figura Nº9). En los mismos fue vaciada y colocada la mezcla de concreto a cada

tercio (1/3) de la altura del molde aplicando 25 golpes usando la barra lisa

CAPÍTULO III

48

compactadora a cada capa. Luego se enrazó la cara superior de la mezcla con el

molde.

Para las probetas cúbicas de 5.08cm (2”) de lado, siguiendo los estatutos que

establece la norma COVENIN 484:76. Se limpiaron y engrasaron los moldes. El

concreto se vació a cada un cuarto (1/4) de los moldes aplicando 32 golpes a cada

capa. Luego del llenado, se enrazó la cara superior de la superficie de la mezcla con

el molde (Ver Figura Nº10).

Para las vigas de 15x15x60cm de dimensión, se limpió y engraso el molde

metálico, luego se vació la mezcla en dos capas, cada una con la mitad del molde

como altura. Después se compacto cada capa con el uso de la barra compactadora, y

se enrazó la superficie de la mezcla con el molde (Ver Figura Nº10).

Figura Nº9. Engrasado de los moldes (Izq.). Mezcla vaciada en las probetas

cilíndricas y tortas (Der.).


Para las probetas cilíndricas (Tortas) de 4” de diámetro y 5cm de altura

aproximadamente, se realizó el mismo proceso de limpieza y engrasado de los

moldes, luego la mezcla de concreto se vació a cada mitad de la altura del molde, y

se compactó cada capa con 25 golpes con la barra compactadora. Al terminar se

enraza la superficie de la mezcla con el molde.

CAPÍTULO III

49

Figura Nº10. Mezcla vaciada en las probetas cubicas y en el molde de viga.


Al término de las 24 horas, todas las muestras fueron retiradas del molde para

luego ser introducidas a la piscina de curado y estuvieron en esas condiciones por 28

días (Ver Figura Nº11). Este proceso de curado, tiene el objetivo de proteger el

desarrollo de la hidratación de todas las muestras, evitando la pérdida parcial de agua

de reacción por efecto de la evaporación superficial. Todo este proceso fue realizado

acorde a lo establecido en la norma COVENIN 338:02.

Figura Nº11. Curado de probetas.


CAPÍTULO III

50

Ensayos en estado endurecido

1. Ensayo de Esclerometria

La norma COVENIN 1609:80, contiene las especificaciones de este ensayo.

El objetivo del mismo es determinar la dureza superficial del concreto y se

fundamenta en el rechazo que experimenta la superficie, donde es medido en una

escala anexa del esclerómetro (Índice esclerométrico). Las muestras a someterse a

este ensayo son los cilindros, y la viga.

En cada cilindro, el ensayo se realizó en la cara transversal superior como

inferior. Este se colocó en la prensa universal, de forma acostada (Figura Nº10), y se

le aplicó una precarga equivalente al 5% de su resistencia de diseño, con la función

de fijarlo durante el ensayo. Se tomaron 10 lecturas en cada cara con el esclerómetro

ya que el procedimiento recomienda al menos 20 lecturas por área de estudio.

Figura Nº12. Probeta lista para ensayo de esclerometría (Izq.). Ensayo de

esclerometría (Der.).


En la viga, este ensayo se realizó antes de la extracción de los núcleos

(Coredrills). Esta se dividió en tres partes iguales. En estas, se tomaron 10 lecturas en

CAPÍTULO III

51

cada cara, definidas como la cara trasversal superior e inferior del núcleo que fue

extraído.

Teniendo las 20 lecturas de todas las muestras, se calculó las medias de las

lecturas y sus respectivos coeficientes de variación, determinando así sus límites de

variación (Media +/- coeficiente de variación). Se eliminaron aquellas lecturas que

estuvieron fuera de los límites de variación.

El esclerómetro que se usó fue proporcionado por el laboratorio de Química

del Decanato de Ingeniería Civil de la UCLA, el cual es un esclerómetro tipo “lápiz”,

manual, marca Controls, modelo 58-C0181/N y los índices esclerometricos que se

presentan a continuación fueron los usados para la determinación del valor de

resistencia superficial en la probetas ensayadas, provenientes del manual de usuario

de dicho esclerómetro:

Figura Nº13. Índices esclerometricos. Fig.11a: Resistencia en MPa, Fig.11b:

Resistencia en Kgf/cm2 y Fig.11c: Resistencia en psi. (Esclerómetro Controls 58-

C0181/N).

Fuente: Manual esclerómetro (Controls 58C0181N).

CAPÍTULO III

52

Del manual de usuario del instrumento, también se usaron las gráficas

referentes al ángulo de inclinación con respecto al plano de aplicación del

esclerómetro, ya que, en el caso de los cilindros, el esclerómetro se colocó en un

ángulo de cero grados (0º) y para la viga, se colocó en un ángulo de noventa grados

negativos (-90º); esto influye en la interpretación de los resultados del ensayo, debido

a que el efecto de la gravedad tiene influencia en el funcionamiento del esclerómetro,

dependiendo entonces del ángulo de aplicación, la lectura en el índice esclerométrico

se efectuará en una de las líneas interceptoras correspondiente al ángulo aplicado, a

continuación se presenta una imagen (Figura Nº12) del manual de usuario del

instrumento donde se aprecia lo anteriormente definido:

Figura Nº14. Lectura en el índice esclerométrico en función al ángulo de aplicación

(Esclerómetro Controls 58-C0181/N).

Fuente: Manual esclerómetro (Controls 58C0181N).

CAPÍTULO III

53

2. Ensayo de Ultrasonido

El ensayo de ultrasonido tiene como finalidad conocer básicamente la

homogeneidad y calidad del concreto, mediante la velocidad de propagación de

impulsos ultrasónicos.

El mismo fue aplicado a las mismas muestras del ensayo anterior, siguiendo

los lineamientos que establecen la norma COVENIN 1681:80 “Método de ensayo

para determinar la velocidad de propagación de ondas en el concreto” y la norma

COVENIN 1976:83 “Evaluación de los ensayos de resistencia del concreto”. El

dispositivo de ultrasonido (Figura Nº15) posee dos terminales. Cada terminal es

previamente lubricada con vaselina antes de cada medición. Luego se coloca el

terminal emisor sobre la superficie de la cara transversal y el terminal receptor, en la

cara opuesta (Ver Figura Nº16). El aparato envía un impulso ultrasónico de una

terminal hacia la otra, atravesando toda la probeta de concreto. Se tomaron tres

lecturas por cada muestra, una central, izquierda y derecha. La velocidad de

propagación se determina en base a la siguiente ecuación:

V =L

t

Donde:

V: Velocidad de Propagación de la Onda (mts/microseg).

L= Base de medición (mts).

t = Tiempo de paso de la onda, (microseg).

En la siguiente tabla se muestra la relación entre la velocidad de propagación

y la calidad del concreto estudiado:

Tabla Nº8. Relación Velocidad Vs Calidad.

Velocidad (mts/microseg) Calidad del Concreto

> 4500 Excelente

3600 – 4500 Bueno

3000 – 3600 Aceptable

2100 – 3000 Malo

<2100 Muy Malo

Fuente: Patología y Terapéutica del Concreto Armado (1994).

CAPÍTULO III

54

Figura Nº15. Dispositivo de Ultrasonido. Figura Nº16. Ensayo de Ultrasonido.


3. Ensayo de Porosidad

El ensayo para determinar el porcentaje de porosidad, está establecido en el

Manual DURAR CYTED 1998 y tiene como objetivo determinar el porcentaje de

volúmenes vacíos aparente en la probeta de concreto. El ensayo consistió en

sumergir las probetas de 4” de diámetro en agua durante 24 horas mínimo. Luego se

retiraron del agua, para obtener su peso con ayuda de la balanza hidrostática,

determinando el peso saturado de las mismas (Ver Figura Nº17). Después se

sumergieron en agua nuevamente en donde se determinó el peso sumergido de todas

dentro del agua (Ver Figura Nº18). Finalmente las probetas se extrajeron y se

introdujeron en un horno a 105ºC por 24 horas (Ver Figura Nº19), de manera de

eliminar toda humedad contenida en ellas, para luego extraerlas y registrar su peso

seco. La porosidad se expresó en porcentaje mediante la siguiente ecuación:

𝐏𝐨𝐫𝐨𝐬𝐢𝐝𝐚𝐝(%) = Peso Saturado−Peso(105ºC)

Peso Saturado−Peso Sumergido (Ec – 1)

Para la evaluación del porcentaje de porosidad, se usaron los siguientes

rangos provenientes del Manual DURAR CYTED 1998:

CAPÍTULO III

55

Tabla Nº9. Calidad del concreto dependiendo del porcentaje de porosidad.

Rango de porcentaje Calidad del concreto

≤10% Buena calidad

10% - 15% Moderada calidad

>15% Durabilidad inadecuada

Fuente: Manual DURAR CYTED 1998

Figura Nº17. Peso Saturado de probeta. Figura Nº18. Peso Sumergido de probeta.

Fuente: Propia 2014

Figura Nº19. Introduciendo probetas en el horno.


CAPÍTULO III

56

4. Resistencia a compresión (Rcc)

Después del debido curado de las muestras, se extrajeron las mismas de la

piscina de curado. Posteriormente, se procedió a realizar los ensayos a compresión

con el objetivo de determinar la resistencia a la compresión de las probetas

cilíndricas, de acuerdo a la norma COVENIN 338:02, de las probetas cúbicas con el

uso de la norma COVENIN 484:1976 y de los tres núcleos cilíndricos (Coredrills)

extraídos de la viga (Figura Nº21), cumpliendo los requisitos establecidos por la

norma COVENIN 345:80, mediante el uso de una perforadora tubular (Figura Nº20).

Estos núcleos, antes de haberlos sometido a el ensayo, se les colocó una capa de yeso

en cada cara para que al aplicarle la carga en la prensa, ésta fuera uniforme en toda

ella (Figura Nº22) y evitar errores de lectura.

Cada probeta, tanto cilíndrica, cúbica y núcleo, fue enumerada, se tomó sus

dimensiones y se determinó su respectivo peso. Después se colocó cada una en la

prensa universal, la cual aplicó una carga de compresión a una velocidad constante,

hasta que la probeta fallara por rotura, registrando la resistencia alcanzada (Ver

Figura Nº23 y 24).

En los núcleos (CoreDrills), se le aplicó el factor de corrección de resistencia,

para así obtener el valor más preciso posible de la resistencia a la compresión como

lo estipula la norma COVENIN 345:80, interpolando en la siguiente tabla:

Tabla Nº10. Factores de corrección de la resistencia a compresión.

Relación de la longitud (L) al diámetro

(D)

L/D

Factor de corrección de la

resistencia

2,00 1,00

1,75 0,99

1,50 0,97

1,25 0,94

1,00 0,91

Fuente: Norma COVENIN 345:1980.

CAPÍTULO III

57

La norma COVENIN 1976:2003 (Concreto. Evaluación y métodos de

ensayo), establece como criterios de aceptación, para los cilindros, los siguientes

términos, los cuales deben cumplirse en simultáneo:

a) La medida de resistencia entre tres (3) ensayos de compresión consecutivos

debe ser mayor a la resistencia de diseño (F’c).

b) La resistencia de cada ensayo de compresión debe ser mayor a la resistencia

de diseño menos 35Kgf/cm2.

La norma ACI 318:1977 (Requisitos de reglamento para concreto

estructural), establece como criterios de aceptación, para los núcleos (Coredrills), los

siguientes términos que deben cumplirse en simultáneo:

a) Ningún núcleo individual tendrá una resistencia inferior a tres cuartos de la

resistencia de diseño (0,75f’c).

b) El promedio de resistencia de los tres núcleos no será inferior a 0,85f’c.

Figura Nº 20. Perforador tubular. Figura Nº21. Viga perforada.


CAPÍTULO III

58

Figura Nº22. Colocando capa de yeso en sus caras a los núcleos.


La resistencia a la compresión es el cociente de la carga máxima aplicada por

la prensa universal para producir la rotura de la probeta, entre el área de la sección

media de la misma, tal como se refleja en la siguiente ecuación:

𝑹𝒄𝒓 =𝑷

𝑨

Donde:

Rcr: Resistencia a la compresión (Kg/cm2 o N/m2).

P: Carga de compresión final.

A: Área transversal de la probeta.

Figura Nº23. Ensayo de probeta en la prensa (Izq.). Rotura de la probeta (Der.).


CAPÍTULO III

59

Figura Nº24. Ensayo de compresión al núcleo (Izq.) y al cubo (Der.)


CAPÍTULO IV

60

CAPÍTULO IV

ANALISIS Y RESULTADOS

Esta investigación se basó en la caracterización físico-mecánica de mezclas

de concreto elaboradas con cemento adicionado CPCA1, mediante ensayos

realizados en el laboratorio del Decanato de Ingeniería Civil de la UCLA. Dichos

ensayos arrojaron los resultados que se reflejan en el presente capitulo.

Diseño de las mezclas de concreto

Como se mencionó anteriormente, se realizaron cuatro grupos de mezclas,

dos de ellas denominadas mezcla 1 (M1) y las restantes mezcla 2 (M2), las M1 se

elaboraron con relaciones agua/cemento (0,45 y 0,60) y las M2 con relaciones

agua/cementante (0,45 y 0,60); quedando definidas de la siguiente manera:

M1-0,45 (Agua/cemento = 0,45).

M1-0,60 (Agua/cemento = 0,60).

M2-0,45 (Agua/cementante = 0,45).

M2-0,60 (Agua/cementante = 0,60).

Ya definido cada grupo de mezcla, se procedió al cálculo de las

dosificaciones, siguiendo los pasos del método ACI, descritos en el capítulo pasado,

obteniendo las cantidades exactas de los materiales a utilizar en cada mezcla (Ver

Anexo 1). La dosificación de los materiales de cada mezcla se detalla a continuación:

CAPÍTULO IV

61

Tabla Nº11. Dosificación de materiales en cada una de las mezclas.

Mezcla Relación

a/c Para 1m3ó 1000L Para 84,10L

M1

(A/Ccpca1)

0,45

Agua (L) 223,44 Agua (L) 18,79

Cemento (Kg) 433,33 Cemento (Kg) 36,44

Ag. fino (Kg) 869,13 Ag. fino (Kg) 73,09

Ag. grueso (Kg) 894,76 Ag. grueso (Kg) 75,25

0,60

Agua (L) 224,96 Agua (L) 18,92




M2

(A/Ct)

0,45

Agua (L) 222,38 Agua (L) 18,71




0,60

Agua (L) 224,16 Agua (L) 18,86




Fuente: Propia 2014

Se puede apreciar en la tabla anterior que el contenido de cemento varía en

las mezclas con relación 0,45 con respecto a las de 0,60, debido a que mientras la

relación sea menor, esta cantidad será mayor, y su contenido de agua será menor.

También podemos observar que los dos grupos pertenecientes a la mezcla 2, poseen

mayor cantidad de cemento que los de la mezcla 1, esto es a causa de que en la

mezcla 2, el cementante estuvo representado por el 85% del cemento CPCA1, por lo

tanto se requiere más cemento que en la mezcla 1, para alcanzar la resistencia de

diseño, impuesta para ambas.

En total, se utilizó la cantidad de materiales mostradas en la siguiente tabla:

CAPÍTULO IV

62

Tabla Nº12. Total de cantidad de materiales utilizados.

Material Total

Agua (L) 75,28

Cemento Kg) 138,81

Ag. fino (Kg) 298,42

Ag. Grueso (Kg) 301,00


Caracterización del concreto

Ensayos realizados al concreto en estado fresco

Método para la medición del asentamiento con el cono de Abrams (Norma

COVENIN 339:2003)

Posteriormente, luego de haber realizado cada una de las cuatro (4) mezclas

de concreto en el trompo mezclador, se llevó a cabo el ensayo de cono de Abrams a

cada una de ellas, llegándose a los siguientes resultados:

Tabla Nº13. Medidas de Asentamiento por cada mezcla.

Mezcla

Asentamiento

esperado

Asentamiento

obtenido

pulgadas cm pulgadas cm

M1 (a/c = 0,45) 3,1 8,0 3,2 8,5

M1 (a/c = 0,60) 3,1 8,0 3,1 8,0 M2 (a/ct = 0,45) 3,1 8,0 3,1 8,0 M2 (a/ct = 0,60) 3,1 8,0 3,5 9,0


Con los resultados de los ensayos, se observó que todas las mezclas

presentaron una trabajabilidad adecuada ya que los asentamientos obtenidos

estuvieron dentro de la tolerancia permitida de 3” ± 1” (8cm ± 2,54cm), cumpliendo

con lo que en principio se estimó en el diseño de las mezclas por el método ACI.

CAPÍTULO IV

63

Método de ensayo para determinar el tiempo de fraguado de mezclas de

concreto por resistencia a la penetración (Norma COVENIN 352:79)

Paralelamente al llenado de las probetas, se recolecto el mortero, pasando

parte de la mezcla por el tamiz #4. En el objetivo de este ensayo, solo se evaluó el

tiempo inicial de fraguado, debido a la limitante antes mencionada, que fue la falta de

tiempo para que la mezcla alcanzara una resistencia de 280Kg/cm2, por consiguiente

no fraguaron y no se determinó el tiempo final de fraguado para cada una.

A continuación, se presentarán los resultados del ensayo obtenidos para cada

grupo de mezcla:

M1-0,45

Tabla Nº14. Valores obtenidos en los diferentes lapsos de tiempo del ensayo de

tiempo de fraguado para M1-0,45.

Hora Aguja

(in2)

Aguja

(cm2)

Fuerza

(lbf)

Fuerza

(Kgf)

Rp

(Kgf/cm2)

3:00 PM 1 6,4516

4,00 1,81 0,28

3:30 PM 28,00 12,70 1,97

4:00 PM 1/2 3,2258

18,00 8,16 2,53

4:30 PM 42,00 19,05 5,90

5:00 PM 1/4 1,6129

60,00 27,21 16,87

5:30 PM 74,00 33,56 20,81

6:00 PM 1/10 0,64516

60,00 27,21 42,18

6:30 PM 100,00 45,35 70,29

7:00 PM 1/20 0,32258

60,00 27,21 84,35

7:30 PM 110,00 49,89 154,65

8:00 PM 1/40 0,16129

68,00 30,84 191,20

8:30 PM 78,00 35,37 219,32


En la tabla Nº15 se puede observar que en el ensayo de fraguado en la mezcla

M1-0,45 no terminó de fraguar por completo, debido a que no se alcanzó la

resistencia estipulada por la norma para terminar dicho ensayo, que es de 280Kg/cm2.

CAPÍTULO IV

64

Grafica Nº1. Resistencia a la penetración para M1-0,45.


En la gráfica anterior se observa que el tiempo fraguado inicial, que es el

tiempo en el cual alcanzo 35Kg/cm2, fue de 2 horas y 53 minutos después de haber

comenzado el ensayo.

M2-0,45



Hora Aguja

(in2)

Aguja

(cm2)

Fuerza

(lbf)

Fuerza

(Kgf)

Rp

(Kgf/cm2)

3:00 PM 1 6,4516

10,00 4,54 0,70

3:30 PM 28,00 12,70 1,97

4:00 PM 1/2 3,2258

22,00 9,98 3,09

4:30 PM 42,00 19,05 5,90

5:00 PM 1/4 1,6129

52,00 23,58 14,62

5:30 PM 92,00 41,72 25,87

6:00 PM 1/10 0,64516

64,00 29,02 44,99

6:30 PM 127,00 57,60 89,27

7:00 PM 1/20 0,32258 104,00 47,17 146,21

0,28 1,97 2,53 5,9016,87 20,81

42,18

70,2984,35

154,65

191,20

219,32

0,00

35,00

70,00

105,00

140,00

175,00

210,00

245,00

280,00

1 1/2 1/4 1/10 1/20 1/40

3:00:00 3:30:00 4:00:00 4:30:00 5:00:00 5:30:00 6:00:00 6:30:00 7:00:00 7:30:00 8:00:00 8:30:00

Kgf/cm2

Aguja (in2)Hora

Resistencia a la Penetración (Rp)Mezcla Nº1 α=0,45

CAPÍTULO IV

65

7:30 PM 118,00 53,51 165,90

8:00 PM 1/40 0,16129

66,00 29,93 185,58

8:30 PM 92,00 41,72 258,69


En la tabla Nº16 se puede detallar que en el ensayo de fraguado en la mezcla

M2-0,45 no terminó de fraguar por completo como en la anterior, debido a que no se

alcanzó la resistencia estipulada por la norma, que es de 280Kg/cm2.



En la gráfica Nº2 se observa que el tiempo de fraguado inicial, se alcanzó

después de las 2 horas y 46 minutos después de haber comenzado el ensayo.

M2-0,60



Hora Aguja

(in2)

Aguja

(cm2)

Fuerza

(lbf)

Fuerza

(Kgf)

Rp

(Kgf/cm2)

3:00 PM 1 6,4516

4,00 1,81 0,28

3:30 PM 12,00 5,44 0,84

0,70 1,97 3,09 5,90 14,6225,87

44,99

89,27

146,21165,90

185,58

258,69

0,00

35,00

70,00

105,00

140,00

175,00

210,00

245,00

280,00

1 1/2 1/4 1/10 1/20 1/40

3:00:00 3:30:00 4:00:00 4:30:00 5:00:00 5:30:00 6:00:00 6:30:00 7:00:00 7:30:00 8:00:00 8:30:00

Kgf/cm2

Aguja (in2)Hora


CAPÍTULO IV

66

4:00 PM 1/2 3,2258

8,00 3,63 1,12

4:30 PM 44,00 19,95 6,19

5:00 PM 1/4 1,6129

42,00 19,05 11,81

5:30 PM 72,00 32,65 20,24

6:00 PM 1/10 0,64516

42,00 19,05 29,52

6:30 PM 80,00 36,28 56,24

7:00 PM 1/20 0,32258

64,00 29,02 89,98

7:30 PM 82,00 37,19 115,28

8:00 PM 1/40 0,16129

46,00 20,86 129,34

8:30 PM 62,00 28,12 174,33


En la tabla anterior se puede observar que en el ensayo de fraguado en la

mezcla M2-0,60 no terminó de fraguar por completo como en los casos anteriores.



En la gráfica Nº3 se observa que el fraguado inicial, se alcanzó después de las

3 horas y 08 minutos después de haber comenzado el ensayo.

0,28 0,84 1,12 6,19 11,81 20,24 29,52

56,24

89,98

115,28129,34

174,33

0,00

35,00

70,00

105,00

140,00

175,00

210,00

245,00

280,00

1 1/2 1/4 1/10 1/20 1/40

3:00:00 3:30:00 4:00:00 4:30:00 5:00:00 5:30:00 6:00:00 6:30:00 7:00:00 7:30:00 8:00:00 8:30:00

Kgf/cm2

Aguja (in2)Hora


CAPÍTULO IV

67

En lo general, al observar las últimas tres gráficas, se pudo apreciar que la

mezcla M2-0,45 fraguo inicialmente en un intervalo menor comparado con la mezcla

M1-0,45, y como se demostró en la dosificación de materiales por mezcla (Tabla

Nº12), se debe a que dicha mezcla posee mayor cantidad de cemento que la M1-0,45,

por la razón de que en las mezclas denominadas mezclas 2 (M2), se trabajó con la

relación agua/cementante, en donde el cementante está representado por el 85% del

cemento adicionado CPCA1, por lo tanto, necesitan más cantidad de cemento para

alcanzar la resistencia de diseño estipulada. La mezcla M2-0,60 al tener menor

cantidad de cemento que la M1-0,45, el tiempo de fraguado inicial fue mayor.

Ensayos realizados al concreto en estado endurecido

Ensayo para la determinación estimada de la dureza esclerométrica en la

superficie del concreto endurecido (Norma COVENIN 1609:1980)

Se prepararon las superficies de todas las probetas que fueron ensayadas con

la ayuda de una piedra abrasiva donde se removieron las irregularidades, para así

obtener medidas precisas y evitar errores de lectura. Luego de la recolección de los

datos, se efectuaron los cálculos para obtener la media y el coeficiente de variación

donde se determina los límites de variación (Rango de confiabilidad). Posteriormente

se comparó con cada una de las medidas obtenidas y así descartar aquellos valores

que se encontraban fuera de aquellos límites. Las probetas ensayadas fueron los

cilindros y las vigas (Antes de la extracción de los núcleos). A continuación se

presentan las tablas con los resultados obtenidos del ensayo de cada una de las

mezclas. Los valores resaltados con color rojo son aquellos que fueron descartados,

obteniéndose el valor definitivo o media confiable (M). Cabe destacar que este

ensayo fue aplicado para conocer un estimado de la dureza superficial de las probetas,

valor que no es determinante a la hora de concluir con respecto a la resistencia a

compresión del concreto endurecido, simplemente es un valor referencial de la dureza

superficial.

CAPÍTULO IV

68

M1-0,45:

En los cilindros, se obtuvieron las siguientes lecturas:

Tabla Nº17. Calculo de la media confiable (M), cilindros de M1-0,45.

Prob. Cara Lectura (Se descartan las celdas en rojo,

según el límite de variación) Media

Desv.

Estan.

(S)

Media ± S Media

confiable

(M)

1 Sup. 25 24 20 26 25 22 22 24 20 22 23,00 2,11 20,89 25,11 23,43

Inf. 18 24 22 24 24 23 18 20 21 24 21,80 2,44 19,36 24,24 22,75

2 Sup. 24 22 19 22 21 21 20 20 20 22 21,10 1,45 19,65 22,55 21,00

Inf. 21 23 21 22 21 22 22 21 21 21 21,50 0,71 20,79 22,21 21,33

3 Sup. 24 22 22 21 22 30 18 22 23 27 23,10 3,31 19,79 26,41 22,29

Inf. 24 23 24 19 23 23 20 20 20 22 21,80 1,87 19,93 23,67 21,57

4 Sup. 26 23 24 28 26 20 25 24 23 22 24,10 2,28 21,82 26,38 24,13

Inf. 24 21 23 25 24 20 25 23 22 28 23,50 2,27 21,23 25,77 23,71

5 Sup. 24 23 20 22 25 24 24 24 22 22 23,00 1,49 21,51 24,49 23,13

Inf. 21 23 23 18 20 19 25 20 21 20 21,00 2,11 18,89 23,11 20,56

6 Sup. 21 26 23 24 24 23 20 21 20 28 23,00 2,62 20,38 25,62 22,29

Inf. 24 20 21 20 20 21 21 22 22 24 21,50 1,51 19,99 23,01 20,88

7 Sup. 22 24 22 22 24 22 24 22 22 22 22,60 0,97 21,63 23,57 22,00

Inf. 20 20 20 20 20 20 20 20 19 19 19,80 0,42 19,38 20,22 20,00

8 Sup. 20 20 24 22 24 28 23 23 22 22 22,80 2,30 20,50 25,10 22,86

Inf. 24 20 20 21 23 20 21 20 18 21 20,80 1,69 19,11 22,49 20,43

9 Sup. 21 24 22 21 28 24 21 20 24 24 22,90 2,38 20,52 25,28 22,63

Inf. 22 20 20 23 24 24 20 23 21 20 21,70 1,70 20,00 23,40 21,13


De la Tabla Nº17 se observa que fueron eliminados las lecturas que se

encuentran fuera del rango de confiabilidad (lecturas en rojo) y se procedió a calcular

el valor promedio de la media confiable correspondiente a los cilindros de M1-0,45 el

cual tiene una magnitud de 21,92.

Para los cilindros, se aplicó el esclerómetro en un ángulo de cero grados (0º)

con respecto a un plano horizontal, por consiguiente se entra en el eje de las abscisas

del índice esclerométrico del instrumento con la media confiable (M), y se intercepta

con la curva central para obtener así el valor de resistencia media (Wm) en el eje de

las ordenadas izquierdo y el valor de la dispersión media (Δ) en el eje de las

CAPÍTULO IV

69

ordenadas derecho, como se explicó en el capítulo III (Página 52). Con dichos

valores, se procedió a encontrar un estimado de la magnitud de la dureza superficial

mínima y máxima de cada probeta utilizando las siguientes ecuaciones:

Wmin= Wm - Δ

Wmax= Wm + Δ

A continuación se muestra las resistencias medias probables, la dispersión

media y las resistencias mínima y máxima estimadas, obtenidas siguiendo los

estatutos explicados anteriormente:

Tabla Nº18. Magnitud de la resistencia mínima y máxima estimada, cilindros de M1-

0,45.

Media confiable

(M)

Resistencia media

probable (Wm)

(Kgf/cm2)

Dispersión

media (Δ)

(Kgf/cm2)

Wmin

(Kgf/cm2)

Wmax

(Kgf/cm2)

23,43 144,00 52,00 92,00 196,00

22,75 135,00 50,00 85,00 185,00

21,00 111,00 46,00 65,00 157,00

21,33 116,00 47,00 69,00 163,00

22,29 130,00 49,50 80,50 179,50

21,57 120,00 48,00 72,00 168,00

24,13 152,00 52,50 99,50 204,50

23,71 148,00 52,00 96,00 200,00

23,13 143,00 51,50 91,50 194,50

20,56 109,00 46,00 63,00 155,00

22,29 130,00 49,50 80,50 179,50

20,88 111,00 46,00 65,00 157,00

22,00 124,00 48,50 75,50 172,50

20,00 100,00 45,00 55,00 145,00

22,86 136,00 50,00 86,00 186,00

20,43 108,00 46,00 62,00 154,00

22,63 134,00 50,00 84,00 184,00

21,13 112,00 46,00 66,00 158,00


CAPÍTULO IV

70

De la Tabla Nº18 se toman los valores estimados de la dureza superficial

mínima y máxima de las probetas, y se procede a calcular el promedio estimado de la

resistencia superficial mínima y máxima de los cilindros de M1-0,45:



Wminprom (Kgf/cm2) 77,08

Wmaxprom (Kgf/cm2) 174,36


Se observa entonces que la dureza superficial estimada mínima de los

cilindros de M1-0,45 es de 77,08Kg/cm2 y la dureza superficial estimada máxima es

175,36Kg/cm2, valores netamente referenciales que servirán de objeto de referencia.

Para la viga, se aplicó el esclerómetro en un ángulo de noventa grados

negativos (-90º) con respecto a un plano horizontal. Se realizó la misma metodología

utilizada para los cilindros, pero se obtuvo el valor de la resistencia media

interceptando con la curva superior, correspondiente a -90º. Cabe recordar que la viga

se demarco en tres (3) secciones iguales, cuyas secciones fueron estudiadas por

separado y a cada una de ellas se le extrajo un núcleo para posteriormente realizarle el

ensayo de resistencia a la compresión. En la siguiente tabla se muestran los valores

obtenidos del esclerómetro con respecto a la viga:


Tramo Cara Lectura (Se descartan las celdas en

rojo, según el límite de variación) Media

Desv.

Estan.

(S)

Media ± S

Media

confiable

(M)

Izq. Sup. 20 18 20 21 19 19 20 20 22 22 20,10 1,29 18,81 21,39 19,86

Inf. 18 18 18 18 18 21 18 19 20 19 18,70 1,06 17,64 19,76 18,25

Cen. Sup. 21 18 20 22 21 21 22 22 21 22 21,00 1,25 19,75 22,25 21,33

Inf. 21 19 22 19 22 21 19 19 19 20 20,10 1,29 18,81 21,39 19,63

Der. Sup. 22 18 20 19 21 20 19 22 20 19 20,00 1,33 18,67 21,33 19,71

Inf. 18 19 20 19 18 20 20 19 20 20 19,30 0,82 18,48 20,12 19,63


CAPÍTULO IV

71



el valor promedio de la media confiable correspondiente a la viga de M1-0,45 el cual

tiene una magnitud de 19,74.

Para el cálculo de la resistencia mínima y máxima estimadas de cada sección

de la viga, se tienen los siguientes valores de la resistencia media (Wm) estimada y

dispersión media (Δ), extraídos del índice esclerométrico del instrumento:

Tabla Nº21. Magnitud de la resistencia mínima y máxima estimada, viga de M1-

0,45.

Media

confiable

(M)

Resistencia media

probable(Wm)

(Kgf/cm2)

Dispersión

media (Δ)

(Kgf/cm2)

Wmin

(Kgf/cm2)

Wmax

(Kgf/cm2)

19,86 138,00 50,00 88,00 188,00

18,25 130,00 48,00 82,00 178,00

21,33 160,00 54,00 106,00 214,00

19,63 137,00 50,00 87,00 187,00

19,71 138,00 50,00 88,00 188,00

19,63 137,00 50,00 87,00 187,00




resistencia superficial mínima y máxima de la viga de M1-0,45:

Tabla Nº22. Magnitud de la resistencia promedio mínima y máxima estimada, viga

de M1-0,45.




Se observa entonces que la dureza superficial estimada mínima de la viga de

M1-0,45 es de 89,67Kg/cm2 y la dureza superficial estimada máxima es

190,33Kg/cm2, valores netamente referenciales que servirán de objeto de referencia.

CAPÍTULO IV

72

Para cada una de las tres mezclas restantes se aplicó exactamente la misma

metodología y a continuación se muestran, de manera resumida, las tablas

correspondientes:

M1-0,60:

En los cilindros, se obtuvieron las siguientes medidas:




Desv.

Estan.

(S)

Media ± S Media

confiable

(M)

1 Sup. 22 20 20 24 20 18 20 20 22 18 20,40 1,84 18,56 22,24 20,57

Inf. 20 18 20 20 18 20 18 20 26 20 20,00 2,31 17,69 22,31 19,33

2 Sup. 22 20 22 20 22 21 20 21 26 22 21,60 1,78 19,82 23,38 21,11

Inf. 20 20 28 20 26 26 26 20 20 20 22,60 3,41 19,19 26,01 22,00

3 Sup. 22 22 28 22 34 22 20 22 26 28 24,60 4,33 20,27 28,93 23,56

Inf. 20 24 20 20 20 20 22 22 18 20 20,60 1,65 18,95 22,25 20,89

4 Sup. 20 18 22 22 22 20 24 26 24 26 22,40 2,63 19,77 25,03 22,00

Inf. 20 20 24 24 20 22 20 22 24 20 21,60 1,84 19,76 23,44 21,00

5 Sup. 18 18 14 18 18 18 16 17 16 17 17,00 1,33 15,67 18,33 17,33

Inf. 19 24 20 20 20 18 22 20 14 20 19,70 2,58 17,12 22,28 20,14

6 Sup. 22 20 21 20 26 20 26 17 18 19 20,90 3,03 17,87 23,93 20,00

Inf. 18 18 20 26 22 20 18 20 20 20 20,20 2,39 17,81 22,59 19,56

7 Sup. 24 25 21 24 28 22 22 20 20 22 22,80 2,49 20,31 25,29 22,22

Inf. 22 24 24 22 22 22 22 22 23 20 22,30 1,16 21,14 23,46 21,88

8 Sup. 18 18 16 18 18 16 18 16 16 14 16,80 1,40 15,40 18,20 17,11

Inf. 14 14 14 14 13 14 15 18 13 13 14,20 1,48 12,72 15,68 13,78

9 Sup. 24 26 24 26 24 24 23 23 27 28 24,90 1,73 23,17 26,63 24,25

Inf. 22 22 22 18 20 21 24 21 20 24 21,40 1,84 19,56 23,24 21,14






CAPÍTULO IV

73

Para la magnitud de la resistencia mínima y máxima estimada de cada

probeta:


0,60.

Media confiable

(M)

Resistencia media

probable (Wm)

(Kgf/cm2)

Dispersión

media (Δ)

(Kgf/cm2)

Wmin

(Kgf/cm2)

Wmax

(Kgf/cm2)

20,57 109,00 46,00 63,00 155,00

19,33 98,00 44,00 54,00 142,00

21,11 117,00 47,00 70,00 164,00

22,00 124,00 48,50 75,50 172,50

23,56 148,00 52,00 96,00 200,00

20,89 110,00 47,00 63,00 157,00

22,00 124,00 48,50 75,50 172,50

21,00 116,00 47,00 69,00 163,00

17,33 92,00 41,00 51,00 133,00

20,14 108,00 45,50 62,50 153,50

20,00 100,00 45,00 55,00 145,00

19,56 99,00 44,50 54,50 143,50

22,22 125,00 49,00 76,00 174,00

21,88 123,00 48,00 75,00 171,00

17,11 91,00 40,50 50,50 131,50

13,78 86,00 38,00 48,00 124,00

24,25 153,00 53,00 100,00 206,00

21,14 117,00 47,00 70,00 164,00





CAPÍTULO IV

74








159,63Kg/cm2.

Para la viga:


Tramo Cara Lectura (Se descartan las celdas en rojo,


Desv.

Estan.

(S)

Media ± S Media

confiable

(M)

Izq. Sup. 18 18 18 18 20 22 18 18 18 18 18,60 1,35 17,25 19,95 18,00

Inf. 18 18 18 18 18 20 20 20 19 18 18,70 0,95 17,75 19,65 18,14

Cen. Sup. 18 18 18 18 20 18 18 20 18 20 18,60 0,97 17,63 19,57 18,00

Inf. 18 18 18 20 18 19 18 20 18 19 18,60 0,84 17,76 19,44 18,25

Der. Sup. 18 19 18 22 18 16 20 20 20 22 19,30 1,89 17,41 21,19 19,00

Inf. 16 18 18 18 20 18 22 20 20 20 19,00 1,70 17,30 20,70 19,00







probeta:

CAPÍTULO IV

75


0,60.

Media

confiable

(M)

Resistencia media

probable (Wm)

(Kgf/cm2)

Dispersión

media (Δ)

(Kgf/cm2)

Wmin

(Kgf/cm2)

Wmax

(Kgf/cm2)

18,00 129,00 48,00 81,00 177,00

18,14 130,00 48,00 82,00 178,00

18,00 129,00 48,00 81,00 177,00

18,25 130,00 48,00 82,00 178,00

19,00 136,00 49,50 86,50 185,50

19,00 136,00 49,50 86,50 185,50






de M1-0,60.






180,17Kg/cm2.

M2-0,45



Prob. Cara Lectura (Se descartan las celdas en


Desv.

Estan.

(S) Media ± S

Media

confiable

(M)

1 Sup. 22 20 24 22 23 24 26 20 21 22 22,40 1,90 20,50 24,30 22,57

Inf. 22 23 22 20 26 20 24 22 22 22 22,30 1,77 20,53 24,07 22,43

CAPÍTULO IV

76

2 Sup. 30 26 26 26 25 28 24 24 24 24 25,70 2,00 23,70 27,70 24,88

Inf. 20 26 24 26 30 24 25 24 23 26 24,80 2,57 22,23 27,37 24,75

3 Sup. 32 26 28 29 27 29 24 30 29 22 27,60 2,95 24,65 30,55 27,75

Inf. 29 20 26 24 26 24 25 24 26 22 24,60 2,46 22,14 27,06 25,00

4 Sup. 28 25 23 27 30 25 32 24 26 26 26,60 2,76 23,84 29,36 25,86

Inf. 21 26 26 20 26 21 28 24 25 24 24,10 2,64 21,46 26,74 25,57

5 Sup. 28 25 23 27 30 25 32 24 26 26 26,60 2,76 23,84 29,36 25,86

Inf. 22 26 28 26 24 28 26 26 24 25 25,50 1,84 23,66 27,34 25,57

6 Sup. 25 26 26 27 27 30 27 28 27 30 27,30 1,64 25,66 28,94 26,86

Inf. 30 27 38 33 29 27 28 24 26 32 29,40 4,06 25,34 33,46 29,00

7 Sup. 24 24 28 26 28 20 28 27 26 24 25,50 2,55 22,95 28,05 26,11

Inf. 26 23 22 24 24 23 24 24 25 26 24,10 1,29 22,81 25,39 23,86

8 Sup. 22 24 26 26 22 25 24 22 22 30 24,30 2,58 21,72 26,88 23,67

Inf. 24 25 23 25 24 23 22 25 20 24 23,50 1,58 21,92 25,08 23,89

9 Sup. 25 24 24 24 25 23 27 24 26 28 25,00 1,56 23,44 26,56 24,57

Inf. 26 25 22 28 24 27 24 25 29 28 25,80 2,20 23,60 28,00 25,88







probeta:


0,45.

Media confiable

(M)

Resistencia media

probable (Wm)

(Kgf/cm2)

Dispersión

media (Δ)

(Kgf/cm2)

Wmin

(Kgf/cm2)

Wmax

(Kgf/cm2)

22,57 130,00 49,00 81,00 179,00

22,43 129,00 49,00 80,00 178,00

24,88 162,00 54,50 107,50 216,50

24,75 161,00 54,00 107,00 215,00

27,75 205,00 60,50 144,50 265,50

25,00 168,00 55,50 112,50 223,50

CAPÍTULO IV

77

25,86 178,00 56,00 122,00 234,00

25,57 175,00 56,00 119,00 231,00

25,86 178,00 56,00 122,00 234,00

25,57 175,00 56,00 119,00 231,00

26,86 190,00 58,50 131,50 248,50

29,00 224,00 61,20 162,80 285,20

26,11 183,00 57,50 125,50 240,50

23,86 150,00 52,00 98,00 202,00

23,67 149,00 51,50 97,50 200,50

23,89 150,00 52,00 98,00 202,00

24,57 160,00 54,00 106,00 214,00

25,88 178,00 56,00 122,00 234,00












224,12Kg/cm2.

Para la viga:


Tramo Cara Lectura (Se descartan las celdas en


Desv.

Estan.

(S)

Media ± S Media

confiable

(M)

Izq. Sup. 21 19 24 22 26 22 21 20 20 23 21,80 2,10 19,70 23,90 21,29

Inf. 20 20 20 21 20 22 20 21 22 22 20,80 0,92 19,88 21,72 20,29

CAPÍTULO IV

78

Cen. Sup. 18 18 20 26 24 23 23 22 22 23 21,90 2,56 19,34 24,46 22,43

Inf. 26 21 20 20 20 20 21 22 21 24 21,50 2,01 19,49 23,51 20,63

Der. Sup. 24 23 21 21 22 20 21 23 19 22 21,60 1,51 20,09 23,11 21,86

Inf. 20 20 20 22 22 20 20 20 20 22 20,60 0,97 19,63 21,57 20,00







probeta:


0,45.

Media

confiable

(M)

Resistencia media

probable (Wm)

(Kgf/cm2)

Dispersión

media (Δ)

(Kgf/cm2)

Wmin

(Kgf/cm2)

Wmax

(Kgf/cm2)

21,29 160,00 54,00 106,00 214,00

20,29 142,00 51,50 90,50 193,50

22,43 173,00 56,00 117,00 229,00

20,63 151,00 53,00 98,00 204,00

21,86 164,00 54,50 109,50 218,50

20,00 140,00 51,00 89,00 191,00






de M2-0,45.




CAPÍTULO IV

79



208,33Kg/cm2.

M2-0,60





Desv.

Estan.

(S)

Media ± S Media

confiable

(M)

1 Sup. 27 25 22 27 26 23 23 20 24 22 23,90 2,33 21,57 26,23 23,57

Inf. 22 22 22 18 22 23 20 20 20 20 20,90 1,52 19,38 22,42 21,00

2 Sup. 23 23 22 22 28 24 20 22 24 22 23,00 2,11 20,89 25,11 22,75

Inf. 22 20 20 24 20 20 24 20 22 22 21,40 1,65 19,75 23,05 20,75

3 Sup. 24 22 24 22 26 23 22 20 20 22 22,50 1,84 20,66 24,34 22,71

Inf. 20 20 22 22 18 22 22 20 20 22 20,80 1,40 19,40 22,20 21,11

4 Sup. 24 21 28 25 26 24 20 26 23 23 24,00 2,40 21,60 26,40 24,43

Inf. 20 18 24 24 24 26 22 24 24 22 22,80 2,35 20,45 25,15 23,43

5 Sup. 29 18 26 22 22 24 25 24 22 22 23,40 2,95 20,45 26,35 23,38

Inf. 20 18 21 20 24 20 18 20 20 20 20,10 1,66 18,44 21,76 20,14

6 Sup. 24 24 28 24 24 24 22 22 25 23 24,00 1,70 22,30 25,70 24,00

Inf. 19 20 20 20 22 18 23 19 22 22 20,50 1,65 18,85 22,15 20,50

7 Sup. 22 26 30 25 25 26 24 24 24 23 24,90 2,18 22,72 27,08 24,63

Inf. 25 23 20 21 23 21 18 20 20 22 21,30 2,00 19,30 23,30 21,25

8 Sup. 22 23 29 23 24 23 27 27 24 22 24,40 2,41 21,99 26,81 23,00

Inf. 25 22 18 22 20 19 22 20 20 26 21,40 2,55 18,85 23,95 20,71

9 Sup. 25 25 25 23 30 22 26 22 25 26 24,90 2,33 22,57 27,23 25,00

Inf. 25 25 22 28 20 22 20 22 22 24 23,00 2,49 20,51 25,49 23,14






CAPÍTULO IV

80


probeta:


0,60.

Media confiable

(M)

Resistencia media

probable (Wm)

(Kgf/cm2)

Dispersión

media (Δ)

(Kgf/cm2)

Wmin

(Kgf/cm2)

Wmax

(Kgf/cm2)

23,57 148,00 51,50 96,50 199,50

21,00 116,00 47,00 69,00 163,00

22,75 138,00 50,00 88,00 188,00

20,75 110,00 46,00 64,00 156,00

22,71 138,00 50,00 88,00 188,00

21,11 117,00 47,00 70,00 164,00

24,43 159,00 53,50 105,50 212,50

23,43 143,00 51,00 92,00 194,00

23,38 142,00 51,00 91,00 193,00

20,14 105,00 45,50 59,50 150,50

24,00 152,00 53,00 99,00 205,00

20,50 109,00 46,00 63,00 155,00

24,63 162,00 54,50 107,50 216,50

21,25 118,00 47,00 71,00 165,00

23,00 140,00 51,00 89,00 191,00

20,71 110,00 46,00 64,00 156,00

25,00 168,00 55,50 112,50 223,50

23,14 141,00 51,00 90,00 192,00





CAPÍTULO IV

81








184,03Kg/cm2.

Para la viga:


Tramo Cara Lectura (Se descartan las celdas en rojo,


Desv.

Estan.

(S) Media ± S

Media

confiable

(M)

Izq. Sup. 20 16 18 18 23 20 20 18 18 20 19,10 1,91 17,19 21,01 19,00

Inf. 18 16 16 14 18 18 18 20 18 16 17,20 1,69 15,51 18,89 17,25

Cen. Sup. 25 22 22 23 23 22 22 20 20 21 22,00 1,49 20,51 23,49 22,14

Inf. 18 16 20 16 18 20 16 16 16 18 17,40 1,65 15,75 19,05 16,75

Der. Sup. 22 20 20 20 20 18 20 19 21 20 20,00 1,05 18,95 21,05 20,00

Inf. 18 18 18 18 18 19 18 19 19 18 18,30 0,48 17,82 18,78 18,00







probeta:


0,60.

Media

confiable

(M)

Resistencia media

probable (Wm)

(Kgf/cm2)

Dispersión

media (Δ)

(Kgf/cm2)

Wmin

(Kgf/cm2)

Wmax

(Kgf/cm2)

19,00 136,00 49,50 86,50 185,50

CAPÍTULO IV

82

17,25 126,00 46,00 80,00 172,00

22,14 171,00 56,00 115,00 227,00

16,75 120,00 44,00 76,00 164,00

20,00 140,00 51,00 89,00 191,00

18,00 129,00 48,00 81,00 177,00






de M2-0,60.






186,08Kg/cm2.

A continuación se presentan las Gráficas Nº4 y Nº5 donde se expresan los

valores de dureza superficial estimada de los cilindros y vigas, respectivamente, de

las mezclas de concreto estudiadas; graficas que servirán de análisis referencial con

respecto a la resistencia superficial de las probetas:

CAPÍTULO IV

83

Grafica Nº4. Magnitud de la resistencia superficial promedio mínima y máxima

estimada, cilindros.


Comparando los cilindros de M1-0,45 y M2-0,45, se observa que se obtuvo

una resistencia estimada mayor en los cilindros de M2-0,45; debido a que en M2-0,45

la cuantía de cemento es mayor en comparación a M1-0,45; comparando también los

cilindros de M1-0,60 y M2-0,60 se observa el mismo detalle, ya que también existe

mayor cuantía de cemento en M2-0,60 que en M1-0,60.

Grafica Nº5. Magnitud de la resistencia superficial promedio mínima y máxima

estimada, vigas.


CAPÍTULO IV

84

Para las vigas se observa exactamente la misma correlación que para los

cilindros, debido a las mismas teorías que cumplen con los parámetros de que a

mayor cuantía de cemento, mayor será la resistencia y también que a menor relación

a/c, mayor será la resistencia.

De las Gráficas Nº4 y Nº5 se puede apreciar que de los resultados obtenidos

de la aplicación del ensayo de esclerometría en las distintas probetas de cada una de

las mezclas, se observó que los mayores valores de resistencia estimada fueron los

que presentaron la M2-0,45, en donde el máximo valor de resistencia estimada fue de

224,12Kgf/cm2 para los cilindros y 208,33Kgf/cm2 en la viga, seguidamente por la

M2-0,60 que presentó 184,03Kgf/cm2 en los cilindros y 186,08Kgf/cm2 en la viga,

luego sigue la mezcla M1-0,45 la cual presento un valor máximo de resistencia

estimada en los cilindros de 174,36Kgf/cm2 y 190,33Kgf/cm2 en la viga y finalmente

la M1-0,60 con valores de resistencia máxima estimada de 159,63Kgf/cm2 y

180,17Kgf/cm2 en los cilindros y viga respectivamente; todo esto debido a que en las

mezclas M2 se uso más cemento que en las mezclas M1, por consiguiente la

resistencia estimada cumple con la teoría de que a mayor cantidad de cemento, mayor

la resistencia de la mezcla. También cabe destacar que dentro de las mezclas M2, la

mayor resistencia estimada se obtuvo en M2-0,45, en comparación a M2-0,60,

presentándose la misma relación para las mezclas M1, cumpliendo también con la

teoría de que a menor la relación a/c, mayor será la resistencia.

Ensayo de ultrasonido (Norma COVENIN 1681:80)

Se realizó el ensayo de ultrasonido siguiendo el procedimiento detallado en el

capítulo III del presente trabajo y la norma COVENIN1681:80.

Cabe recordar que las muestras utilizadas en este ensayo fueron las probetas

cilíndricas y las vigas, de cada mezcla hecha. Los resultados que se obtuvieron

fueron los siguientes:

CAPÍTULO IV

85

M1 – 0,45

En cada probeta cilíndrica, se realizaron tres lecturas, una lectura central, una

a la derecha y otra a la izquierda. Luego se obtuvo la media de ellas, con la cual se

estima la calidad del concreto, haciendo uso de la tabla Nº8 (Página 53).

Tabla Nº41. Velocidad de Propagación Promedio y calidad del concreto en probetas

cilíndricas de M1 – 0,45.

Muestra Sección Lectura

(m/micro-seg) Promedio

(m/micro-seg) Calidad del

concreto

1

Izquierda 4010,00

4039,00 Bueno Centro 4037,00

Derecha 4070,00

2

Izquierda 4216,00

4428,67 Bueno Centro 4785,00

Derecha 4285,00

3

Izquierda 4606,00

4296,00 Bueno Centro 3941,00

Derecha 4341,00

4

Izquierda 3962,00

4082,67 Bueno Centro 3926,00

Derecha 4360,00

5

Izquierda 4347,00

4371,67 Bueno Centro 4504,00

Derecha 4264,00

6

Izquierda 3890,00

3886,67 Bueno Centro 3900,00

Derecha 3870,00

7

Izquierda 3936,00

4212,00 Bueno Centro 3845,00

Derecha 4855,00

8

Izquierda 3921,00

4220,00 Bueno Centro 3931,00

Derecha 4808,00

9

Izquierda 4591,00

4459,33 Bueno Centro 4496,00

Derecha 4291,00


CAPÍTULO IV

86

En la tabla anterior, se observó que en el 100% de las muestras, el concreto

presenta una calidad “Buena” con un promedio de 4221,78 m/micro-seg.

La viga fue dividida en tres tramos iguales, donde se extrajeron los núcleos

(Coredrill) después de haber finalizado este ensayo. Se tomaron tres lecturas en cada

tramo, en las caras las cuales fueron definidas como la cara transversal superior e

inferior de cada núcleo. Después se prosiguió a realizar el mismo procedimiento

anterior para estimar la calidad del concreto según la Tabla Nº8 del presente trabajo.

Tabla Nº42. Velocidad de Propagación Promedio y calidad del concreto en la viga

de M1 – 0,45.


(m/micro-seg)

Promedio

(m/micro-seg)

Calidad del

concreto

Tramo izquierdo

Izquierda 3874,00

3659,33 Bueno Centro 3527,00

Derecha 3577,00

Tramo central

Izquierda 4372,00

4067,33 Bueno Centro 3935,00

Derecha 3895,00

Tramo derecho

Izquierda 4201,00

3950,00 Bueno Centro 3795,00

Derecha 3854,00


Se puede observar que en la tabla Nº42, el 100% de las muestras presenta una

calidad “Buena”. Con un promedio en las lecturas de 3892,22 m/micro-seg.

CAPÍTULO IV

87

M1 – 0,60




(m/micro-seg)

Promedio

(m/micro-seg)

Calidad

del

concreto

1

Izquierda 4255,00

4020,67 Bueno Centro 3770,00

Derecha 4037,00

2

Izquierda 4053,00

3991,67 Bueno Centro 4042,00

Derecha 3880,00

3

Izquierda 4005,00

3969,00 Bueno Centro 3865,00

Derecha 4037,00

4

Izquierda 4026,00

3887,33 Bueno Centro 3605,00

Derecha 4031,00

5

Izquierda 4010,00

4041,00 Bueno Centro 4021,00

Derecha 4092,00

6

Izquierda 4042,00

4033,33 Bueno Centro 4064,00

Derecha 3994,00

7

Izquierda 4504,00

4263,33 Bueno Centro 4249,00

Derecha 4037,00

8

Izquierda 4149,00

4095,00 Bueno Centro 4121,00

Derecha 4015,00

9

Izquierda 4452,00

4372,33 Bueno Centro 3987,00

Derecha 4678,00


CAPÍTULO IV

88

En la tabla anterior, se observó que en el 100% de las muestras, el concreto

presenta una calidad “Buena”. También se observa que el promedio de las lecturas es

de 4074,75 m/micro-seg.


de M1 – 0,60.


(m/micro-seg)

Promedio

(m/micro-seg)

Calidad del

concreto

Tramo izquierdo

Izquierda 3884,00

3822,00 Bueno Centro 3738,00

Derecha 3844,00

Tramo central

Izquierda 3701,00

3705,00 Bueno Centro 3767,00

Derecha 3647,00

Tramo derecho

Izquierda 3720,00

3779,33 Bueno Centro 3803,00

Derecha 3815,00


Se puede observar que en la Tabla Nº44, el 100% de las muestras presenta

una calidad “Buena”. El promedio de las muestras es 3768,78 m/micro-seg.

M2 – 0,45




(m/micro-seg)

Promedio

(m/micro-

seg)

Calidad del

concreto

1

Izquierda 5053,00

5805,00 Excelente Centro 5850,00

Derecha 6512,00

2

Izquierda 5138,00


Derecha 5407,00

CAPÍTULO IV

89


En la tabla Nº45 se observó que en un 88,89% de las muestras, el concreto

presenta una calidad “Excelente”, mientras que en el resto de ellas, presenta una

calidad “Buena” y el promedio de todas las lecturas es 5443,19 m/micro-seg.


de M2 – 0,45.


(m/micro-seg)

Promedio

(m/micro-seg)

Calidad

del

concreto

Tramo izquierdo

Izquierda 4185,00

4004,00 Bueno Centro 3907,00

Derecha 3920,00

3

Izquierda 5100,00


Derecha 5780,00

4

Izquierda 5228,00


Derecha 5178,00

5

Izquierda 4298,00

4497,67 Bueno Centro 4615,00

Derecha 4580,00

6

Izquierda 6512,00


Derecha 6088,00

7

Izquierda 5118,00


Derecha 4847,00

8

Izquierda 5816,00


Derecha 4840,00

9

Izquierda 6118,00


Derecha 6812,00

CAPÍTULO IV

90

Tramo central

Izquierda 3915,00

3921,67 Bueno Centro 3946,00

Derecha 3904,00

Tramo derecho

Izquierda 3988,00

3905,33 Bueno Centro 3874,00

Derecha 3854,00


Se puede observar que en la tabla Nº46, el 100% de las muestras presenta una

calidad “Buena” con un promedio de lecturas de 3943,67 m/micro-seg.

M2 – 0,60




(m/micro-seg)

Promedio

(m/micro-seg)

Calidad del

concreto

1

Izquierda 4316,00

4099,67 Bueno Centro 3978,00

Derecha 4005,00

2

Izquierda 5120,00


Derecha 4464,00

3

Izquierda 3957,00

4023,00 Bueno Centro 4048,00

Derecha 4064,00

4

Izquierda 4785,00


Derecha 4680,00

5

Izquierda 3921,00

3923,00 Bueno Centro 3875,00

Derecha 3973,00

6

Izquierda 3916,00

3888,67 Bueno Centro 3845,00

Derecha 3905,00

CAPÍTULO IV

91

7

Izquierda 4213,00

4053,67 Bueno Centro 3927,00

Derecha 4021,00

8

Izquierda 5568,00


Derecha 4249,00

9

Izquierda 3768,00

3985,67 Bueno Centro 3910,00

Derecha 4279,00


En la tabla Nº47 se observó que en un 66,67% de las muestras, el concreto

presenta una calidad “Buena”, mientras que en el resto de ellas, presenta una calidad

“Excelente” y el promedio de las lecturas es 4217,93 m/micro-seg.


de M2 – 0,60.


(m/micro-seg)

Promedio

(m/micro-seg)

Calidad del

concreto

Tramo izquierdo

Izquierda 3936,00

4168,67 Bueno Centro 4286,00

Derecha 4284,00

Tramo central

Izquierda 3306,00

3427,00 Aceptable Centro 3520,00

Derecha 3455,00

Tramo derecho

Izquierda 3459,00

3745,67 Bueno Centro 3824,00

Derecha 3954,00


En la tabla anterior, se observó que en un 66,67% de las muestras, el concreto

presenta una calidad “Buena”, y en el restante presenta una calidad “Aceptable” y el

promedio de las lecturas es de 3780,45 m/micro-seg.

CAPÍTULO IV

92

Grafica Nº6. Magnitud de la velocidad de propagación promedio del ultrasonido,

cilindros.


Se puede observar de la Grafica Nº 6 que todas las mezclas presentan valores

que se pueden estimar de “Bueno” a “Excelente”, también es notable resaltar que la

única que presento un valor promedio dentro del rango “Excelente” fue la M2-0,45 la

cual obtuvo la mayor magnitud de velocidad de propagación del ultrasonido y

presentando una uniformidad en los valores de las mezclas restantes los cuales se

encontraron en el rango de valoración denominado “Bueno” referente a la

homogeneidad del concreto.

CAPÍTULO IV

93

Grafica Nº7. Magnitud de la velocidad de propagación promedio del ultrasonido,

vigas.


Analizando la gráfica Nº 7, se encuentra una similitud en todos los valores y

es que se encuentran dentro del rango de valoración denominado “Bueno”, solo cabe

destacar que todos los valores se mantuvieron iguales debido a que el proceso de

elaboración de la mezcla y las probetas fue el correcto y se mantuvo idéntico en las

cuatro mezclas, los cuales produjeron resultados favorables.

Ensayo de porosidad total (Manual DURAR CYTED 1998):

Se realizó el ensayo de porosidad total a cada mezcla. Cada mezcla

contemplaba seis probetas cilíndricas (Tortas) de 4” de diámetro. A cada una se

determinó su peso saturado, peso sumergido y peso seco (105ºC), siguiendo el

procedimiento descrito en el manual DURAR CYTED 1998.

M1 – 0,45

- Muestra 1

Aplicando la ecuación (Ec – 1)

%Porosidad = 𝟏𝟑𝟎𝟎,𝟗𝟎−𝟏𝟏𝟖𝟗,𝟐𝟎

𝟏𝟑𝟎𝟎,𝟗𝟎−𝟕𝟒𝟓,𝟏𝟎x100% = 20,10%

CAPÍTULO IV

94

En la siguiente tabla se refleja los porcentajes de porosidad total de las

muestras restantes:

Tabla Nº49. Porcentaje de Porosidad por probeta de la mezcla M1 – 0,45.

%Porosidad Total Mezcla M1 – 0,45

Muestra

Peso

Saturado

(gr)

Peso

Sumergido

(gr)

Peso Seco

105ºC

(gr)

% Porosidad

Total

1 1300,90 745,10 1189,20 20,10

2 1331,10 764,60 1223,00 19,08

3 1327,30 764,90 1227,20 17,80

4 1302,30 750,40 1203,80 17,85

5 1315,60 757,20 1216,00 17,84

6 1309,20 750,00 1204,60 18,71


En la siguiente grafica se reflejan los valores mostrados en la tabla anterior:

Grafica Nº8. Porcentajes de Porosidad por cada muestra de la mezcla M1 – 0,45.


CAPÍTULO IV

95

Esta gráfica nos permite observar que todas las muestras presentan un

porcentaje de porosidad por encima del 15%, por lo tanto poseen una durabilidad

inadecuada, de acuerdo al manual CYTED DURAR 1998.

M1 – 0,60

En la siguiente tabla se refleja los porcentajes de porosidad de cada muestra:



Muestra

Peso

Saturado

(gr)

Peso

Sumergido

(gr)

Peso Seco

105ºC (gr)

% Porosidad

Total

1 1335,20 817,20 1228,90 20,52

2 1318,90 821,80 1229,70 17,94

3 1339,60 836,50 1219,50 23,87

4 1323,10 834,70 1201,00 25,00

5 1327,20 844,30 1209,80 24,31

6 1325,60 842,40 1220,10 21,83





CAPÍTULO IV

96


porcentaje de porosidad muy por encima del 15%, por lo tanto poseen una

durabilidad inadecuada, de acuerdo al manual CYTED DURAR 1998.

M2 – 0,45




Muestra

Peso

Saturado

(gr)

Peso

Sumergido

(gr)

Peso Seco

105ºC (gr)

%

Porosidad

Total

1 1344,00 782,00 1248,30 17,03

2 1335,10 776,80 1239,20 17,18

3 1322,70 770,30 1227,30 17,27

4 1340,10 784,00 1247,00 16,74

5 1322,10 773,60 1230,90 16,63

6 1337,00 781,20 1242,50 17,00





CAPÍTULO IV

97




M2 – 0,60




Muestra

Peso

Saturado

(gr)

Peso

Sumergido

(gr)

Peso Seco

105ºC (gr)

% Porosidad

Total

1 1331,50 780,40 1238,90 16,80

2 1341,00 786,80 1246,50 17,05

3 1338,30 784,30 1244,20 16,99

4 1322,90 771,10 1221,50 18,38

5 1344,20 778,50 1248,60 16,90

6 1346,80 794,70 1255,70 16,50





CAPÍTULO IV

98




Grafica Nº12. Porcentajes promedios de Porosidad Total de las mezclas.


De la Grafica Nº12 se aprecia a simple vista que en ninguna de las mezclas de

concreto se obtuvo un valor de porosidad total menor al 15%, por consiguiente se

califican todas las mezclas como “durabilidad inadecuada” basándose en la

valoración del concreto que indica el manual CYTED DURAR 1998, en

consecuencia, las mezclas de concreto son muy porosas y por consiguiente son

susceptibles en ambientes agresivos, cabe destacar que la mezcla de concreto que

más se acercó a un valor de 15% de porosidad total fue la M2-0,45 que presento una

magnitud de 16,97% pero recordando que ninguna mezcla obtuvo un valor aceptable.

La que presento un mayor valor de porosidad total fue la M1-0,60 la cual es la que

tiene una menor cuantía de cemento, como ya se mencionó anteriormente, la M2-

0,45 es la que presento el menor valor de porosidad total y dicha mezcla es la que

CAPÍTULO IV

99

contiene una mayor cuantía de cemento, lo que indica que el cemento adicionado

Portland tipo CPCA1 promueve mezclas de concreto porosas.

Ensayo de resistencia a la compresión (Norma COVENIN 338:2002)

Para evaluar el comportamiento mecánico de las probetas, se les aplicaron el

ensayo de resistencia a la compresión estipulado en la norma COVENIN 338:2002,

específicamente el ensayo fue realizado con los cilindros, cubos y núcleos

(Coredrills) extraídos de las vigas para cada una de las cuatro mezclas. Es muy

importante resaltar que el ensayo fue realizado transcurridos 28 días luego de

depositar las probetas en la piscina de curado.

Para cada grupo de mezcla de concreto, se ensayaron nueve (9) cilindros,

nueve (9) cubos y los tres (3) núcleos extraídos de la correspondiente viga, a

continuación se presentan los resultados obtenidos para cada mezcla y tipo de

probeta:

M1-0,45

Para los cilindros se tiene que:

Tabla Nº53. Valores de la resistencia a la compresión, cilindros de M1-0,45.

Muestra Peso

(Kg) Diámetro

(cm) Longitud

(cm) Fuerza

(Kgf) Rc(Kgf/cm

2)

1 11,80 15,10 29,90 45490,00 254,02

2 11,90 15,00 29,90 43750,00 247,57

3 11,70 15,00 30,10 48710,00 275,64

4 11,70 15,00 30,10 45460,00 257,25

5 11,90 15,00 30,00 45450,00 257,19

6 11,90 15,10 30,00 40100,00 223,92

7 11,80 15,00 30,10 45370,00 256,74

8 11,90 15,00 30,00 48260,00 273,10

9 11,80 15,00 30,10 45240,00 256,01


CAPÍTULO IV

100

Grafica Nº13. Valores de la resistencia a la compresión, cilindros de M1-0,45.


De la Gráfica Nº13 se puede observar que el mayor valor de resistencia a

compresión obtenido fue de 275,64Kgf/cm2 el cual corresponde a la probeta Nº 3.

También se observó que ninguna de las probetas alcanzo al menos la resistencia de

diseño - 35Kgf/cm2 como lo establece la norma COVENIN 1976:2003 y que la

media de la resistencia a la compresión para las probetas cilíndricas de M1-0,45 fue

de 255,72Kgf/cm2.

Para los cubos:

Tabla Nº54. Valores de la resistencia a la compresión, cubos de M1-0,45.

Muestra Peso

(gr) Fuerza

(Kgf) Rc

(Kg/cm2)

1 305,40 6920,00 276,80

2 303,30 6910,00 276,40

3 298,80 6860,00 274,40

4 301,10 7070,00 282,80

5 300,30 6990,00 279,60

6 299,10 6550,00 262,00

7 299,20 6140,00 245,60

CAPÍTULO IV

101

8 301,10 6410,00 256,40

9 300,90 6000,00 240,00


Gráfica Nº14. Valores de la resistencia a la compresión, cubos de M1-0,45.


De la Gráfica Nº14, se puede observar que el mayor valor de resistencia a

compresión obtenido para las probetas cubicas fue de 282,80Kgf/cm2 el cual

corresponde a la Nº 4. También se observó que la media de la resistencia a la

compresión para las probetas que representa dicha grafica es 266,00Kgf/cm2.

Y finalmente para los núcleos (Coredrills) extraídos de la viga se usó el factor

de corrección del procedimiento estipulado en la norma COVENIN 345:1980 el cual

establece que el valor de resistencia a la compresión debe ser multiplicado por un

factor de corrección (Interpolando en la Tabla Nº10), los valores obtenidos del

ensayo fueron:

CAPÍTULO IV

102

Tabla Nº55. Valores de la resistencia a la compresión, núcleos de M1-0,45.

Muestra Peso

(Kg) Diámetro (D)

(cm) Longitud (L)

(cm) Fuerza

(Kgf) L/D

Factor de

corrección Rc

(Kg/cm2)

1 1,43 7,62 14,50 8410,00 1,90 0,9960 183,68

2 1,45 7,62 14,30 5720,00 1,88 0,9952 124,83

3 1,52 7,62 14,90 7090,00 1,96 0,9984 155,22


Gráfica Nº15. Valores de la resistencia a la compresión, núcleos de M1-0,45.


En la Gráfica Nº15, se observó que ninguna de las probetas aprobó el doble

criterio de aceptación establecido en la norma ACI 318:1977 referente a los

Coredrills.

M1-0,60



Muestra Peso

(Kg) Diámetro

(cm) Longitud

(cm) Fuerza

(Kgf) Rc(Kgf/cm

2)

1 11,80 15,00 29,90 37550,00 212,49

2 11,70 15,00 29,90 35290,00 199,70

CAPÍTULO IV

103

3 11,90 15,00 29,90 38630,00 218,60

4 11,80 15,00 29,90 36630,00 207,28

5 11,80 15,00 29,90 33680,00 190,59

6 11,80 15,00 30,00 38030,00 215,21

7 11,80 15,10 29,90 36430,00 203,43

8 11,90 15,00 30,00 32260,00 182,55

9 11,90 15,00 30,10 38850,00 219,85





compresión obtenido fue de 219,85Kgf/cm2 el cual corresponde a la probeta Nº 9.

También se observó que el ensayo no alcanzo aprobar el doble criterio de aceptación

según lo establecido en la norma COVENIN 1976:2003. El promedio de la

resistencia a la compresión fue 205,52Kgf/cm2.

Para los cubos:

CAPÍTULO IV

104


Muestra Peso

(gr) Fuerza

(Kgf) Rc

(Kg/cm2)

1 302,30 4100,00 164,00

2 305,00 4520,00 180,80

3 300,80 4300,00 172,00

4 299,90 4380,00 175,20

5 300,80 4270,00 170,80

6 302,50 3820,00 152,80

7 301,70 4490,00 179,60

8 300,90 4090,00 163,60

9 299,90 3940,00 157,60




Se observa en la Gráfica Nº17 que el mayor valor de resistencia a compresión

obtenido para las probetas cubicas fue de 180,80Kgf/cm2 el cual corresponde a la Nº

2. También se observó que la media de la resistencia a la compresión es de

168,49Kgf/cm2.

CAPÍTULO IV

105

Para los núcleos (Coredrills):


Muestra Peso

(Kg) Diámetro (D)

(cm) Longitud (L)

(cm) Fuerza

(Kgf) L/D

Factor

Esbeltez Rc

(Kg/cm2)

1 1,44 7,62 14,20 4760,00 1,86 0,9944 103,79

2 1,45 7,62 14,30 5650,00 1,88 0,9952 123,30

3 1,48 7,62 14,60 7050,00 1,92 0,9968 154,10




En la Gráfica Nº18 se observó que ninguna de las probetas aprobó el doble


Coredrills.

CAPÍTULO IV

106

M2-0,45



Muestra Peso

(Kg) Diámetro

(cm) Longitud

(cm) Fuerza

(Kgf) Rc(Kgf/cm

2)

1 11,80 15,00 30,10 52460,00 296,86

2 11,90 15,00 30,10 51050,00 288,88

3 11,80 15,00 30,00 54220,00 306,82

4 11,80 15,00 30,10 51000,00 288,60

5 11,90 15,00 30,10 51760,00 292,90

6 11,90 15,10 30,00 53270,00 297,47

7 11,80 15,00 30,10 54210,00 306,77

8 11,80 15,00 30,00 52720,00 298,33

9 11,80 15,00 30,10 53600,00 303,31





compresión obtenido fue de 306,82Kgf/cm2 el cual corresponde a la probeta Nº3.

CAPÍTULO IV

107

También se observó que el ensayo no alcanzo aprobar el doble criterio de aceptación

según lo establecido en la norma COVENIN 1976:2003 y que la media de resistencia

a la compresión de las probetas cilíndricas de M2-0,45 es de 297,77Kgf/cm2.

Para los cubos:


Muestra Peso

(gr) Fuerza

(Kgf) Rc

(Kg/cm2)

1 310,00 8030,00 321,20

2 308,90 7870,00 314,80

3 300,70 8260,00 330,40

4 309,10 7340,00 293,60

5 306,40 8910,00 356,40

6 308,90 8110,00 324,40

7 314,40 7720,00 308,80

8 311,90 7510,00 300,40

9 314,80 7700,00 308,00




CAPÍTULO IV

108


compresión obtenido para las probetas cubicas fue de 356,40Kgf/cm2 el cual

corresponde a la Nº 5. También se observó que la media de la resistencia a la

compresión para las probetas que representa dicha grafica es 357,56Kgf/cm2.

Para los núcleos (Coredrills):


Muestra Peso

(Kg) Diámetro (D)

(cm) Longitud (L)

(cm) Fuerza

(Kgf) L/D

Factor

Esbeltez Rc (Kg/cm

2)

1 1,43 7,62 14,20 9270,00 1,86 0,9944 202,13

2 1,39 7,62 14,00 10360,00 1,84 0,9936 225,72

3 1,45 7,62 14,40 11130,00 1,89 0,9956 242,99




CAPÍTULO IV

109



Coredrills.

M2-0,60



Muestra Peso

(Kg) Diámetro

(cm) Longitud

(cm) Fuerza

(Kgf) Rc(Kgf/cm

2)

1 11,80 15,00 30,00 43160,00 244,24

2 11,90 15,00 30,10 43240,00 244,69

3 11,80 15,00 30,10 39810,00 225,28

4 11,90 15,10 30,00 43780,00 244,47

5 11,90 15,00 30,00 43330,00 245,20

6 11,80 15,10 30,10 42810,00 239,06

7 11,80 15,00 30,10 42790,00 242,14

8 11,90 15,00 30,10 41680,00 235,86

9 11,90 15,00 30,10 40150,00 227,20




CAPÍTULO IV

110

Del Gráfico Nº22 se puede observar que un 77,78% al menos aprobaron el

criterio de aceptación estipulado en la norma COVENIN 1976:2003 que estipula el

mínimo aceptable para cada probeta y que no aprobaron en simultaneo ambos

criterios. El promedio de la resistencia a la compresión fue 238,68Kgf/cm2.

Para los cubos:


Muestra Peso

(gr) Fuerza

(Kgf) Rc

(Kg/cm2)

1 304,90 7360,00 294,40

2 304,40 6510,00 260,40

3 308,80 6160,00 246,40

4 307,50 5170,00 206,80

5 297,60 4110,00 164,40

6 304,90 4320,00 172,80

7 303,00 5460,00 218,40

8 302,80 5190,00 207,60

9 306,60 5940,00 237,60




CAPÍTULO IV

111

En la Gráfica Nº23 se logra observar que la probeta Nº1 supera la resistencia

de diseño, la cual representa un 11,11% del total de probetas.

Y finalmente para los núcleos (Coredrills):


Muestra Peso

(Kg) Diámetro (D)

(cm) Longitud (L)

(cm) Fuerza

(Kgf) L/D

Factor

Esbeltez Rc (Kg/cm

2)

1 1,42 7,62 14,20 8150,00 1,86 0,9944 177,71

2 1,45 7,62 14,30 7300,00 1,88 0,9952 159,31

3 1,47 7,62 14,50 7830,00 1,90 0,9960 171,01




CAPÍTULO IV

112



Coredrills.

A continuación se presenta una comparación de los promedios de resistencia a

compresión de todos los grupos de mezcla, para las probetas ensayadas:

Gráfica Nº25. Valores de la resistencia a la compresión promedio, cilindros.


Se observa en la gráfica anterior, que en las probetas cilíndricas ensayadas, se

obtuvo una resistencia promedio mayor en las probetas referentes a las mezclas con

relación a/c igual a 0,45, en comparación a las restantes. En general, la mezcla 2, se

evidencia mayor magnitud que la mostrada por la mezcla 1, debido a que estas se

diseñaron con mayor cantidad de cemento. De la misma manera, se observó que el

menor valor promedio de resistencia a la compresión fue el que se obtuvo la mezcla

M1-0,60, debido a que contiene menor cuantía de cemento del grupo de las cuatro

mezclas.

CAPÍTULO IV

113

Gráfica Nº26. Valores de la resistencia a la compresión promedio, cubos.


De la Grafica Nº26 se aprecia que sigue el mismo comportamiento que

prevalece para los cilindros, debido a que también se obtuvo el mayor valor de

resistencia a la compresión promedio en la mezcla 2 y se debe a que dicha mezcla

contiene la mayor cuantía de cemento, de igual manera el caso más desfavorable

corresponde a los cubos de la mezcla M1-0,60, la cual es la que contiene la menor

cuantía de cemento.

Gráfica Nº27. Valores de la resistencia a la compresión promedio, núcleos.


CAPÍTULO IV

114

De la Grafica Nº27 se aprecia también que se obtuvo el mayor valor de

resistencia a la compresión promedio en la mezcla 2, con la diferencia que para este

caso, resaltan dos aspectos que son importantes mencionar; uno de ellos es que no

predominaron las mezclas con la menor relación a/c en los promedios de la

resistencia a la compresión, en comparación con las que se realizaron en los cilindros

y cubos, ya que la M1-0,45 aporta un valor promedio menor a la mezcla M2-0,60.

Este hecho atípico se presume que es debido a que los núcleos de la M1-0,45

sufrieron algún desperfecto a la hora de la extracción mecánica realizado con la

perforadora tubular, lo que conllevo al acarreo de un posible error a la hora de

determinar su resistencia. El otro aspecto que cabe mencionar, es que los menores

valores promedios de resistencia a la compresión se obtuvieron de los núcleos

extraídos, dicho aspecto hace notar que los núcleos no conforman los valores más

coherentes e importantes en el caso de nuestro estudio. En la siguiente sección se

presenta la comparación de las resistencias promedio mostradas anteriormente, con el

rango de resistencias mínimas y máximas estimadas, obtenidas del ensayo de

esclerometria, pertenecientes a cada grupo de mezcla, tanto para las probetas

cilíndricas, como para las vigas:

Grafica Nº28. Comparación de las resistencias estimadas obtenidas del esclerómetro

con las obtenidas en el ensayo de resistencia a la compresión, en cilindros.

Fuente: Propia 2014

CAPÍTULO IV

115

De la gráfica anterior se puede apreciar que los valores promedios de los

cilindros de las cuatro mezclas ensayados a resistencia a la compresión se encuentran

fuera del rango ofrecido por los valores mínimos y máximos estimados en el ensayo

de esclerometría. Específicamente exceden el valor máximo promedio estimado, y

esto se debe a que el ensayo de dureza superficial (Esclerometría) es un ensayo

netamente referencial y queda comprobado que no arroja valores confiables, teniendo

en cuenta que los valores que se obtienen del ensayo de resistencia a la compresión

son más acertados.

Grafica Nº29. Comparación de las resistencias estimadas obtenidas del esclerómetro

con las obtenidas en el ensayo de resistencia a la compresión, en vigas.

Fuente: Propia 2014

De la gráfica Nº 29 se observa que tres de las cuatro valores correspondientes

a los núcleos ensayados a resistencia a la compresión se encuentran dentro del rango

que ofrece la resistencia superficial estimada obtenido en el ensayo de esclerometría,

debido a que los núcleos poseen los menores valores de resistencia a la compresión

que se encontraron, en comparación a los de las probetas cilíndricas y cubicas, se

esperaba a que los valores de los núcleos ensayados a resistencia a la compresión, se

CAPÍTULO IV

116

encontraran dentro del rango, ya que la esclerometría se le aplico a la viga y los

núcleos fueron ensayados luego de haber pasado por un proceso mecánico de

extracción el cual acarrea imperfecciones y por consiguiente le resta exactitud a la

hora de aplicarles el ensayo de resistencia a la compresión, en este caso, se

encontraron bajas resistencias a la compresión, y eso conllevó a que se encontraran

dentro del rango ofrecido por la resistencia superficial estimada obtenido en el ensayo

de esclerometría. Cabe destacar que la única mezcla que sobrepaso el valor de

resistencia máxima estimada en el ensayo de esclerometría, fue la M2-0,45 la cual

contiene la mayor cuantía de cemento y en todos los ensayos realizados se

encontraron los valores más favorables en dicha mezcla.

CAPÍTULO V

117

CAPÍTULO V

CONCLUSIONES Y RECOMEDACIONES

CONCLUSIONES

En este espacio se expresan las principales conclusiones, las cuales dan

respuesta a los enunciados expuestos en los objetivos que orientan esta investigación.

Se logró evaluar las propiedades físico-mecánicas en cuatro mezclas de

concreto elaboradas con cemento adicionado Portland tipo CPCA1, dichas mezclas se

diferenciaron en la relación agua/cemento (M1) que fueron de 0,45 y 0,60 y en la

relación agua/cementante (M2) que se usaron 0,45 y 0,60; en estas últimas, tomando

en cuenta que dentro de la presentación de un saco de cemento adicionado Portland

tipo CPCA1 existe un 15% de adición y se procedió a realizar el ajuste necesario para

combatir este diferencia importante. Se determinó que las mezclas con relaciones

agua/cementante tuvieron mejores comportamiento físico-mecánicos que las mezclas

realizadas con relaciones agua/cemento, debido a que contienen mayor cuantía de

cemento y que específicamente, la mezcla con relación agua/cementante de 0,45 tuvo

mejor comportamiento físico-mecánico que todas las mezclas elaboradas, ya que

cumple con la teoría de que a menor relación agua/cementante, mayor será la

cantidad de cemento a usar en la mezcla y por consiguiente se conseguirán mayores

resistencias a la compresión.

Es importante acentuar que ninguna de las mezclas elaboradas alcanzó la

resistencia de diseño esperada, como se mencionó anteriormente, la mezcla M2-0,45

tuvo el mejor comportamiento físico-mecánico pero en comparación a las otras tres

mezclas realizadas. No se obtuvieron las resistencias a compresión esperadas en las

mezclas realizadas y también es importante mencionar que ninguna mezcla satisface

CAPÍTULO V

118

los requisitos de durabilidad por sus altos porcentajes de porosidad, la mezcla que

más se acercó a los parámetros de porosidad esperados fue la M2-0,45 pero todas

estuvieron fuera de los márgenes permitidos.

Con respecto a los diseños de mezcla, se observó que las mezclas M2, fueron

las que requirieron más cantidad de cemento adicionado Portland tipo CPCA1, esto

debido a que en un saco de cemento adicionado Portland tipo CPCA1 solo contiene

un 85% de cemento base, por consiguiente, al agregarle más cemento adicionado

Portland tipo CPCA1 a la mezcla, para compensar la carencia de cemento que se

sustituyó en el saco por caliza, implícitamente se está agregando más cemento base.

Esto conllevó a la obtención de mayores valores de resistencia a compresión en las

mezclas M2, en comparación a las mezclas M1. A pesar de todo, ninguna mezcla

cumplió con los criterios mínimos exigidos por la normas COVENIN con respecto a

la resistencia a compresión.

En el ensayo de asentamiento, todas las mezclas presentaron los

asentamientos esperados, los cuales fueron asumidos en el diseño de la mezcla.

Dichos asentamientos fueron de tres pulgadas (3”) en cada una.

Para el ensayo de determinación del tiempo de fraguado, solo se tomó en

cuenta el tiempo inicial de fraguado en las mezclas ya que el tiempo final no se pudo

obtener porque se presentó la limitante del horario de trabajo del laboratorio donde se

realizó el ensayo, de los resultados obtenidos se concluye que las mezclas M2-0,45 y

M1-0,45 fueron las que proyectaron los tiempos más cortos con respecto al inicio de

fraguado debido a que contienen una cuantía mayor de cemento por sus relaciones de

a/ct y a/c menores, respectivamente, sin embargo fue en la M2-0,45 donde se

encontró el tiempo más corto ya que es la mezcla que contiene mayor cuantía de

cemento y la M2-0,60, al tener menor cantidad de cemento, presento un tiempo de

fraguado inicial mayor.

Los valores obtenidos en el ensayo de esclerometría reflejan que en las

mezclas M2, las resistencias estimadas por el esclerómetro son mayores que en las

mezclas M1, debido a que las mezclas M2 contienen mayor cantidad de cemento que

las mezclas M1. Cabe destacar que los valores de resistencia encontrados en el

CAPÍTULO V

119

ensayo de esclerometría son valores estimados y que no son confiables debido a las

características del ensayo que, en trabajos anteriores, ha quedado comprobado que no

arroja valores reales, solo referenciales. Los valores de resistencia máxima y mínima

promedio estimados obtenidos del ensayo de esclerometría fueron comparados con

los valores obtenidos del ensayo de resistencia a compresión de cada mezcla en los

cilindros y en los núcleos, la media de resistencia a compresión de los cilindros

exceden la resistencia mayor promedio que ofrece el ensayo de esclerometría lo cual

es algo que se esperaba ya que el ensayo de resistencia a la compresión ofrece valores

más reales y coherentes, con respecto a los núcleos no ocurrió lo mismo ya que la

mayoría de los promedios de resistencia a la compresión de núcleos se encontraron

dentro del rango ofrecido por el ensayo de esclerometría, esto se produjo porque los

núcleos arrojaron bajas resistencias a la compresión y porque el ensayo de

esclerometría es un ensayo de estimación de resistencia superficial del elemento de

concreto, se infiere que debido a que la probeta cilíndrica (30cm de largo) es el doble

del tamaño de la viga (15cm) que posteriormente fue de donde se extrajeron los

núcleos, los resultados son más acertados debido a que es un ensayo de estimación

netamente superficial, porque a medida que las superficies de las caras del elemento

donde se aplicó el esclerómetro (cara superior e inferior) estén a menor distancia, más

certeros serán los valores obtenidos en comparación al ensayo de resistencia a la

compresión. Siendo entonces los valores estimados para la viga, valores

medianamente confiables a la hora de la estimación de la resistencia a la compresión.

En el ensayo de porosidad total, las mezclas M1 presentan mayores

porcentajes en comparación con las mezclas M2, debido a que las mezclas M2 poseen

mayor cantidad de cemento adicionado Portland tipo CPCA1, se encontró un menor

porcentaje de porosidad en ellas. Los menores porcentajes de porosidad se

encontraron en las mezclas que contienen más cemento (M2), entonces se concluye

que el cemento adicionado Portland tipo CPCA1 no promueve el porcentaje de

porosidad pero presenta déficit a la hora de combatir dicho parámetro ya que en todas

las mezclas se obtuvieron valores mayores al 15% de porosidad total, por lo tanto

CAPÍTULO V

120

poseen una durabilidad inadecuada lo cual hace que el cemento adicionado Portland

tipo CPCA1 sea altamente vulnerable en ambientes agresivos.

El ensayo de ultrasonido aplicado en las probetas cilíndricas y las vigas, arrojó

valores que están dentro de los términos de homogeneidad del concreto de bueno a

excelente, siendo esto prueba de que todas las probetas fueron bien confeccionadas,

además de garantía de que los resultados de los demás ensayos no se encuentran lejos

de lo real debido a fallas de homogeneidad del concreto.

En general, se puede deducir que el cemento adicionado Portland tipo

CPCA1, en elementos de concreto diseñados por el método ACI, genera concretos

altamente porosos, por lo tanto se cuestiona su uso en construcciones de estructuras

expuestas a ambientes agresivos, como los marinos e industriales. Además, se

cuestiona su uso en elementos principales, como vigas, columnas, entre otros; por las

bajas resistencias a compresión generadas, alejadas de la resistencia de diseño

originalmente esperada, dejando evidenciado que su uso esta dirigido a la elaboración

de aceras, brocales, mortero de pega para bloques, friso, en fin; en usos y/o elementos

que no demanden altas exigencias físico-mecánicas.

RECOMENDACIONES

Finalmente, en este último apartado se exponen las recomendaciones

pertinentes, las cuales son producto del estudio realizado. Se deja presente que en este

trabajo de grado no se tomó en cuenta los finos aportados por el cemento adicionado

Portland tipo CPCA1, los cuales representan el 15% del peso de cada saco, por lo

tanto en trabajos futuros pertenecientes a la misma rama de investigación, se

recomienda tomar este parámetro en consideración y comparar los resultados con los

obtenidos en este trabajo.

Por otro lado es válido recalcar que se estimó que la empresa que

manufactura el cemento adicionado Portland tipo CPCA1 que se uso en este trabajo

se rige por la norma COVENIN 3134:1994 “Cemento portland con adiciones.

CAPÍTULO V

121

Especificaciones”, que estipula que el cemento adicionado tipo CPCA1 está

elaborado con un 85% de cemento base en cada saco de cemento, por lo cual se

recomienda caracterizar el cemento y se verifique dicho valor. También se debería

estudiar el cemento base usado en la confección del cemento adicionado Portland tipo

CPCA1 para determinar realmente el tipo de cemento base.

Cabe destacar que en este trabajo sólo se ensayaron las probetas con edades de

28 días, se recomienda entonces, la realización de investigaciones afines que tomen

en consideración las resistencias a los 7, 14 y 90 días, para así tener como estudio una

población mayor, que permita tener valores más amplios.

También es necesario señalar que los núcleos fueron los que arrojaron los

menores valores de resistencia a la compresión, por consiguiente se hace hincapié a

que se estudien más a fondo dichas probetas en trabajos futuros, aumentado la

población y variando los tamaños de los núcleos para así obtener una conclusión más

acertada con respecto a este tipo de probeta.

122

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Norma COVENIN 256:1977. Método de ensayo para la determinación

cualitativa de impurezas orgánicas en arenas para concreto (Ensayo

colorimétrico).

125

Norma COVENIN 258:1977. Método de ensayo para la determinación por

lavado del contenido de materiales más finos que el cedazo covenin 74

micras en agregados minerales.

Norma COVENIN 261:1977. Método de ensayo para determinar

cuantitativamente el contenido de cloruros y sulfatos solubles en las arenas.

Norma COVENIN 263:1978. Método de ensayo para determinar el peso

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resistencia al desgaste en agregados gruesos menores de 38,1 mm (1½").

Norma COVENIN 268:1998. Agregado fino. Determinación de la

densidad y la absorción.

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Norma COVENIN 354:2001. Método para mezclado de concreto en el

laboratorio, en lo referido al uso del equipo mezclador.

126

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Norma COVENIN 484:1993. Cemento Portland. Determinación de la

resistencia a la compresión de morteros en probetas cúbicas de 50,8 mm de

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127

Anexos

128

Anexo 1. Diseño y dosificación por mezcla (Método ACI).

M1 - 0,45 (𝐚𝐜𝐜𝐩𝐜𝐚𝟏⁄ = 𝟎, 𝟒𝟓)

a) Valor esperado de la resistencia a la compresión (Rc):

accpca1⁄ = 0,45 → 𝐑𝐜 = 𝟑𝟖𝟎𝐊𝐠/𝐜𝐦𝟐 (Interpolando en la tabla Nº3, ACI)

b) Estimación de la cantidad de cemento (a):

accpca1⁄ = 0,45 → ccpca1 =

a

0,45 → ccpca1 =

195

0,45 → 𝐜𝐜𝐩𝐜𝐚𝟏

= 𝟒𝟑𝟑, 𝟑𝟑𝐊𝐠/𝐦𝟑

c) Calculo para hallar el contenido de agregado grueso (G):

𝐺 = (𝑉𝐺 )(𝑃𝑈𝐶𝐺)

N= 1” (Tabla Nº6, ACI) VG = 0,61m3

MF = 3,44

𝐺 = (0,61)(1471) → 𝑮 = 𝟖𝟖𝟓, 𝟏𝟏𝐊𝐠/𝐦𝟑

d) Estimación del contenido de agregado fino (método volumétrico) (F):

1𝑚3 =𝑎

1000+

𝐶

(𝐺𝐶)(1000)+

%𝑎𝑖

100+

𝐺

(𝐺𝐺)(1000)+

𝐹

(𝐺𝐹)(1000)

→ 1 =195

1000+

433,33

(3,15)(1000)+

1,5

100+

885,11

(2,65)(1000)+

𝐹

(2,70)(1000)

→ 𝑭 = 𝟖𝟓𝟗, 𝟕𝟔𝐊𝐠/𝐦𝟑

e) Corrección higroscópica o por humedad de los agregados: Como se mencionó en

el capítulo III (Página 37), se presentan tres alternativas. El caso que se presentó

fue la alternativa b, el cual estipula que el agua corregida se calcula de la siguiente

manera:

Para el agregado fino:

→ 𝑷𝒆𝒔𝒐 𝒔𝒆𝒄𝒐 = 𝑭 = 𝟖𝟓𝟗, 𝟕𝟔𝑲𝒈

𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑠𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎𝑑𝑜 𝑐𝑜𝑛 𝑠𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒 𝑠𝑒𝑐𝑎 = (𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑠𝑒𝑐𝑜) (1 +𝐴𝑏𝑠

100)

→ 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑠𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎𝑑𝑜 𝑐𝑜𝑛 𝑠𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒 𝑠𝑒𝑐𝑎 = (859,76) (1 +1,63

100)

→ 𝑷𝒆𝒔𝒐 𝒔𝒂𝒕𝒖𝒓𝒂𝒅𝒐 𝒄𝒐𝒏 𝒔𝒖𝒑𝒆𝒓𝒇𝒊𝒄𝒊𝒆 𝒔𝒆𝒄𝒂 = 𝟖𝟕𝟑, 𝟕𝟕𝑲𝒈

129

𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑎𝑔𝑟𝑒𝑔𝑎𝑑𝑜 = (𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑠𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎𝑑𝑜 𝑐𝑜𝑛 𝑠𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒 𝑠𝑒𝑐𝑎) (1 +𝐻

100) / (1 +

𝐴𝑏𝑠

100)

→ 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑎𝑔𝑟𝑒𝑔𝑎𝑑𝑜 = (873,77) (1 +1,09

100) / (1 +

1,63

100)

→ 𝑷𝒆𝒔𝒐 𝒅𝒆𝒍 𝒂𝒈𝒓𝒆𝒈𝒂𝒅𝒐 = 𝟖𝟔𝟗, 𝟏𝟑𝑲𝒈

𝐴𝑔𝑢𝑎 𝑎𝑏𝑠𝑜𝑟𝑏𝑖𝑑𝑎 𝑝𝑜𝑟 𝑒𝑙 𝑎𝑔𝑟𝑒𝑔𝑎𝑑𝑜 = 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑠𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎𝑑𝑜 𝑐𝑜𝑛 𝑠𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒 𝑠𝑒𝑐𝑎 −

𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑠𝑒𝑐𝑜

→ 𝐴𝑔𝑢𝑎 𝑎𝑏𝑠𝑜𝑟𝑏𝑖𝑑𝑎 𝑝𝑜𝑟 𝑒𝑙 𝑎𝑔𝑟𝑒𝑔𝑎𝑑𝑜 = 873,77 − 859,76

→ 𝑨𝒈𝒖𝒂 𝒂𝒃𝒔𝒐𝒓𝒃𝒊𝒅𝒂 𝒑𝒐𝒓 𝒆𝒍 𝒂𝒈𝒓𝒆𝒈𝒂𝒅𝒐 = 𝟏𝟒, 𝟎𝟏𝑲𝒈 ~ 𝟏𝟒, 𝟎𝟏𝑳 (𝑨𝒂𝒃𝒔 𝑨𝑭)

Para el agregado grueso:

→ 𝑷𝒆𝒔𝒐 𝒔𝒆𝒄𝒐 = 𝑮 = 𝟖𝟖𝟓, 𝟏𝟏𝑲𝒈


100)


100)

→ 𝑷𝒆𝒔𝒐 𝒔𝒂𝒕𝒖𝒓𝒂𝒅𝒐 𝒄𝒐𝒏 𝒔𝒖𝒑𝒆𝒓𝒇𝒊𝒄𝒊𝒆 𝒔𝒆𝒄𝒂 = 𝟖𝟗𝟗, 𝟓𝟒𝑲𝒈


100) / (1 +

𝐴𝑏𝑠

100)


100) / (1 +

1,63

100)

→ 𝑷𝒆𝒔𝒐 𝒅𝒆𝒍 𝒂𝒈𝒓𝒆𝒈𝒂𝒅𝒐 = 𝟖𝟗𝟒, 𝟕𝟔𝑲𝒈




→ 𝑨𝒈𝒖𝒂 𝒂𝒃𝒔𝒐𝒓𝒃𝒊𝒅𝒂 𝒑𝒐𝒓 𝒆𝒍 𝒂𝒈𝒓𝒆𝒈𝒂𝒅𝒐 = 𝟏𝟒, 𝟒𝟑𝑲𝒈 ~ 𝟏𝟒, 𝟒𝟑𝑳 (𝑨𝒂𝒃𝒔𝑨𝑮)

En conclusión, el agua corregida es:

𝐴𝑔𝑢𝑎 𝑐𝑜𝑟𝑟𝑒𝑔𝑖𝑑𝑎 = 𝐴𝑔𝑢𝑎 + 𝐴𝑎𝑏𝑠𝐴𝐹 + 𝐴𝑎𝑏𝑠𝐴𝐺

→ 𝐴𝑔𝑢𝑎 𝑐𝑜𝑟𝑟𝑒𝑔𝑖𝑑𝑎 = 195,00 + 14,01 + 14,43

→ 𝑨𝒈𝒖𝒂 𝒄𝒐𝒓𝒓𝒆𝒈𝒊𝒅𝒂 = 𝟐𝟐𝟑, 𝟒𝟒𝑳

Entonces, para 1m3 de mezcla se necesita:

a = 223,44L

ccpca1 = 433,33Kg

𝐚𝐜𝐜𝐩𝐜𝐚𝟏⁄ = 𝟎, 𝟒𝟓 % aire atrapado = 1,5%

Agregado fino = 869,13Kg

Agregado grueso = 894,76Kg

130

M1-0,60 (𝐚𝐜𝐜𝐩𝐜𝐚𝟏⁄ = 𝟎, 𝟔𝟎)


accpca1⁄ = 0,60 → 𝐑𝐜 = 𝟐𝟔𝟓𝐊𝐠/𝐜𝐦𝟐 (Interpolando en la tabla Nº3, ACI)


accpca1⁄ = 0,60 → ccpca1 =

a

0,60 → ccpca1 =

195

0,60 → ccpca1

= 𝟑𝟐𝟓, 𝟎𝟎𝐊𝐠/𝐦𝟑



TMN= 1” (Tabla Nº6, ACI) VG = 0,61m3

MF = 3,44

𝐺 = (0,61)(1471) → 𝑮 = 𝟖𝟖𝟓, 𝟏𝟏𝐊𝐠/𝐦𝟑


1𝑚3 =𝑎

1000+

𝐶

(𝐺𝐶)(1000)+

%𝑎𝑖

100+

𝐺

(𝐺𝐺)(1000)+

𝐹

(𝐺𝐹)(1000)

→ 1 =195

1000+

325,00

(3,15)(1000)+

1,5

100+

885,11

(2,65)(1000)+

𝐹

(2,70)(1000)

→ 𝑭 = 𝟗𝟓𝟐, 𝟔𝟑𝐊𝐠/𝐦𝟑

e) Corrección higroscópica o por humedad de los agregados:


→ 𝑷𝒆𝒔𝒐 𝒔𝒆𝒄𝒐 = 𝑭 = 𝟗𝟓𝟐, 𝟔𝟑𝑲𝒈


100)


100)

→ 𝑷𝒆𝒔𝒐 𝒔𝒂𝒕𝒖𝒓𝒂𝒅𝒐 𝒄𝒐𝒏 𝒔𝒖𝒑𝒆𝒓𝒇𝒊𝒄𝒊𝒆 𝒔𝒆𝒄𝒂 = 𝟗𝟔𝟖, 𝟏𝟔𝑲𝒈


100) / (1 +

𝐴𝑏𝑠

100)


100) / (1 +

1,63

100)

→ 𝑷𝒆𝒔𝒐 𝒅𝒆𝒍 𝒂𝒈𝒓𝒆𝒈𝒂𝒅𝒐 = 𝟗𝟔𝟑, 𝟎𝟐𝑲𝒈

131




→ 𝑨𝒈𝒖𝒂 𝒂𝒃𝒔𝒐𝒓𝒃𝒊𝒅𝒂 𝒑𝒐𝒓 𝒆𝒍 𝒂𝒈𝒓𝒆𝒈𝒂𝒅𝒐 = 𝟏𝟓, 𝟓𝟑𝑲𝒈 ~ 𝟏𝟓, 𝟓𝟑𝑳 (𝑨𝒂𝒃𝒔 𝑨𝑭)




100)


100)



100) / (1 +

𝐴𝑏𝑠

100)


100) / (1 +

1,63

100)








→ 𝐴𝑔𝑢𝑎 𝑐𝑜𝑟𝑟𝑒𝑔𝑖𝑑𝑎 = 195,00 + 15,53 + 14,43

→ 𝑨𝒈𝒖𝒂 𝒄𝒐𝒓𝒓𝒆𝒈𝒊𝒅𝒂 = 𝟐𝟐𝟒, 𝟗𝟔𝑳


a = 224,96L

ccpca1 = 325,00Kg

𝐚𝐜𝐜𝐩𝐜𝐚𝟏⁄ = 𝟎, 𝟔𝟎 % aire atrapado = 1,5%



132

M2-0,45 (𝐚𝐜𝐭

⁄ = 𝟎, 𝟒𝟓) Ct=0,85C (Cantidad de cemento base en CPCA1)


act⁄ = 0,45 → 𝐑𝐜 = 𝟑𝟖𝟎𝐊𝐠/𝐜𝐦𝟐 (Interpolando en la tabla Nº3, ACI)


act⁄ = 0,45 → ct =

a

(0,85)(0,45) → ct =

195

(0,85)(0,45) → 𝐜𝐭

= 𝟓𝟎𝟗, 𝟖𝟎𝐊𝐠/𝐦𝟑




MF = 3,44

𝐺 = (0,61)(1471) → 𝑮 = 𝟖𝟖𝟓, 𝟏𝟏𝐊𝐠/𝐦𝟑


1𝑚3 =𝑎

1000+

𝐶

(𝐺𝐶)(1000)+

%𝑎𝑖

100+

𝐺

(𝐺𝐺)(1000)+

𝐹

(𝐺𝐹)(1000)

→ 1 =195

1000+

509,80

(3,15)(1000)+

1,5

100+

885,11

(2,65)(1000)+

𝐹

(2,70)(1000)

→ 𝑭 = 𝟕𝟗𝟒, 𝟐𝟐𝐊𝐠/𝐦𝟑



→ 𝑷𝒆𝒔𝒐 𝒔𝒆𝒄𝒐 = 𝑭 = 𝟕𝟗𝟒, 𝟐𝟐𝑲𝒈


100)


100)

→ 𝑷𝒆𝒔𝒐 𝒔𝒂𝒕𝒖𝒓𝒂𝒅𝒐 𝒄𝒐𝒏 𝒔𝒖𝒑𝒆𝒓𝒇𝒊𝒄𝒊𝒆 𝒔𝒆𝒄𝒂 = 𝟖𝟎𝟕, 𝟏𝟕𝑲𝒈


100) / (1 +

𝐴𝑏𝑠

100)


100) / (1 +

1,63

100)

→ 𝑷𝒆𝒔𝒐 𝒅𝒆𝒍 𝒂𝒈𝒓𝒆𝒈𝒂𝒅𝒐 = 𝟖𝟎𝟐, 𝟖𝟖𝑲𝒈

133




→ 𝑨𝒈𝒖𝒂 𝒂𝒃𝒔𝒐𝒓𝒃𝒊𝒅𝒂 𝒑𝒐𝒓 𝒆𝒍 𝒂𝒈𝒓𝒆𝒈𝒂𝒅𝒐 = 𝟏𝟐, 𝟗𝟓𝑲𝒈 ~ 𝟏𝟐, 𝟗𝟓𝑳 (𝑨𝒂𝒃𝒔 𝑨𝑭)




100)


100)



100) / (1 +

𝐴𝑏𝑠

100)


100) / (1 +

1,63

100)





→ 𝑨𝒈𝒖𝒂 𝒂𝒃𝒔𝒐𝒓𝒃𝒊𝒅𝒂 𝒑𝒐𝒓 𝒆𝒍 𝒂𝒈𝒓𝒆𝒈𝒂𝒅𝒐 = 𝟏𝟒, 𝟒𝟑𝑲𝒈 ~ 𝟏𝟒, 𝟒𝟑𝑳 (𝑨𝒂𝒃𝒔 𝑨𝑭)



→ 𝐴𝑔𝑢𝑎 𝑐𝑜𝑟𝑟𝑒𝑔𝑖𝑑𝑎 = 195,00 + 12,95 + 14,43

→ 𝑨𝒈𝒖𝒂 𝒄𝒐𝒓𝒓𝒆𝒈𝒊𝒅𝒂 = 𝟐𝟐𝟐, 𝟑𝟖𝑳


a = 222,38L

ccpca1 = 509,80Kg

𝐚𝐜𝐭

⁄ = 𝟎, 𝟒𝟓 % aire atrapado = 1,5%



134

M2-0,60 (𝐚𝐜𝐭

⁄ = 𝟎, 𝟔𝟎) Ct=0,85C (Cantidad de cemento base en CPCA1)


act⁄ = 0,60 → 𝐑𝐜 = 𝟐𝟔𝟓𝐊𝐠/𝐜𝐦𝟐 (Interpolando en la tabla Nº3, ACI)


act⁄ = 0,60 → ct =

a

(0,85)(0,60) → ct =

195

(0,85)(0,60) → ct

= 𝟑𝟖𝟐, 𝟑𝟓𝐊𝐠/𝐦𝟑




MF = 3,44

𝐺 = (0,61)(1471) → 𝑮 = 𝟖𝟖𝟓, 𝟏𝟏𝐊𝐠/𝐦𝟑


1𝑚3 =𝑎

1000+

𝐶

(𝐺𝐶)(1000)+

%𝑎𝑖

100+

𝐺

(𝐺𝐺)(1000)+

𝐹

(𝐺𝐹)(1000)

→ 1 =195

1000+

382,35

(3,15)(1000)+

1,5

100+

885,11

(2,65)(1000)+

𝐹

(2,70)(1000)

→ 𝑭 = 𝟗𝟎𝟑, 𝟒𝟔𝐊𝐠/𝐦𝟑



→ 𝑷𝒆𝒔𝒐 𝒔𝒆𝒄𝒐 = 𝑭 = 𝟗𝟎𝟑, 𝟒𝟔𝑲𝒈


100)


100)

→ 𝑷𝒆𝒔𝒐 𝒔𝒂𝒕𝒖𝒓𝒂𝒅𝒐 𝒄𝒐𝒏 𝒔𝒖𝒑𝒆𝒓𝒇𝒊𝒄𝒊𝒆 𝒔𝒆𝒄𝒂 = 𝟗𝟏𝟖, 𝟏𝟗𝑲𝒈


100) / (1 +

𝐴𝑏𝑠

100)


100) / (1 +

1,63

100)

→ 𝑷𝒆𝒔𝒐 𝒅𝒆𝒍 𝒂𝒈𝒓𝒆𝒈𝒂𝒅𝒐 = 𝟗𝟏𝟑, 𝟑𝟏𝑲𝒈

135




→ 𝑨𝒈𝒖𝒂 𝒂𝒃𝒔𝒐𝒓𝒃𝒊𝒅𝒂 𝒑𝒐𝒓 𝒆𝒍 𝒂𝒈𝒓𝒆𝒈𝒂𝒅𝒐 = 𝟏𝟒, 𝟕𝟑𝑲𝒈 ~ 𝟏𝟒, 𝟕𝟑𝑳 (𝑨𝒂𝒃𝒔 𝑨𝑭)




100)


100)



100) / (1 +

𝐴𝑏𝑠

100)


100) / (1 +

1,63

100)








→ 𝐴𝑔𝑢𝑎 𝑐𝑜𝑟𝑟𝑒𝑔𝑖𝑑𝑎 = 195,00 + 14,73 + 14,43

→ 𝑨𝒈𝒖𝒂 𝒄𝒐𝒓𝒓𝒆𝒈𝒊𝒅𝒂 = 𝟐𝟐𝟒, 𝟏𝟔𝑳


a = 224,16L

ccpca1 = 382,35Kg

𝐚𝐜𝐭

⁄ = 𝟎, 𝟔𝟎 % aire atrapado = 1,5%



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EVALUACIÓN DE LAS PROPIEDADES FÍSICO …bibciv.ucla.edu.ve/edocs_bicvucla/repositorio/TEGTA439M452014.pdf · mezclas de concreto elaboradas con cemento adicionado portland tipo