Práctica 3. Dosificación de una mezcla de concreto, prueba de revenimiento y toma de muestras para su ensaye a compresión

Universidad Tecnológica de México

Construcción de estructuras Dosificación de una mezcla de concreto, prueba

de revenimiento y toma de muestras para su ensaye a compresión

Práctica 3

Área Ingeniería Civil

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Práctica 3. Dosificación de una mezcla de concreto, prueba de revenimiento y toma de muestras para su ensaye a compresión

Datos de la práctica Elaboración: . . . . . . . . . Alumno: . . . . . . . . . . . . Recepción: . . . . . . . . . . Calificación: . . . . . . . . . .

Objetivos: • Determinar la composición adecuada de componentes para una mezcla de

concreto. • Determinar la consistencia de una mezcla de concreto fresco mediante la prueba de

revenimiento. • Tomar una muestra de concreto fresco para comprobar posteriormente su resistencia

a la compresión. Normas de seguridad: • Trabajar dentro del área delimitada por la línea de seguridad. • Utilizar el equipo de seguridad adecuadamente. Equipo de seguridad: • Bata. • Guantes de carnaza. • Guantes de hule. • Gafas de protección. • Zapatos de uso rudo (proporcionados por el alumno). Investigación previa: Estudia y realiza un resumen de los siguientes temas: 1. El concepto de fraguado y el tiempo necesario para dicho proceso. 2. ¿Qué porcentaje de la resistencia a la compresión (f’c) se debe obtener a los

28 días? 3. ¿Qué es el cuarteo de una muestra? 4. ¿Cuántas clases de concreto estructural hay para su uso en las

construcciones y qué características deben tener?


INITE Derechos reservados 5. En México ¿qué organismos norman y tienen procedimientos para la

elaboración de concretos estructurales? 6. ¿Qué tipos de agregados y cemento se utilizan para elaborar los concretos

clase I y clase II? 7. Además de la prueba de revenimiento, ¿qué otras pruebas se pueden realizar

al concreto fresco? 8. ¿Qué es el llamado curado del concreto? 9. ¿Qué es y cómo se presenta el efecto de contracción en el concreto? 10. ¿Cuál es el procedimiento para realizar la toma de muestras del concreto para

su posterior ensaye a compresión? 11. ¿Cuáles son los valores admisibles de revenimiento para un concreto normal? Equipo: • Una balanza de 1 kg de capacidad y 0.1 g de sensibilidad. • Una báscula de 120 kg de capacidad. • Una mezcladora de concreto. • Una escala de 300 mm graduada en mm. • Un cono truncado metálico (cono de revenimiento), de 100 mm (4”) de diámetro

interior en su base inferior, 200 mm (8”) de diámetro interior en su base superior y 300 mm (12”) de altura, provisto de estribos y asas para sujetarlo durante la prueba y posteriormente levantarlo.

• Una varilla de acero, redonda, lisa, de 16 mm (5/8”) de diámetro, 600 mm de longitud aproximada y con al menos una punta semiesférica con el mismo diámetro de la varilla.

• Una varilla de 16 mm (5/8”) con punta de casquete esférico y 60 cm de longitud.

• Una charola de lámina. • 2 botes o cubetas de 20 lt de capacidad. • Un cucharón. • Una pala. • Un mazo de hule. • Un molde normalizado para la elaboración de especímenes cilíndricos de concreto, de

150 mm de diámetro interior y 300 mm de altura. Materiales: • 5000 g de arena. • 3000 g de grava. • Un bulto de cemento de 50 kg. • Agua.


INITE Derechos reservados Introducción Los agregados forman aproximadamente de 70 a 80% de la masa del concreto, por lo tanto, son los principales transmisores de los esfuerzos a que queda sujeta dicha estructura. Debido a estas razones es indispensable conocer su resistencia. La consistencia o revenimiento es una de las pruebas para calificar la manejabilidad de un concreto. La resistencia a la compresión directa en un concreto es un índice de su calidad, se derivan de ella todos los valores de los distintos esfuerzos que se necesitan para estimar su comportamiento estructural. Uno de los métodos para dosificar las mezclas de concreto es el método por volumen y para poder realizar el diseño, se requieren las tablas 1 a 4. Este método se admite para concreto estructural clase II, con f’c de 200 kg/cm2. Para concretos de mayor resistencia se debe emplear el método llamado por peso, empleado en la industria del concreto premezclado.

Revenimiento Tipo de Estructura Fluidez Mín. Máx. Prom. Presas, pilas de puentes,

cimientos, rellanos, pavimentos, etcétera.

Seca 0 8 4

Losas, trabes, muros gruesos. Plástica 8 12 10

Columnas, muros, piezas de pequeñas dimensiones

y gran cantidad de refuerzo.

Fluida 10 20 15

Tabla 1. Revenimientos recomendados para diferentes tipos de construcciones.

Agua en dm3 para los diferentes tamaños máximos del agregado grueso Revenimiento

10 mm 13 mm 20 mm 25 mm 40 mm 50 mm

75 mm

3 a 5 205 200 185 180 160 155 145 8 a 10 225 215 200 195 175 170 160

15 a 18 240 230 210 205 185 180 170 Contenido de aire en dm3 30 25 20 15 10 5 3

Tabla 2. Requisitos aproximados de agua de la mezcla y contenido de aire para diferentes revenimientos y tamaños máximos del agregado grueso.


INITE Derechos reservados f’c (kg/cm2) Agua-Cemento

500 0.35 450 0.38 400 0.43 350 0.48 300 0.55 250 0.62 200 0.70 150 0.80

Tabla 3. Correspondencia entre la relación agua-cemento y la resistencia del concreto a la compresión.

Módulo de finura MF TMA 2.4 2.6 2.8 3.0 3.2

10 325 312 299 286 273 13 384 371 358 345 332 20 429 416 403 390 377 25 462 449 436 423 410 40 488 475 462 449 436 50 508 495 482 469 456 75 527 514 501 488 475

Tabla 4. Volumen de agregado grueso por volumen unitario de concreto. Desarrollo

1. Preparación de la práctica.

a) Verifica que cuentes con el material necesario para la prueba.

b) Prepara el equipo a utilizar en la práctica. 2. Dosificación de la mezcla de concreto.

a) Determina el f’c de diseño, corrigiéndolo por variaciones y por confiabilidad de la prueba empleando (1).

( )

''c corr =1- *

f cFF V

(1)

Donde: F: Confiabilidad de la prueba en porcentaje. V: Variación de la prueba en porcentaje.

b) De la Tabla 1, determina el revenimiento teórico dependiendo del

elemento estructural.



c) De la Tabla 2, determina la cantidad de agua y de aire incluido en 3dm empleando (2).

AI = 1000 * Porcentaje de aire incluido (2)

d) De la Tabla 3 se determina la relación agua-cemento dependiendo del f’c corregido.

e) Con la cantidad de agua y la relación de agua-cemento se determina la

cantidad de cemento en 3dm empleando (3).

AA-CCemento = PVC

(3)

Donde: A: Cantidad de agua en . 3dmA – C: Relación agua-cemento obtenida de la tabla 3. PVC: Peso volumétrico del cemento (3000 3kg m )

f) De la tabla 4, determina la cantidad de grava en 3dm , dependiendo del

tamaño máximo del agregado y del módulo de finura.

g) La cantidad de arena se calcula con (4). (4) Arena = 1000 - cemento - grava - agua - aire incluido

h) Multiplica cada uno de los elementos constituyentes del concreto por su peso volumétrico (el del cemento es de 3000 3kg m ) y suma para conocer el peso volumétrico del concreto. Esto se hace para convertir los 3dm a kg.

i) Corrige la arena y la grava por absorción de los materiales empleando (5)

y (6). (5) Arena = Arena * ( 1 - absorción de la arena) (6) Grava = Grava * ( 1 - absorción de la arena)

j) Suma el cemento, la arena y la grava; la diferencia con el peso volumétrico del concreto es la cantidad de agua (7).

Agua = PVC - arena - grava - cemento (7)

Donde: PVC: Peso volumétrico del concreto.



k) Corrige la arena y la grava por humedad de los materiales empleando las ecuaciones (8) y (9).

Arena = Arena * ( 1 - humedad de la arena) (8) (9) Grava = Grava * ( 1 - humedad de la arena)

l) Suma el cemento, la arena y la grava; la diferencia con el peso volumétrico del concreto es la cantidad de agua (10).

Agua = PVC - arena - grava - cemento (10) 3. Elaboración de la mezcla.

1. Mide las cantidades de material a utilizar de acuerdo con la mezcla diseñada en el apartado anterior: dosificación de la mezcla.

2. Humedece la revolvedora y dosifica los materiales en el siguiente orden:

agua, agregado grueso, cemento y agregado fino.

3. Mezcla los materiales por tres minutos.

4. Deja reposar la mezcla por dos minutos tapando la boca de la misma con una jerga húmeda para evitar evaporación de agua.

5. Después, reinicia el remezclado por tres minutos más y vacía el concreto

en la charola.

6. Homogeneiza la muestra y determina el revenimiento.

7. Elabora los especímenes de concreto y otras pruebas.

8. Cubre los especímenes para el curado con una bolsa de polietileno para evitar evaporación.

9. Después de 24 horas desmolda los especímenes e identifícalos con un

número de control para guardarlos en el cuarto de curado. 4. Prueba de revenimiento.

a) Uniformiza la mezcla de concreto fresco para la prueba mezclándola con el cucharón.



Figura 1. Concreto fresco.

b) Coloca el molde sobre una superficie plana, rígida y no absorbente;

sujétalo con los pies.

c) Vierte el concreto fresco con el cucharón en el interior del molde, hasta ocupar una tercera parte de su volumen.

Figura 2. Llenado del molde con concreto.

d) Compacta cada capa con 25 penetraciones de la varilla en todo su

espesor, distribuyendo uniformemente las penetraciones en toda la superficie.



Figura 3. Varillado del concreto en el molde.

e) Deberás llenar el cono en tres capas, las cuales se trabajan como se indica en los

pasos c) y d); solamente que al compactar con la varilla la segunda y tercera capas, deberás tener precaución de que la varilla penetre 25 mm (1”) por lo menos en la capa anterior.

f) Cuando termines el llenado enrasa con la misma varilla y retira toda la

mezcla que se haya caído afuera del molde.

g) Levanta el molde, sujetando por las asas al molde (previo retiro de los pies de los estribos), con un movimiento vertical ascendente, sin provocar torsión al mismo molde, en un tiempo de 5 segundos con una tolerancia de ± 2 segundos.

Figura 4. Desmolde del cono.

h) Coloca el molde a un lado de la muestra de concreto. Mediante la varilla y

la escala graduada mide la diferencia de altura (figura 5).



Figura 5. Medición de la altura de la muestra de concreto.

5. Considera que el volumen de concreto elaborado en la práctica corresponde a una

muestra de concreto fresco, tomada para elaborar y ensayar a la compresión especímenes cilíndricos normalizados. El procedimiento descrito en este inciso deberás realizarlo cuatro veces, con el fin de manufacturar igual número de especímenes cilíndricos, que posteriormente ensayarás en la práctica No. 5. Utiliza el cucharón para colocar y distribuir el concreto en el interior del molde, no lo tomes con las manos.

a) Llena solamente el primer tercio del molde. b) Inserta hasta el fondo y retira la varilla dentro del concreto 25 veces. A este

proceso se le llama varillado. El varillado debe ser uniforme en el interior del molde.

c) Golpea ligera y uniformemente con el mazo de hule de 10 a 15 veces las

paredes del molde para provocar que se llenen los huecos creados por el varillado.

d) Llena el segundo tercio del molde con concreto. e) Realiza el varillado, procurando penetrar 25 mm el concreto colocado en el

primer tercio del molde. Recuerda hincar la varilla 25 veces. f) Golpea el molde para llenar los huecos dejados por el varillado al segundo

tercio del molde. g) Llena completamente el molde y aplica el varillado procurando penetrar 25

mm el concreto colocado en el segundo tercio del molde. Recuerda hincar la varilla 25 veces.

h) Golpea el molde para llenar los huecos dejados por el último varillado.


INITE Derechos reservados i) Retira el exceso de concreto con la varilla de forma que quede una

superficie nivelada y lisa. j) Identifica el molde anotando en el exterior la siguiente información básica: número

de espécimen, fecha de colado y clave de la obra. k) Protege de inmediato los moldes para evitar la pérdida de humedad no

controlada. Colócala en un lugar apropiado para su curado y almacenamiento. El ensaye se realizará en la práctica 5, aproximadamente a los 28 días después de este proceso.

Análisis y presentación de resultados Reporta los siguientes valores. 1. F'c corregido por variaciones y por confiabilidad (F'c corr) . 2. Aire incluido (AI). 3. Cantidad de agua (A) y la relación de agua-cemento (A-C). 4. Cantidad de cemento. 5. Cantidad de grava. 6. Cantidad de arena. 7. Cantidad de arena y grava corregidas por absorción. 8. Cantidad de agua corregida. 9. Cantidad de arena y grava corregidas por humedad. 10. Cantidad de agua corregida. 11. Medida del revenimiento obtenido. 12. Revenimiento esperado según la norma medida normalizada (valor de la

Tabla 4). 13. Compara el valor del revenimiento medido contra el normalizado. Conclusiones 1. ¿Cuál sería el procedimiento indicado para corregir el revenimiento en caso de

que no se obtenga el proyectado? 2. ¿Cuál sería el procedimiento indicado para corregir el revenimiento en caso de

que no se obtenga el proyectado? 3. ¿Cuál es la función del cemento? 4. ¿Qué materiales son los que determinan la resistencia del concreto? Notas para los alumnos


INITE Derechos reservados 1. El reporte final de la práctica deberá ser entregado a máquina de escribir o

procesador de textos sin excepción. 2. Las prácticas impresas sólo sirven de guía y referencia. 3. No se aceptan copias fotostáticas del reporte final. 4. La entrega del reporte de práctica es por alumno. Fuentes de información Secretaría de Comercio y Fomento Industrial Normas Mexicanas (ONNCCE) • NMX-C-156 (Revenimiento) • NMX-C-160 (Elaboración y curado en obra de especímenes cilíndricos) • NMX-C-161 (Concreto fresco – Muestreo) • NMX-C-155 (Concreto hidráulico industrializado – Especificaciones) • NMX-C-403 (Concreto hidráulico para uso estructural) • Normas técnicas complementarias de concreto del R.C.D.D.F. 2004. http://www.imcyc.com/ct2008/mar08/PROBLEMAS.pdf http://www.imcyc.com/cyt/agosto/productos.htm http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/5/58/Concrete_pouring_0020.jpg



INFORMACIÓN CONFIDENCIAL Construcción de estructuras, P3 Rev. 5 Agosto 2008 13

El presente documento es una obra colectiva redactada bajo la metodología didáctica desarrollada por el Instituto de Investigación de Tecnología Educativa de la Universidad Tecnológica de México. Prácticas de Construcción de estructuras Director de Desarrollo de Ingeniería Ignacio Rodríguez Robles Colaboración en la redacción Juan Ignacio Calva Hernández Colaboración en la validación técnica Mónica del Carmen Coria Gómez Colaboración en la revisión pedagógica Romy Pérez Moreno Colaboración en la revisión de estilo Dulce María Suárez López


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