Guia de Laboratorio de Tecnología Del Concreto

Guía de Prácticas de Laboratorio de Tecnología del Concreto

Ing. Bada Alayo Delva Flor

UNIVERSIDAD CATÓLICA LOS ÁNGELES DE CHIMBOTE

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL

LABORATORIO DE MECÁNICA DE SUELOS, CONCRETO Y PAVIMENTOS

1

Introducción

Uno de los elementos más utilizados en las obras civiles, es el concreto.

Este se presenta en una gran variedad, dependiendo de los

requerimientos de la estructura en proyección.

El concreto es un material durable y resistente pero, dado que se

trabaja en su forma líquida, prácticamente puede adquirir cualquier

forma. Esta combinación de características es la razón principal por la

que es un material de construcción tan popular para exterior.

El concreto de uso común, o convencional, se produce mediante la

mezcla de tres componentes esenciales, cemento, agua y agregados,

a los cuales eventuales se incorpora un cuarto componente que

genéricamente se designa como aditivo.

Al mezclar estos componentes y producir lo que se conoce como una

revoltura de concreto, se introduce de manera simultánea un quinto

participante representado por el aire.

La mezcla intima de los componentes del concreto convencional

produce una masa plástica que puede ser moldeada y compactada

con relativa facilidad; pero gradualmente pierde esta característica

hasta que al cabo de algunas horas se torna rígida y comienza a

adquirir el aspecto, comportamiento y propiedades de un cuerpo

solido, para convertirse finalmente en el material mecánicamente

resistente que es el concreto endurecido.

En esta guía de tecnología de concreto, se detallan los pasos esenciales

a seguir para realizar ensayos que determinen las principales

características del concreto y sus componentes, ensayos que son

determinantes a la hora de realizar construcciones tanto de una

vivienda hasta proyectos de gran envergadura.

Objetivo General

Que el estudiante adquiera los conocimientos prácticos en la

realización de ensayos al concreto, tanto en su diseño como en la

obtención de sus propiedades, a través del uso del Laboratorio de

Tecnología del Concreto.






2

Práctica Nº 01: Análisis Granulométrico de Agregados Gruesos y Finos

Este Modo Operativo está basado en las Normas ASTM C 136 y AASHTO T

27, los mismos que se han adaptado, a nivel de implementación, a las

condiciones propias de nuestra realidad. Cabe indicar que este Modo

Operativo está sujeto a revisión y actualización continua.

A Objetivos Específicos:

Determinar, cuantitativamente, los tamaños de las partículas de

agregados gruesos y finos de un material, por medio de tamices

de abertura cuadrada.

Se determina la distribución de los tamaños de las partículas de

una muestra seca del agregado, por separación a través de

tamices dispuestos sucesivamente de mayor a menor abertura.

La determinación exacta de materiales que pasan el tamiz de 75

μm (No. 200) no puede lograrse mediante este ensayo. El método

de ensayo que se debe emplear será: "Determinación de la

cantidad de material fino que pasa el tamiz de 75 μm (No. 200)",

norma MTC E202.

B Conceptos Generales

Esta norma describe el método para determinar los porcentajes de

suelo que pasan por los distintos tamices de la serie empleada en el

ensayo, hasta el de 74 mm (N° 200)

AGREGADO

Se define como agregado al conjunto de partículas inorgánicas de

origen natural o artificial cuyas dimensiones están comprendidas entre

los límites fijados en la NTP 400.011.

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

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

del volumen de la unidad cúbica de concreto.

Tamaño Máximo






3

Corresponde al menor tamiz por el que pasa toda la muestra de

agregado.

Tamaño Nominal Máximo

Corresponde al menor tamiz en el cual se produce el primer retenido.

Módulo de Fineza

Criterio Establecido en 1925 por Duff Abrams a partir de las

granulometrías del material se puede intuir una fineza promedio del

material utilizando la siguiente expresión:

Normas Y Requisitos de los Agregados Para el Concreto:

Requisitos Obligatorios

- Granulometría

Los agregados finos y grueso según la norma ASTM C-33, Y NTP

400.037 deberán cumplir con las GRADACIONES establecidas en

la NTP 400.012, respectivamente.

El agregado global (NTP 400.037)

La norma contiene un apéndice y a manera de información acerca

de usos granulométricos considerados óptimos, para los

proporcionamientos de finos y gruesos en el diseño de mezclas,

dentro de los cuales se pueden obtener concretos trabajables y

compactos. Esta información tiene carácter de orientación y en

ningún caso es prescriptiva.

El agregado global es aquel material compuesto de agregado fino

y grueso, cuya granulometría cumple con los límites dados en la

siguiente tabla:






4

Requisitos granulométricos para el agregado grueso

Tamaño

nominal

% Pasa por los tamices normalizados

4” 3½” 3” 2½” 2” 1½” 1” ¾” ½” 3/8” Nº4 Nº8 Nº16

3 ½” a 1 ½” 100 90

100 --

25

60 -- 0 15 -- 0 5 -- -- -- -- --

2 ½” a 1 ½” -- -- 100 90

100

35

70 0 15 -- 0 5 -- -- -- -- --

2” a 1” -- -- -- 100 90

100

35

70 0 15 -- 0 5 -- -- -- --

2” a Nº4 -- -- -- 100 95

100 --

35

70 --

10

30 -- 0 5 -- --

1 ½” a ¾” -- -- -- -- 100 90

100

20

55 0 15 -- 0 5 -- -- --

1 ½” a Nº4 -- -- -- -- 100 95

100 --

35

70 --

10

30 0 5 -- --

1” a ½” -- -- -- -- -- 100 90

100

20

55 0 10 0 5 -- -- --

1” a 3/8” -- -- -- -- -- 100 90

100

40

85

10

40 0 15 0 5 -- --

1” a Nº4 -- -- -- -- -- 100 95

100 --

25

65 -- 0 10 0 5 --

¾” a 3/8” -- -- -- -- -- -- 100 90

100

20

55 0 15 0 5 -- --

¾” a Nº4 -- -- -- -- -- -- 100 90

100 --

20

55 0 10 0 5 --

½” a Nº4 -- -- -- -- -- -- -- 100 90

100

40

70 0 15 0 5 --

3/8” a Nº8 -- -- -- -- -- -- -- -- 100 85

100

10

30 0 10 0 5

Requisitos granulométricos para el agregado fino

Tamiz Límites totales % Pasa por los tamices normalizados

C M F

3/8” 100 100 100 100

Nº4 89 – 100 95 – 100 85 – 100 89 – 100

Nº8 65 – 100 80 – 100 65 – 100 80 – 100

Nº16 45 – 100 50 – 85 45 – 100 70 – 100

Nº30 25 – 100 25 – 60 25 – 80 55 – 100






5

Nº50 5 – 70 10 – 30 5 – 48 5 – 70

Nº100 0 – 12 2 – 10 0 – 12 0 – 12

La curva de granulometría ideal (a) engendra un espectro

granulométrico relativamente amplio y pequeñas diferencias o

desviaciones en máximo/mínimo alrededor de la curva ideal, no ponen

en peligro la fabricación.

No obstante conviene esforzarse por aproximarse tanto como se pueda

para alcanzar los valores ideales para cada calibre y sobretodo

minimizar las desviaciones en la parte que corresponde a los limos (0,05

a 0,005 mm).






6

C MATERIAL Y EQUIPOS

Material

Muestras seca aproximadamente 653.2 g de agregado fino y

5291 g si el suelo es agregado grueso.

A.G A.F






7

Equipos

Balanza. Una balanza o báscula con precisión dentro del 0.1% de

la carga de ensayo en cualquier punto dentro del rango de uso,

graduada como mínimo a 0,05 kg. El rango de uso de la balanza

es la diferencia entre las masas del molde lleno y vacío.

Serie de Tamices. Son una serie de tazas esmaltadas a través de

las cuales se hace pasar una muestra de agregado que sea fino o

grueso, su orden es de mayor a menor.

En su orden se utilizarán los siguientes tamices: tamiz 2

“,1½". 1", ¾". ½”, ", N°4, N°8, N°16 y Fondo para el

Agregado Grueso; el tamiz N°4, N°8, N°16, N°30,

N°50, N°100, y fondo para el Agregado Fino.






8

Bandejas de diferentes tamaños, cardas y brochas.

1.1.3 PROCEDIMIENTO

Se selecciona una muestra la más representativa posible y luego

se deja secar al aire libre durante 8 días.

Durante el proceso se paletea palea la arena y se cuartea según

las veces que desee el que realiza la el proceso. Una cuarteada

se agarra cualquier parte; y esta peso 880.74 gramos de

agregado fino y 5197.62 gramos de agregado grueso.

Después la muestra anterior se hace pasar por una serie de

tamices o mallas dependiendo del tipo de agregado. En el caso

del agregado grueso se pasa por los siguientes tamices en orden

descendente (tamiz 2 “,1½". 1", ¾",½”, ", N°4, N°8, N°16 y Fondo)

La cantidad de muestra retenida en cada uno de los tamices se

cuantifica en la balanza obteniendo de esta manera el peso

retenido.

Lo mismo se realiza con el agregado fino pero se pasa por la

siguiente serie de tamices ( N°4, N°8, N°16, N°30, N°50, N°100 y

Fondo).

1.1 BASE TEÓRICA






9

La granulometría de una base de agregados se define como la

distribución del tamaño de sus partículas. Esta granulometría se

determina haciendo pasar una muestra representativa de agregados

por una serie de tamices ordenados, por abertura, de mayor a

menor.

La denominación en unidades inglesas (tamices ASTM) se hacía

según el tamaño de la abertura en pulgadas para los tamaños

grandes y el número de aberturas por pulgada lineal para los

tamaños grandes y el numeral de aberturas por pulgada lineal. La

serie de tamices utilizados para agregado grueso

son: y para agregado fino son: N°4,

N°8, N°16, N°30, N°50, N°100 y Fondo .La serie de tamices que se

emplean para clasificar agregados para concreto se ha establecido

de manera que la abertura de cualquier tamiz sea aproximadamente

la mitad de la abertura del tamiz inmediatamente superior, o sea, que

cumplan con la relación 1 a 2.

Fórmula.

% Retenido = Peso de material retenido en tamiz * 100

Peso total de la muestra

%retenido acu. (Tamiz

Nº16)=

% PASA = 100 – % Retenido Acumulado

Los resultados de un análisis granulométrico también se pueden

representar en forma gráfica y en tal caso se llaman curvas

granulométricas.

Estas gráficas se representan por medio de dos ejes perpendiculares

entre sí, horizontal y vertical, en donde las ordenadas representan el

porcentaje que

pasa y en el eje de las abscisas la abertura del tamiz cuya escala puede

ser aritmética, logarítmica o en algunos casos mixtos.

Las curvas granulométricas permiten visualizar mejor la distribución de

tamaños dentro de una masa de agregados y permite conocer

además que tan grueso o fino es.

En consecuencia hay factores que se derivan de un análisis

granulométrico como son:






10

PARA AGREGADO FINO

a. Módulo de Finura ( MF )

El módulo de finura es un parámetro que se obtiene de la suma de los

porcentajes retenidos acumulados de la serie de tamices, desde el

tamiz y dividido en 100.

MF = Σ %Acumulados retenidos (1 ½”, ¾”, 3/8”, Nº4, Nº8, Nº16, Nº30, Nº50 y Nº100)

100

Se considera que el MF de una arena adecuada para producir

concreto debe estar entre 2, 3, y 3,1.

PARA AGREGADO GRUESO.

a. Tamaño máximo ( TM)

Se define como la abertura del menor tamiz por el cual pasa el

100% de la muestra.

b. Tamaño Máximo Nominal (TMN)

El tamaño máximo nominal es otro parámetro que se deriva del

análisis granulométrico y está definido como el siguiente tamiz

que le sigue en abertura (mayor) a aquel cuyo porcentaje

retenido acumulado es del l5% o más. La mayoría de los

especificadores granulométricos se dan en función del tamaño

máximo nominal y comúnmente se estipula de tal manera que el

agregado cumpla con los siguientes requisitos.

El TMN no debe ser mayor que 1/5 de la dimensión menor de la

estructura, comprendida entre los lados de una formaleta.

El TMN no debe ser mayor que 1/3 del espesor de una losa.

El TMN no debe ser mayor que 3/45 del espaciamiento libre

máximo entre las barras de refuerzo.






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c. Granulometría Continua.

Se puede observar luego de un análisis granulométrico, si la masa

de agrupados contiene todos los tamaños de grano, desde el

mayor hasta el más pequeño, si así ocurre se tiene una curva

granulométrica continua.

d. Granulometría Discontinua

Al contrario de lo anterior, se tiene una granulometría

discontinua cuando hay ciertos tamaños de grano

intermedios que faltan o que han sido reducidos a eliminados

artificialmente.

CALCULOS Y RESULTADOS:






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ENSAYO Nº 1

GRANULOMETRÍA DE LOS AGREGADOS: ARENAS (Grueso y fino).

MUESTRA Nº 1: MATERIAL GRUESO – ARENA GRUESA

Cantidad de muestra: 1kg

MALLAS ABERTURA (mm) PESO RENTENIDO

(gr)

RETENIDO

PARCIAL (%)

RETENIDO

ACUMULADO (%) % QUE PASA

4 4.760 mm 30.50 gr 3.05% 3.05% 96.95%

8 2.380 mm 56.00 gr 5.60% 8.65% 91.35%

16 1.190 mm 140.00 gr 14.00% 22.65% 77.35%

30 0.590 mm 160.00 gr 16% 38.65% 61.35%

50 0.297 mm 204.00 gr 20.4% 59.05% 40.95%

100 0.149 mm 313.00 gr 31.3% 90.35% 9.65%

FONDO 96.50 gr 9.65% 100.00% 0.00%

TOTAL 1000.00 gr 100.00%






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MUESTRA Nº 2: MATERIAL GREGADO GRUESO – PIEDRA CHANCA

Cantidad de muestra: 5.190kg

MALLAS ABERTURA

(mm)

PESO

RENTENIDO (gr)

RETENIDO

PARCIAL (%)

RETENIDO

ACUMULADO

(%)

% QUE

PASA

2” 50.00 mm

1 ½” 37.50 mm 100.00

1” 25.00 mm 0.00 gr 9.615 9.615 90.385

¾” 19.00 mm 499.00 gr 60.871 70.486 29.514

½” 12.5 mm 3159.00 gr 18.922 89.409 10.591

3/8” 9.50 mm 982.00 gr 10.232 99.640 0.360

N° 4 4.75 mm 531.00 gr 0.336 99.977 0.023

N° 8 2.36 mm 17.45 gr 0.023 100.00 0.00

FONDO 1.21 gr 100.00

TOTAL 5189.66 gr

Tamaño máximo ( TM): 3/4"

Tamaño Máximo Nominal (TMN): ½’’






14

Práctica Nº 02: Pesos Unitarios Seco Suelto Compactado de los

Agregados Gruesos y Finos (Norma ASTM C-29 o N.T.P.)

A. Objetivos Específicos:

Determinar pesos unitarios secos sueltos y secos compactados de los

agregados gruesos y finos.

B. Conceptos Generales

El peso unitario de un agregado (árido) es la relación entre el peso de

una determinada cantidad de este material y el volumen ocupado por

el mismo, considerando como volumen al que ocupan las partículas del

agregado y sus correspondientes espacios inter granulares.

Hay dos valores para esta relación, dependiente del sistema de

acomodamiento que se le haya dado al material inmediatamente

antes de la prueba; la denominación que se le dará a cada uno de

ellos será Peso Unitario Seco Suelto (PVSS) y Peso Unitario Seco

Compactado (PVSC).

También los pesos Unitarios nos sirven para determinar el porcentaje de

huecos existentes en el árido.

C. Equipos, Materiales y Herramientas

a. Balanza con precisión de 1.0 gramo.

b. Varilla de acero de 5/8 pulgadas (16 mm) de φ aprox. 24”

(600 mm) de longitud, con al menos uno de sus extremos

acabado en forma de bala.

c. Moldes o recipientes cilíndricos.

d. Pala, cucharon.

e. Charolas.

f. Agregado grueso (grava).

g. Agregado fino (Arena).

D. Procedimiento

Determinación del Peso Unitario o Volumétrico Seco Suelto (PVSS)

Seleccione una muestra representativa por cuartero del

agregado a ensayar (Grava o Arena).

La muestra debe estar previamente seca (secada al horno).

Pese el recipiente adecuado, según tamaño de agregado, y

anote su peso.






15

Deposite material en el recipiente, procurando efectuar esta

operación con ayuda de un cucharon utilizando una altura

constante sobre la parte superior del molde que no exceda de

cinco centímetros (el puño de la mano)). Una vez llenado el

recipiente enrase, para realizar esta operación si el material es

grava utilice los dedos de la mano, si es arena con ayuda de

un engrasador.

Pese el recipiente con el material contenido y anote su peso.

Repita este procedimiento tres veces como mínimo.

Calcule el Peso Volumétrico Seco Suelto con la formula

siguiente:

Se puede también determinar el PVSS con la formula siguiente:

PVSS = ((Peso del material suelto + el recipiente) – (Peso del recipiente)) *

FC.

Determinación del peso unitario o volumétrico seco compactado

(PVSC).

Se presenta dos posibilidades dependiendo del tamaño del

agregado que use.

Peso Volumétrico seco en varilla.

Aplicables a agregados con tamaño máximo de 2 pulgadas.

Seleccione una muestra representativa por cuarteo del

agregado a ensayar.

La muestra debe estar previamente seca (secada al horno).

Pese el recipiente adecuado (según tamaño de agregado) y

anote su peso.

Deposite material en el recipiente, en tres capas procurando

efectuar esta operación con ayuda de un cucharón

utilizando una altura cantante sobre la parte superior del

molde, que ni exceda de cinco centímetros (el puño de la

mano).

Primero se deposita materia hasta un tercio de capacidad del

recipiente, aplicándole veinticinco golpes con ayuda de la

varilla punta de bala, distribuida en toda el área. Luego se

llena con material hasta el segundo tercio y se vuelve a

polvear 25 veces con la varilla punta de bala. A continuación






16

se llena completamente el recipiente y se vuelve a golpear 25

veces con la varilla.

Después de haberle aplicado los 25 golpes a la última capa

enrase, para realizar esta operación si el material es grave

utilice los dedos de la mano, si es arena con ayuda de un

enrasador.

Pese el recipiente con el material contenido y anote su peso.

Repita este procedimiento tres veces como mínimo.

Calcule el peso volumétrico seco compactado con la formula

siguiente:

Se puede también determinar el PVSC con la formula siguiente:

PVSC = ((Peso del material Compactado +el recipiente) - (Peso del

recipiente))* FC.

Peso Volumétrico seco compactado.

Para materiales pétreos de tamaño comprendido entre 2” y 4”.

El recipiente se debe llenar en tres capas, cada capa

corresponderá a un tercio de la altura del recipiente.

Se compacta mediante el golpeo del recipiente en diferentes

posiciones, desde una altura de 5cm, se deja caer el

recipiente por su propio peso alternándose las caídas en dos

de sus bordes diametralmente opuesto, siendo el número de

ellas de 25 por cada lado hasta complementar 50 golpes por

capa.

Al finalizar el compactado enrase el recipiente a fin de

equilibrar los huecos con los salientes que tengan las piedras.

Determine el peso del material más el recipiente.

Calcule el PVSC con la formula dada anteriormente.

E. Análisis de Resultados

Los resultados se presentan en los formatos siguientes

Determinación del PVSS.






17

Proyecto:

Agregado: Procedencia:

Ensayo N° 1 2

Molde N°

Volumen del molde (m2)

Peso del molde (kg)

Peso del agregado suelto + molde (kg)

Peso del agregado suelto en el molde (kg)

Peso volumétrico húmedo suelto (kg/m3)

Contenido de humedad (%)

Peso volumétrico seco suelto (kg/m3)

Peso volumétrico promedio seco suelto (kg/m3)

Determinación del PVSC:

Proyecto:


Ensayo N° 1 2

Molde N°

Volumen del molde (m2)

Peso del molde (kg)

Peso del agregado compactado + molde (kg)

Peso del agregado compactado en el molde (kg)

Peso volumétrico húmedo compactado (kg/m3)


Peso volumétrico seco compactado (kg/m3)

Peso volumétrico promedio seco compactado

(kg/m3)






18

Enrasando la grana y arena Pesando el material






19

Práctica Nº 03: CONTENIDO DE HUMEDAD DE LOS AGREGADOS


Determinar la resistencia a la compresión de una probeta cilíndrica

de concreto.


Contenido de humedad se puede definir como la cantidad de agua

presente en los materiales, al momento del ensayo, expresada en

porciento del peso seco de su fase sólida.

C. Equipos y Herramientas

Balanza de 0.1g ramos de sensibilidad.

Horno que mantenga una temperatura constante de 110 +- 5°C

Recipiente volumétrico (taras) resistentes al calor y de volumen

suficiente para contener la muestra.

Cucharón o espátulas de tamaño conveniente.

Muestra representativa a usar en función del tamaño máximo del

agregado:

CONTENIDO DE HUMEDAD

MATERIALES:

Balanza electrónica Horno eléctrico

Arena






20

Tamaño máximo del

agregado

mm (pulgadas)

Peso recomendado de

muestra húmeda a usar en

kilogramos

4.75(0.187)(N°.4) 0.5

9.5(3/8) 1.5

12.5(1/2) 2.0

19.0(3/4) 3.0

25.0(1) 4.0

37.5(11/2) 6.0

D. Procedimiento

Seleccione una muestra representativa por cuarteo.

Tome un recipiente (tara), anote su identificación y determínelo su

peso.

Pese la muestra húmeda más el recipiente que la contiene.

Coloque la tara con la muestra en el horno a una temperatura

constante de 110°C, por un periodo de 24horas (20 horas es

suficiente).

Retire la muestra del horno y déjela enfriar hasta que se alcance

la temperatura ambiente.

Pese la muestra seca más el recipiente y anote su peso.

E. Análisis de Resultados.

Calcule el contenido de humedad en porcentaje del agregado con

la formula:

.CONTENIDO DE HUMEDAD

Proyecto:


Ensayo N° 1 2

Tara N°

Peso de tara (gr)

Peso de tara + agregado húmedo (gr)

Peso del agregado húmedo (gr)

Peso de tara + agregado seco (gr)

Peso del agregado seco (gr)


Contenido de humedad promedio (%)






21

Práctica Nº 04: GRAVEDAD ESPECÍFICA DEL AGREGADO FINO Y GRUESO.


Determinar la cantidad de agua que puede penetrar en los poros

permeables de los agregados (áridos) en 24 horas, cuando estos se

encuentran sumergidos en agua.


Se define como peso específico relativo ó gravedad específica a la

relación en peso entre una determinada de árido seco y el peso de

un volumen igual de agua; considerando como volumen de los

áridos a la suma de los volúmenes de la parte sólida y poros.

C. Equipos, Materiales y Herramientas

Balanza con capacidad de 1kg. O más y sensibilidad de 0.1gr. o

menos.

frasco Volumétrico (matraz aforado de cuello largo) de 500cm3

de capacidad, a una temperatura de calibración de 20°C.

Molde cónico de metal de 40+- 3mm de diámetro en la parte

superior, 90-+3mm de diámetro en el fondo, con 75-+3mm de

altura.

Pisón metálico de 340+-15gr de peso y que tenga una sección

circular de 25-+3mm de diámetro.

Horno que mantenga una temperatura constante de 110+-°C.

Cocina.






22

D. Procedimiento

Gravedad especifica de arenas y finos:

Se seca la muestra de suelo al horno, se deja enfriar y se pesa una

cantidad de materiales entre 50 y 100gr. (Ws).

Pásese la muestra cuidadosamente a un frasco volumétrico seco

y limpio, llénese éste con el agua destilada hasta la mitad del

frasco.

Se extrae el aire atrapado en el suelo, empleando una bomba de

vacíos; el material con el agua se agita sobre su eje longitudinal,

se conecta la bomba de vacíos por 30seg.

Se repite el paso anterior por lo menos 5 veces.

Añádase con cuidado agua destilada hasta la marca de enrase,

verificando que no quede aire atrapado en la muestra; si existiese

aire atrapado en la muestra, elimínelo por el método utilizado

anteriormente.

Se completa la capacidad del matraz con hasta la marca de

aforo, de tal manera que la parte inferior del menisco coincida

con la marca (500ml).

Verifique si el menisco está bien enrasado, y que el frasco en su

parte contenido en él (Wmws), con una aproximación de 0.1gr.

Determínese la temperatura de la suspensión con aproximación

de 0.01°C, introduciendo el bulbo de un termómetro hasta el

centro del frasco volumétrico.

Se entra a la curva de calibración del matraz y se obtiene el peso

del matraz más agua hasta la marca de aforo (Wmw)

Saque el agua y el suelo del frasco sin perder nada y déjese limpio

el frasco.

Se obtiene la densidad de la muestra empleando la fórmula:

WmwsWmwwS

WsSs

Donde:

Ws = Peso seco del suelo.

Wmws= Peso del frasco + peso del suelo + peso del agua.

Wmw = peso del frasco + peso del agua (de la curva de

calibración).






23

Ss = Gravedad especifica de las partículas sólidas del suelo.

Gravedad Específica de gravas.

Se dejan las gravas en saturación por 24hr.

Se les retira el agua y se secan superficialmente con una franela

ligeramente húmeda.

Se pesa una cantidad de material cercana a los 500 gr,

obteniéndose de esta forma el peso saturado y superficialmente

seco de gravas (Wsss).

Se termina el volumen desalojado de gravas en una canastilla

sumergidas en agua, obteniendo el peso de gravas sumergidas.

(Wsum).

w

WsumWsssSs

.

Donde:

ϒ*w = Peso especifico del agua = 1gr/cm3.

Se vacían las gravas en una charola evitando la pérdida del

material, se secan en el horno y obtenemos el peso de las gravas

secas (Ws).

Se obtiene la absorción de las gravas empleando la siguiente

fórmula:

Se determina el peso especifico relativo de los sólidos (Ss)

empleando la formula:

Donde:

Vreal = volumen real, en cm3.






24

Vabs = Volumen absorbido, en cm3.

Obtención Teórica de la Curva de Calibración.

Para obtener el peso del matraz más agua hasta la marca de aforo

(Wmw) de manera teórica se emplea la siguiente fórmula:

ΔT.E) (

Donde:

Wmw = Peso del frasco + agua.

Wf = Peso del frasco seco y limpio.

Vf = Volumen calibrado del frasco a Tc.

ΔT = T – Tc

T = Temperatura en grados centígrados a la cual se desea Wmw.

Tc = Temperatura de calibración del frasco = 20°C.

E = Coeficiente término de expansión cúbica del Pyrex, igual a 0.1 x

10-4/°C.

w = Peso unitario del agua a temperatura de ensaye. (Anexo 04).

a = Peso unitario del aire a temperatura Ty presión atmosférica

0.001gr/cm3.


Se determinan los valores con las formulas antes descritas y se llena el

formato adjunto:

Gravedad Específica de arenas:

Proyecto:


Ensayo N° 1 2

Frasco N°

Peso de frasco seco y limpio (gr) Wf

Peso de La arena (gr) Wmw – Wf

Peso del frasco + la arena + el agua (gr) Wmws

Peso seco de la arena (gr) Ws

Gravedad Especifica de la arena Ss1 Ss2

Gravedad Especifica promedio Ss

Gravedad Específica de gravas:

Proyecto:






25


Ensayo N° 1 2

Peso de la cesta sumergida (gr). Wc

Peso de la grava (gr) Wsss

Peso de La grava y la cesta sumergida (gr) Wsum

Peso seco de la grava (gr) Ws

Gravedad Específica de la grava. Ss1 Ss2

Gravedad Específica promedio. Ss

Porcentaje de absorción. Abs1 Abs2

Porcentaje de absorción promedio. Abs prom

Pesar la muestra Agregar agua destilada Pesar la muestra más el agua

Pesando la muestra seca.






26

Práctica Nº 05: Diseño de Mezclas


Determinar la combinación más práctica y económica de los

materiales con que se dispone, para producir un concreto que

satisfaga los requisitos de comportamiento particulares de su uso.


Una mezcla de concreto bien proporcionada deberá las

propiedades siguientes:

En el concreto fresco; trabajabilidad aceptable.

En el concreto endurecido; durabilidad, resistencia y presentación

uniforme.

Economía.

Dosificación.

El concreto debe dosificarse considerando una resistencia media

(f'cr) superior a la especificada (f'c) en un monto tal que permita

absorber las variaciones de fabricación y ensayo (dispersión de

resultados).

Métodos de diseño de mezclas más difundidos:

Método del comité ACI 211:

Método de las curvas teóricas Método del módulo de fineza total.

Método de los usos empíricos.

Para el diseño de mezclas de utilizará el método del comité ACI 211:

a) Aplicación: Todo tipo de concretos.

b) Resistencia: el concreto se proyectará de modo tal que su

resistencia media de rotura a compresión a la edad especificada

exceda a la resistencia que pueden producirse en obra durante

el proceso constructivo.

c) Relación agua / cemento para la condición de durabilidad: La

durabilidad que tienen los concretos para resistir a los diversos

agentes exteriores, como son; la intemperie, la congelación y el

deshielo, la acción continua o intermitente de las aguas dulces, o

del mar, o sulfatadas, y otros agentes nocivos.






27

Este método entrega una tabla de relación agua / cemento

máximas, en peso, permitidas para diferentes tipos de estructuras

y varias condiciones de servicios para condiciones de durabilidad.

d) Relación agua / cemento para la condición de resistencia a

compresión: el método entrega una tabla de relación agua /

cemento, en peso, para distintas resistencias medidas a

compresión a 28 días con aire incorporado y sin él, en probetas

cilíndricas.

e) Consistencia: Al seleccionar la consistencia adecuada deberá

usarse el asentamiento más reducido posible compatible con la

adecuada colocación del concreto en obra, y para ello el

método entrega una tabla para distintos tipos de construcciones

y con asentamiento de cono, máximo y mínimo.

f) Tamaño máximo nominal: Deberá usarse el tamaño máximo

mayor, ya que esto permite una reducción en cemento y en

agua. Sin embargo el tamaño máximo no será mayor que 1/5 de

la dimensión menor de la pieza que se trata de vaciar, ni mayor

que ¾ de la separación mínima entre armaduras.

El tamaño está determinado por una tabla que especifica

dimensión mínima de la sección y para diversos tipos de

elementos a vaciar.

g) Cantidad de agua: La cantidad de agua es especificada para un

metro cubico de concreto y está en función del tamaño máximo

del árido, de la forma, de la granulometría, asentamiento de

cono y por la cantidad de aire incorporado y es prácticamente

independiente de la cantidad de cemento.

Las cantidades son las máximas esperadas por lo que sí se

requiere más deben ir acompañadas por su respectivo aumento

de cemento.

h) Cantidad de cemento: Conociendo la cantidad de agua de

agua el cemento se determina despejando según relación agua /

cemento.

i) Cantidad de agregado grueso: La máxima cantidad de

resistencia y la mínima cantidad de agua de amasado se

conseguirán cuando se utilicen la mayor cantidad posible de






28

áridos gruesos, compatible con la docilidad. Esta cantidad se

puede usar mediante ensayos y si no se dispone de estos se

puede recurrir a la tabla que entrega de volumen de árido grueso

por unidad de volumen de concreto para diferentes módulos de

finuras de las arenas.

j) Cantidad de agregado fino: Se obtiene de la diferencia, restando

de 1000 los volúmenes de áridos gruesos, cemento, agua y aire.

C. Datos:

Los datos de entrada son:

Lugar de la obra, o condiciones ambientales.

Tipo de obra, o parte de la estructura.

Tipo de agregados y tipo de cemento.

Resistencia de diseño o algún dato relacionado.

D. Procedimiento

El método del American Concrete Institute se basa en tablas

empíricas experimentales mediante las cuales se determinan las

condiciones de partida antes señaladas, en la forma que se explica

a continuación.

1. Determinación de la resistencia promedio (f'cr):

Formula a usar si las empresas tienen una desviación estándar

especificada.

f'cr = f'c + 1.34S

f'cr = f'c + 2.33S-35

S = Desviación normal de los resultados de ensayo de resistencia.

En la medida que más controlado sea todo el proceso de

elaboración, menores serán los valores de “s”, por lo tanto, menor

será la resistencia media proyectar para una determinada

resistencia característica.






29

Según el ACI si no se tiene una desviación estándar especificada

se podrá usar la siguiente resistencia promedia indicada en la

tabla.

Selección de la Resistencia promedio

f'c f'cr

Menor de 210 f'c + 70

De 210 a 350 f'c + 84

Mayor a 350 f'c + 98

2. Determinación del tamaño máximo nominal:

Generalmente en columnas de edificaciones se emplea piedra

hasta de ¾”, en vigas y losas, de ½” y en zapatas, hasta de 2”.

Selección del Tamaño Máximo Nominal

Estructura Tamaño Máximo Nominal

Columnas ¾”

Vigas y Losas ½”

Zapatas 2”

En todo caso, el tamaño máximo nominal del agregado grueso

no deberá ser mayor de.

- 1/5 de menor dimensión entre caras de encofrado.

- 1/3 del peralte de la losa.

- ¾ del espacio libre mínimo entre barras de refuerzo o

paquetes de barras.

3. Determinación del asentamiento:

La consistencia más apropiada para el concreto se establece en

función de las proporciones de agregado grueso y finos

incorporados y es determinada directamente al proceder al cálculo

de las cantidades de agregados en la forma definida en la tabla.

Selección del Asentamiento

Tipos de Construcción Asentamiento

Máxim Mínimo






30

o

Zapatas y muros de cimentación Armados. 3” 1”

Cimentación simple, cajones y subestructuras de

muros. 3” 1”

Vigas y muros armados. 4” 1”

Columnas de edificios. 4” 1”

Losas y pavimentos. 3” 1”

Concreto ciclópeo. 3” 1”

Puede verse que uno de los parámetros de entrada considerados

en ella lo constituye el módulo de finura de la arena,

procedimiento que emplea este método para reflejar la influencia

granulométrica de la arena.

Este procedimiento es simple en su aplicación, pero por ello

mismo adolece de precisión en su definición.

4. Determinación del volumen unitario de agua:

Para su determinación se emplea la tabla que establece la

cantidad de agua expresada en litros por metros cúbicos de

concreto colocado y compactado, en función del asentamiento

de cono definido, del tamaño máximo determinado.

Para la determinación de la dosis de agua debe distinguirse el

caso del empleo de aire incorporado, ya que según se señaló,

este permite una reducción de la dosis de agua por su efecto

plastificador. Sin embargo, la cantidad de aire incorporado debe

adicionarse a la cantidad de agua para el afecto del cálculo de

la dosis de cemento.

Volumen Unitario de Agua

Tamaño

Máximo

Nomina

l

Volumen Unitario de Agua, Expresado en lt/m3, para los asentamientos y Perfiles de

Agregados Grueso Indicado

1” a 2” 3” a 4” 6” a 7”

Agregado

Redondead

o

Agregado

Angular

Agregado

Redondead

o

Agregado

Angular

Agregado

Redondead

o

Agregado

Angular

3/8” 185 212 201 227 230 250

½” 182 201 197 216 219 238

¾” 170 189 185 204 208 227

1” 163 182 178 197 197 216

11/2” 155 170 170 185 185 204

2” 148 163 163 178 178 197






31

3” 136 151 151 167 163 182

Contenido del aire atrapado

Asentamiento

Agua en lt/m3, para los Tamaños Máximos Nominales de Agregado

Grueso y Consistencia Indicados

3/8” ½” ¾” 1” 11/2” 2” 3” 6”

CONCRETO CON AIRE INCORPORADO

1” a 2” 207 199 190 179 166 154 130 113

3” a 4” 228 216 205 193 181 169 145 124

6” a 7” 243 228 216 202 190 178 160 -

CONCRETO CON AIRE INCORPORADO

1” a 2” 181 175 168 160 150 142 122 107

3” a 4” 202 193 184 175 165 157 133 119

6” a 7” 216 205 197 184 174 166 154 -

TAMAÑO MÁXIMO

NOMINAL

AIRE

ATRAPADO

3/8” 3.00%

½” 2.50%

¾” 2.00%

1” 1.50%

11/2” 1.00%

2” 0.50%

3” 0.30%

6” 0.20%

5. Determinación de la relación agua / cemento (a/c):

Estas se efectúa en base a las tablas siguientes; la primera de ellas

define la razón agua / cemento en función de la durabilidad que se

requiere para el concreto durante su vida útil, y la segunda, en base

a la resistencia especificada para el concreto.

De las dos razones agua cemento así determinadas debe elegirse la

menor como definitivas.

Relación A/C por Resistencia a la Comprensión del Concreto

Fc

28 días

(kg/cm2)

Relación Agua – Cemento de Diseño en

Peso

Concreto sin Aire

Incorporado

Concreto con Aire

Incorporado

150 0.870 0.71

200 0.70 0.61

250 0.62 0.53

300 0.55 0.46






32

350 0.48 0.40

400 0.43 -

450 0.38 -

Relación Agua – Cemento por durabilidad del concreto.

Tipo de Estructura

Estructura

expuesta a

congelación y

deshielo.

Estructura

expuesta al agua

de mar o a

sulfatos.

Secciones delgadas (rieles

bordillos, durmientes, obras

ornamentales) y secciones

con menos de 3cm, de

recubrimiento sobre el acero.

0.45 0.40

Todas las demás estructuras 0.50 0.40

6. Determinación de la dosis de cemento:

La dosis de cemento es posible determinarla en base al cociente

entre la dosis de agua determinada en la forma señalada en el

párrafo anterior y la razón a/c.

En el caso de haberse previsto el empleo de un incorporado de aire,

la cantidad de aire incorporado debe sumarse a la dosis de agua

para el efecto del cálculo de la dosis de cemento.

7. Determinación de la dosis del agregado grueso:

Se termina en función del modulo de finura de la arena y el tamaño

máximo.

La dosis de grava aparece expresada en litros por metro cúbico,

debiendo, en consecuencia, multiplicarse por la densidad aparente

de la grava en caso de desear expresarla en kilos por metro cúbico,

determinada en condición compactada en seco.

Peso del Agregado Grueso por Unidad de Volumen del Concreto

TAMAÑO

MÁXIMO

NOMINAL

VOLUMEN DEL AGREGADO GRUESO, SECO Y

COMPACTADO POR UNIDAD DE VOLUMEN DEL

CONCRETO, PARA DIVERSOS MÓDULOS DE

FINEZA DEL FINO

2.40 2.60 2.80 3.00

3/8” 0.50 0.48 0.46 0.44

½” 0.59 0.57 0.55 0.53






33

¾” 0.66 0.64 0.62 0.60

1” 0.71 0.69 0.67 0.65

11/2” 0.75 0.73 0.71 0.69

2” 0.78 0.76 0.74 0.72

3” 0.82 0.80 0.78 0.76

6” 0.87 0.85 0.83 0.81

8. Determinación de la dosis de arena:

Se determina partiendo del hacho que la suma de los volúmenes

reales de agua, cemento, aire incorporado (o atrapado), grava y

arena debe ser igual a un metro cúbico. Ello permite definir el

volumen real de arena, puesto que los restantes son conocidos a

partir de sus dosis calculadas en forma descrita anterior mente, el

cual, multiplicado por la densidad real de la arena, conduce al valor

de la dosis de arena, expresada en kilos por metro cúbico.


Cálculo de las proporciones en peso.

Cemento: agregado fino : agregado grueso / agua

cementoPeso

efectivaAgua

cementoPeso

dogruesoHumePesoA

cementoPeso

finohumedoPesoA

cementoPeso

cementoPeso

,

./

.

.:

,

.:

.

.

Cálculo de las proporciones en volumen.

Datos necesarios:

- Peso unitario suelto del cemento (1500kg/m3).

- Pesos unitarios sueltos de los agregados fino y grueso (en condición

de humedad a la que se ha determinado la dosificación en peso).

Volúmenes en estado suelto:

□ Cemento:

□ Agregado fino:






34

□ Agregado grueso:

En el caso del agua, este se calculara en litros por bolsa de cemento (Lts

Bls), se la siguiente manera:

Cemento: agregado fino: agregado grueso/agua (Lts/Bls)






35

Practica N° 06: Ensayo de la Consistencia (Cono de Abrams)


Determinar la consistencia del concreto en el laboratorio y/o en el

terreno, basándose en el asentamiento de las mezclas.

Si el agregado grueso de la mezcla contiene un porcentaje

apreciable de partículas cuyo diámetro es mayor de 2” este

método de ensayo no es válido.

B. Conceptos Generales:

Una de las propiedades más importantes del concreto en estado

fresco es la manejabilidad, que desde el punto de vista de la

producción y estudio del concreto ha tenido diversas concepciones,

entre las que encontramos:

Según el comité de la ACI 211 (American Concrete Institute) se

considera como aquella propiedad del concreto mediante la

cual se determina su capacidad para ser colocado y consolidado

apropiadamente.

Según el Road Research Laboratory quede definida como la

cantidad de trabajo interno para producir una compactación

completa.

Se define también como el grado de facilidad o dificultad con

que el concreto puede ser mezclado, manejado, colocado,

transportado y terminado sin que pierda su homogeneidad.

La manejabilidad no puede ser medida directamente, pero existen

diferentes métodos que permiten correlacionarla con aluna otra

característica, dentro de ello encontramos el ensayo de

asentamiento, en donde se utiliza un molde en forma de tronco

como denominado cono de Abrams.

C. Equipos y Herramientas:

Molde de metal (cono de Abrams),

galvanizado en forma de tronco de

cono: diámetro de la base superior 4" x

diámetro de la base inferior 8" x altura 12".

Regla graduada en pulgadas para medir

el asentamiento de la mezcla.

Varilla (punta de bala), para apisonar el






36

hormigón de 5/8" de diámetro y 60 cm. De longitud.

D. Procedimiento:

Se tomo una muestra representativa de la mezcla cuya

consistencia se quiere determinar. En el concreto para

pavimentos se deben tomar las muestras inmediatamente

después de que este se vacié sobre la subrasante y se deben

tomar por lo menos cinco muestras de las diferentes partes de la

mezcla.

Se coloca el molde sobre una superficie plana que no sea

absorbente.

El molde se llena usando tres capas de mezcla de

aproximadamente 4" cada una. Cada capa se compacta con 25

golpes de la varilla distribuidos uniformemente. La última capa se

empareja por medio de un palustre o bien con una cuchara de

albañilería.

Después de llenar el molde como se indica, se retira este con un

golpe vertical. Inmediatamente después se determina por medio

de una regla el asentamiento de la muestra con relación a la

altura inicial.






37

E. Análisis de Resultados:

La consistencia se expresa en términos del asentamiento, después de

retirar el molde, con relación a la altura inicial.

Asentamiento (“Slump”) = 12" – altura de la muestra después de

retirar el molde, en pulgadas.

A continuación se detallan los valores de asentamiento

recomendados para distintos tipos de obras

Tipos de Construcción Asentamiento

Máximo Mínimo

Zapatas y muros de cimentación

Armados 3" 1"

Cimentación simples, cajones y

subestructuras de muros 3" 1"

Vigas y muros armados 4" 1"

Columnas de edificios 4" 1"

Losas y pavimentos 3" 1"

Concreto ciclópeo 3" 1"






38

Practica N° 07: Confección de Probetas Cilíndricas de Concreto


Determinar la resistencia a la comprensión de una probeta

cilíndrica de concreto.

B. Conceptos generales:

La resistencia del concreto puede ser garantizada si las probetas

para el ensayo por comprensión son confeccionadas, protegidas y

curadas siguiendo métodos normalizados. De este modo los ensayos

de rotura por comprensión sobre probetas normalizadas, sirven para

determinar la calidad del concreto.

Si, en cambio, se permite que varíen las condiciones de muestreo,

métodos de llenado, compactación, terminación y curado de las

probetas, los resultados de resistencia que se obtengan en el ensayo

respectivo, carecerá de valor, ya que no podrá determinarse si

eventuales resistencias bajas son debidas a la mala calidad del

Concreto o a la fallas cometidas durante las operaciones de

preparación de las probetas, previas al ensayo.


Cemento portland.

Agregado fino – Arena.

Agregado grueso.

Agua.

Palustre.

Pala.

Cono de Abrams.

Modelos cilíndricos.

Balanza.

D. Procedimiento:

Es el mayormente utilizado, las probetas se funden en moldes

especiales de acero o hierro fundido que tienen 15 cm. De diámetro

y 30 cm. De altura. El procedimiento consiste en:

Aceitar el interior del cilindro para evitar que el concreto se

adhiera al metal.






39

El cilindro se llena en tres capas de igual altura y cada capa se

apisona con una varilla lisa de 16 mm. De diámetro, con uno de

sus extremos redondeados; la varilla se hunde 25 veces por capa

en diferentes sitios de la superficie del concreto. Al final de la

compactación, se completa el llenado del molde con mas

mezcla y se alisa la superficie con la ayuda del palustre.

Cuando las capas se han llenado, se dan unos golpes con un

martillo de caucho o con la misma varilla con el objeto de

eliminar las burbujas de aire que se hayan podido adherir al

molde o hayan quedado embebidas en el molde.

Luego, los cilindros deben quedar en reposo, en sitio cubierto y

protegidos de cualquier golpe o vibración, y al día siguiente se les

quita el molde cuidadosamente.

Después de remover el molde, los cilindros deben ser sometidos a

un proceso de curado en tanques con agua de cal, o en un

cuarto de curado a 21°C – 25°C, con el fin de evitar la

evaporación del agua que contiene el cilindro por la acción del

aire o del sol y el desarrollo de la resistencia se lleve a cabo en

condiciones constantes a través del tiempo.


Después de la elaboración de las mezclas en el laboratorio, se puede

deducir que la manejabilidad de un concreto depende

indiscutiblemente y en gran parte de las proporciones de sus

agregados, de la relación agua – cemento, pues existen diversos

factores adicionales que intervienen en ella, tales como las

propiedades del cemento, el contenido del aire, la presencia y

propiedades de los aditivos, la temperatura, entre otros.

http://1.bp.blogspot.com/_80Mtkyecgs4/SOweNGZ2_wI/AAAAAAAAADU/YArBvrFHC_U/s1600-h/clip_image002.jpg






40

MEZCLA

CARACTERÍSTICAS DE LA MEZCLA

ASENTAMIENTO

(cm) Peso

cemento

(gr.)

Relación

A/C

Peso de

agua

(gr.)

Volumen

de arena

(cm3)

Volumen

de china

(cm3)

1

2






41

Practica N° 08: Resistencia a la Comprensión del Concreto


Determinar la resistencia a la comprensión de una probeta

cilíndrica de concreto.

B. Conceptos generales:

La resistencia a la comprensión por parte del concreto es una de las

propiedades mecánicas que cobran mayor importancia en la

industria de la construcción, y es por esto que se hace necesario un

exhaustivo proceso de medida y verificación de la resistencia del

concreto con el cual se trabaja.

La resistencia del concreto de un gran número de factores, entre los

cuales encontramos el contenido de cemento, el contenido de aire,

la granulometría de los agregados, la forma y textura de los

agregados, la resistencia de los agregados, el tamaño máximo del

agregado grueso, el fraguado del concreto, su edad, su curado, la

temperatura y, el más importante, la relación agua – cemento.

Teniendo en cuenta cada uno de los factores mencionados y las

especificaciones de diseño, se prepara una mezcla de concreto

representativa que cumpla con las indicaciones de diseño para

evaluar su resistencia.


Maquina de comprensión hidráulica

manómetro calibrado en libras o

kilogramos.

Balín de acero.

Dos placas de acero.

D. Procedimiento:

Refrentado de Probeta:

Elaborar una pasta pura de cemento alta resistencia y de

consistencia normal o plástica.






42

Aceitar la placa de refrenado.

Retirar los cilindros de su curado inicial sin desmoldarlos, a una edad

entre2 y 4 horas y eliminar la lechada superficial mediante raspado.

Vaciar una porción de pasta en el centro de la probeta y prensar

con una placa lisa y plana hasta topar el borde del molde; retirar el

exceso de pasta.

Devolver el conjunto a su cuadro inicial, depositándolo sobre una

superficie planta y nivelada.

Procedimiento con mortero de cemento

Elaborar un mortero compuesto de: 1000 g cemento grado alta

resistencia, 1000 g arena fina seca que pase por el tamiz de 1,25 mm,

450 g agua. Dejar reposar 1 ó 2 horas y remezclar antes de colocar.

Procedimiento con pasta de azufre

Elaborar una mezcla de azufre compuesto de 55 a 70 partes en peso

de azufre en polvo y 30 a 45 partes en peso de material granular que

pase por el tamiz de 0,315 mm (arcilla refractaria o arena silícea).

Calentar la mezcla en marmita a temperatura controlada entre 130 y

145 °C.

Colocar en las probetas por medio de los dispositivos de refrentado.

Procedimiento con pasta de yeso

Preparar una pasta de yeso de alta resistencia, agregando agua

entre 26% y 30% en peso.

Una vez aplicado a la probeta dejar endurecer.

Una vez preparada la mezcla se refrendado se realiza lo siguiente:

Golpear las capas de refrendado con el mango de un cuchillo o

similar antes de colocar en la prensa, verificando la adherencia a

la probeta.

Medir la dimensión de la sección transversal de la probeta.

Colocar la probeta de ensaye lo más centrado posible entre los

platos de la maquina. Con el objetivo de distribuir la carga

aplicada uniformemente se coloca en la parte superior del

espécimen las placas de carga, entre las placas de carga se

coloca un balín de acero.

Aplicar una pequeña carga inicial a la maquina, de modo que los

platos de carga puedan ser ligeramente rotados a fin de asegurar

un mejor contacto entre estos últimos y las caras cargantes.






43

Aplicar a la carga lentamente a velocidad uniforme hasta que la

probeta falle.

Anotar la carga de ruptura indicada en el manómetro de la

maquina a comprensión.


El cálculo se efectúa a base de la relación siguiente:

Donde:

C= Resistencia a la comprensión en libras por pulgada cuadrada o

kilogramos

por centímetros cuadrados.

W= Carga total de falla, en libras o kilogramos.

A= Área de la superficie cargante, en centímetros o pulgadas

cuadradas.






44

Practica N° 09: DISEÑO DE MEZCLAS CON EL USO DE ADITIVOS

LOS ADITIVOS

Conceptos Generales

Los aditivos son aquellos productos que introducidos en el concreto

permiten modificar sus propiedades en una forma susceptible de ser

prevista y controlada.

Productos que, agregados en pequeña proporción en pastas, morteros

y concretos en el momento de su fabricación, mejoran o modifican una

o varias de sus propiedades.

Aun cuando los aditivos son un componente eventual del concreto,

existen ciertas condiciones o tipos de obras que los hacen

indispensables.

De esta manera su uso estará condicionado por:

a) Que se obtenga el resultado deseado sin tener que variar

sustancialmente la dosificación básica.

b) Que el producto no tenga efectos negativos en otras propiedades

del concreto.

c) Que un análisis de costo justifique su empleo.

Clasificación de los aditivos según normativas y organismos

Clasificación de los aditivos según la norma ASTM 494

TIPO A: Reductor de agua

TIPO B: Retardador de fraguado

TIPO C: Acelerador de fraguado

TIPO D: Reductor de agua y retardador

TIPO E: Reductor de agua y acelerador

TIPO F: Reductor de agua de alto efecto

TIPO G: Reductor de agua de alto efecto y retardador






45

Clasificación de los aditivos según el Centro Tecnológico del Hormigón

- Retardador de fraguado

- Acelerador de fraguado y endurecimiento

- Plastificante

- Plastificante – retardador

- Plastificante – acelerador

- Superplastificante

- Superplastificante retardador

- Incorporador de aire

Aditivos plastificantes o reductores de agua, efectos y campo de

aplicación

Aditivo y dosis usual

Plastificantes o reductores de agua

0.1% a 0.4% del peso del cemento

Propiedad que confiere al concreto

Mejorar la lubricación entre partículas, obteniéndose:

Mayor docilidad con agua constante.

Menor cantidad de agua para docilidad constante.

Mayor facilidad de colocación y compactación.

Aplicaciones recomendadas

Concretos bombeados y premezclado.

Concretos de elementos estrechos o prefabricados.

Concretos de alta resistencia.

ADITIVO QUE USAMOS

CHEMAPLAST

Aditivo plastificante para obtener mayor asentamiento o trabajabilidad






46

del concreto

Descripción

El CHEMAPLAST si bien es básicamente un plastificante, tiene además

otras propiedades. Satisface las especificaciones ASTM C-494 tipo A. es

un concentrado de color marrón listo para usarse, fabricado a base de

agentes dispersantes de alta eficacia estando exento de cloruros, no

siendo tóxico ni corrosivo. Hace posible diseñar mezclas de concreto de

fácil colocación con un contenido hasta 10% menor de agua, trayendo

a su vez el aumento correspondiente en la resistencia a la compresión y

durabilidad del concreto.

Usos

En concretos estructurales de edificaciones y en elementos

esbeltos.

En concreto caravista.

En concretos pretensados y postensados.

En concretos para elementos prefabricados: postes, buzones, cajas,

tuberías, etc.

En concretos para pavimentos y puentes.

En concretos que deben ser desencofrados a temprana edad.

En concretos de reparación en general.

En construcciones frente al mar se recomienda usarlos desde los

cimientos, en el mortero de asentamiento y en el tarrajeo.

En esculturas de concreto.

Características Físico-Químicas

Peso específico: 1.08 gr/cc

Color: marrón oscuro

Aspecto: líquido

Solubilidad con agua

Efecto fisiológico en contacto con los ojos, de darse este caso,

lavarse con abundante agua.

Ventajas






47

El concreto tratado con “CHEMAPLAST” tendrá las siguientes

propiedades:

Mejor acabado: La plastificación permite tener un mejor acabado, por

lo tanto, aumenta la durabilidad.

Aumenta la trabajabilidad: y facilidad de colocación del concreto en

elementos con alta densidad de armadura sin necesidad de aumentar

la relación agua/cemento.

Disminución de la contracción debido a la mejor retención del agua: Así

como mayor aglomeración interna del concreto en estado plástico.

Aumenta la resistencia a la comprensión: y flexión, mejora la

adherencia del fierro de construcción.

Aumenta la hermeticidad al agua: impermeabilizándolo y produciendo

mayor resistencia a la penetración del humedad y por consiguiente al

ataque de sales.

Aumenta la durabilidad: hasta un 100% adicional, debido a su alto

grado de resistencia al salitre, sulfatos y cloruros.

Precaución:

Añada el CHEMAPLAST al agua de la mezcla sin combinarla con otros

aditivos.

Dosificación

Para condiciones promedio, temperaturas, diseño, etc. se debe usar:

Como PLASTIFICANTE

130 a 250 cc por bolsa de Cemento Pórtland en el agua de amasado.

Como IMPERMEABILIZANTE

250 cc por bolsa de Cemento Pórtland en el agua de amasado.

Como ACELERANTE






48

130 cc por bolsa de Cemento Pórtland en el agua de amasado,

debiendo realizarse pruebas previas.

Envases:

- 01 galón

- 05 galones (lata)

- 55 galones (cilindro)

DISEÑO PATRÓN CON ADITIVO

A nuestro diseño patrón le añadimos el aditivo CHEMAPLAST en 3

cantidades distintas, baja, media y alta, según las siguientes relaciones:

Relación

aditivo - cemento

Cantidad de aditivo por bolsa

de cemento (ml.)

Baja 150

Media 250

Alta 350

Diseño patrón

Materiale

s W.S. P.e.

Vol.

abs. W.U.S. W.O. W.U.O 54 Kg.

Cemento 392 3150 0.124 1.00 392 1.00 9.36

Agua 225 1000 0.225 0.57 231.20 0.59 5.52

Arena 791.04 2560 0.309 2.02 795.94 2.03 19.00

Piedra 840.42 2610 0.322 2.14 842.44 2.15 20.12

Aire --- --- 0.020 --- --- ---

Σ=1.00 Σ=5.77






49

La cantidad de cemento que utilizamos es de 9.36 kg, lo que

corresponde a 0.22 bolsas de cemento (9.36 : 42.5 = 0.22). Entonces del

cuadro anterior, obtenemos los valores para las cantidades de aditivo

baja, media y alta.

Relación

aditivo -

cemento

Aditivo para 0.22

bolsas de cemento

(ml.)

Agua (lts.) Slump

Sin aditivo -- 5.52 3.5”

Baja 33 5.00 3.4”

Media 55 4.75 3.4”

Alta 77 4.50 3.5”

Ensayos de resistencia a la compresión del diseño con aditivo

A los 7 días:

Cantidad de

aditivo

Diámetro

(cm) Área (cm2) Carga (Kg)

Resistencia

(kg/cm2)

Sin aditivo 15.00 177 40700 229.9

Bajo (33 ml) 15.05 178 45900 257.9

Medio (55

ml) 15.20 181 56800 313.8

Alto (77 ml) 15.05 178 56000 314.6

A los 14 días:

Cantidad de

aditivo

Diámetro


Resistencia

(kg/cm2)

Sin aditivo 15.05 178 46390 260.6






50

Bajo (33 ml) 15.05 178 57800 324.7

Medio (55

ml) 15.10 179 66200 369.8

Alto (77 ml) 15.05 178 57150 321.1

A los 28 días:

Cantidad de

aditivo

Diámetro


Resistencia

(kg/cm2)

Sin aditivo 15.05 178 54570 306.6

Bajo (33 ml) 15.10 179 59000 329.6

Medio (55

ml) 15.10 179 68200 381.0

Alto (77 ml) 15.10 179 67800 378.8

Cuadro final de resultados

Resistencia (kg/cm2)

7 días 14 días 28 días

Diseño Patrón 299.9 260.6 306.6

Con aditivo (bajo) 257.9 324.7 329.6

Con aditivo

(medio) 313.8 369.8 381.0






51

Con aditivo (alto) 314.6 321.1 378.8

GRAFICA RESISTENCIA Vs. TIEMPO

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

7 14 28Tiempo (días)

Res

iste

nc

ia (

kg

/cm

2)

D.P. D.P. + 33 cc

D.P. + 55 cc D.P. + 77 cc






52






53

Anexo Nº 01

Variación del peso especifico del agua en kg./cm3 respecto a la

temperatura en grados centigramos (°C)

Anexo Nº 02

Tabla de Numeraciones y Aberturas de Tamices

Peso especifico del agua en gramos/centímetros cúbicos

°C 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

0 0.9999 0.9999 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 0.9999 0.9999 0.9998

10 0.9997 0.9996 0.9995 0.9994 0.9993 0.9991 0.9990 0.9988 0.9986 0.9984

20 0.9982 0.9980 0.9978 0.9976 0.9973 0.9971 0.9968 0.9965 0.9963 0.9960

30 0.9957 0.9954 0.9951 0.9947 0.9914 0.9941 0.9937 0.9934 0.9930 0.9926

40 0.9922 0.9919 0.9915 0.9911 0.9907 0.9902 0.9898 0.9894 0.9890 0.9885

50 0.9881 0.9876 0.9872 0.9867 0.9862 0.9857 0.9852 0.9848 0.9842 0.9838

60 0.9832 0.9827 0.9822 0.0.9817 0.9811 0.9806 0.9800 0.9795 0.9789 0.9784

70 0.9778 0.9772 0.9767 0.9761 0.9755 0.9749 0.9743 0.9737 0.9731 0.9724

80 0.9718 0.9712 0.9706 0.9699 0.9693 0.9686 0.9680 0.9673 0.9667 0.9660

90 0.9653 0.9647 0.9640 0.9633 0.9626 0.9619 0.9612 0.9605 0.9598 0.9591

Tamiz (ASTM Tamiz (Nch) Abertura real

Tipo de Suelo (mm.) (mm.)

3" 80 76.12

2" 50 50.80

1 1/2" 40 38.10 GRAVA

1" 25 25.40

3/4" 20 19.05

3/8" 10 9.52

N° 4 5 4.76 ARENA GRUESA

N° 10 2 2.00

N° 20 0.90 0.84 ARENA MEDIA

N° 40 0.50 0.42

N° 60 0.30 0.25

N° 140 0.10 0.105 ARENA FINA

N° 200 0.08 0.074






54

BIBLIOGRAFÍA

BLANCO RODRÍGUEZ, Marvin; MATUS LAZO, Iván, “GUÍAS DE

LABORATORIO MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN”, Universidad

Nacional de Ingeniería.

Reglamento Nacional de Edificaciones, “Norma E-060: Concreto

Armado”.

Norma Técnica Peruana NTP. 334.090 - 2007: CEMENTOS

Norma Técnica Peruana NTP. 400.037 - 2002: AGREGADOS

Capitulo de Estudiantes ACI – UNS, “Compendio de Tecnología del

Concreto”, Universidad Nacional del Santa.

PAGINAS WEBS CONSULTADAS

www.ingenieriacivil.com

www.indecopi.gob.pe/0/home_biblioteca_virtual.aspx

http://www.ingenieriacivil.com/

http://www.indecopi.gob.pe/0/home_biblioteca_virtual.aspx

Documents

Guia de Laboratorio de Tecnología Del Concreto