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INFORME N°04: DISEÑO
DE MEZCLA DE MODULO
DE FINURA
UNIVERSIDAD CONTINETAL
EAP INGENIERÍA CIVIL
INGENIERÍA CIVIL
INFORME N°04: DISEÑO DE MEZCLA DE MODULO DE FINURA
CATEDRÁTICO
ING. GARCÍA LA MADRID MARGARITA
INTEGRANTES
COCA HUAMANI MARCO ANTONIO
CONDOR BERNARDO BETSY NINOSKA
HUAMAN RODRIGUEZ BEKYN
MANRIQUE PIÑAS MAYRA LILIANA
PEREZ LIMAS CESAR DEYVI
PONCE CHAVEZ MELANIE
ROJAS GARCIA FELIMON
ROMERO PALACIOS DAVID
HUANCAYO—PERÚ
JUNIO - 2016
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INTRODUCCIÓN
En la actualidad gracias al progreso de la industria química y recientemente la nanotecnología, los
aditivos han sido incorporadas al concreto, y actualmente podemos encontrar un sinnúmero de
productos en el mercado que satisfacen la gran mayoría de las necesidades para los usuarios de
concreto.
El éxito al usar los aditivos depende mucho de la forma de uso y de la acertada elección del
producto apropiado.
Se ha progresado mucho en este campo y es conveniente que se informen ya que la eficacia
depende en gran parte de esto
1. MEMORIA:
1.1. ANTECEDENTES:
Los antecedentes más remotos de los aditivos químicos se encuentran en los concretos
romanos, a los cuales se incorporaba sangre y clara de huevo.
La fabricación del cemento portland alrededor de 1850 y el desarrollo del concreto
armado, llevó a regular el fraguado con el cloruro de calcio, patentado en 1885. Al inicio del
siglo se efectuaron sin éxito comercial estudios sobre diferentes aditivos.
El primer antecedente de los aditivos químicos modernos se encuentran en el empleo
ocasional del sulfonato naftaleno formaldehido, que fue utilizado en 1930 para actuar como
dispersante en concretos con adiciones negro de humo, destinados a carriles de
pavimentos que por su coloración pudieran llamar la atención de ¡os conductores de
vehículos. Si bien en 1932 se registró una patente de los EE.UU. no se aplicó por su elevado
costo y exceder los requerimientos de las construcciones de concreto de esa época.
1.2. OBJETIVO GENERAL:
-Determinar los usos y las cualidades que deben tener los aditivos en diferentes actividades
de la construcción.
1.3. OBJETIVO ESPECIFICOS:
-Especificar los diferentes usos que tienen los aditivos en la construcción.
-Determinar las cualidades que deben tener los aditivos para ser usados en la construcción.
2. JUSTIFICACION:
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El presente trabajo se realizó porque es necesario conocer los usos y las cualidades
de los aditivos, ya que en el campo de la ingeniería civil se utilizara para grandes
construcciones, en algunas de ellas nos apoyaremos de los aditivos.
3. GENERALIDADES:
2.1 NORMATIVA:
o Norma técnica ASTM-C494
o Comité 212 del ACI
o Norma francesa AFNOR P 18-123 “Betons: Definitions et Marquage des Adjuvants
du Betons”
2.2 MARCO TEÓRICO:
o ADITIVOS
Los aditivos son productos que se adicionan en pequeña proporción al concreto
durante el mezclado en porcentajes entre 0.1% y 5% (según el producto o el efecto
deseado) de la masa o peso del cemento, con el propósito de producir una modificación en
algunas de sus propiedades originales o en el comportamiento del concreto en su estado
fresco y/o en condiciones de trabajo en una forma susceptible de ser prevista y controlada.
Esta definición excluye, por ejemplo, a las fibras metálicas, las puzolanas y otros. En la
actualidad los aditivos permiten la producción de concretos con características diferentes a
los tradicionales, han dado un creciente impulso a la construcción y se consideran como un
nuevo ingrediente, conjuntamente con el cemento, el agua y los agregados.
o CONCRETO FRESCO
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Entre las características que tienen los aditivos frente al concreto fresco, están las de
incrementar la trabajabilidad sin aumento de agua o similar trabajabilidad reduciendo el
contenido de agua. El retardar o acelerar el fraguado. También modifican el revenimiento;
disminuyen el sangrado; reducen la segregación y mejoran la bombeabilidad del concreto.
o CONCRETO ENDURECIDO
Ante este concreto, la presencia de aditivos ayudan a acelerar la ganancia de
resistencia temprana; a incrementar la resistencia; a mejorar la durabilidad frente a
exposición severa; a disminuir la permeabilidad; a producir expansión o controlar la
contracción; a incrementar la adherencia con las barras de acero de refuerzo; a impedir la
corrosión de las barras de refuerzo, así como a controlar la reacción álcali- agregado. Cabe
decir que, debido especialmente al desarrollo del concreto premezclado, se realizaron
investigaciones para una nueva generación de aditivos con elevados niveles de reducción
de agua en las mezclas de concreto, que fueron denominados superplastificantes o aditivos
reductores de agua de alto rango. En Alemania se estudió la aplicación de
superplastificantes en base a las sales del formaldehido- melamina sulfonato, productos
que inicialmente se encontraban en el mercado para otros usos industriales, pero que luego
tuvieron un gran desarrollo en la industria del premezclado. Paralelamente, en Japón se
investigaron productos basados en sales de formaldehido naftaleno sulfánico, que fueron
empleados intensamente en los Estados Unidos, especialmente en concretos de alta
resistencia. Por cierto, los aditivos denominados de segunda generación fueron
normalizados por la ASTM incluyéndolos como tipos E y G en la norma de aditivos químicos,
con propiedades de actuar como reductores de agua y como retardadores de fraguado.
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4. CLASIFICACION:
Debido a que sus efectos son muy variados, una clasificación así es muy extensa,
además debido a que un solo aditivo modifica varias características del concreto, además
de no cumplir todas las que especifica.
4.1 Según la norma técnica ASTM-C494 :
a) TIPO A: Reductor de agua
b) TIPO B: Retardante
c) TIPO C: Acelerante
d) TIPO D: Reductor de agua retardante
e) TIPO E: Reductor de agua acelerante
f) TIPO F: Súper reductor de agua
g) TIPO G: Súper reductor de agua retardante
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4.2. Según el comité 212 del ACI:
Los clasifica según los tipos de materiales constituyentes o a los efectos característicos en
su uso:
a) Aditivos acelerantes.
b) Aditivos reductores de agua y que controlan el fraguado.
c) Aditivos para inyecciones.
d) Aditivos incorporadores de aire.
e) Aditivos extractores de aire.
f) Aditivos formadores de gas.
g) Aditivos productores de expansión o expansivos.
h) Aditivos minerales finamente molidos.
i) Aditivos impermeables y reductores de permeabilidad.
j) Aditivos pegantes (también llamados epóxicos).
k) Aditivos químicos para reducir la expansión debido a la reacción entre los agregados y
los alcalices del cemento. Aditivos inhibidores de corrosión.
l) Aditivos fungicidas, germicidas o insecticidas.
m) Aditivos floculadores.
n) Aditivos colorantes.
4.3. DE ACUERDO A SU FUNCION PRINCIPAL:
a) Aditivo reductor de agua:
Son aquellos aditivos que incrementan el asentamiento o trabajabilidad del mortero o
concreto fresco sin aumentar el contenido de agua inicial o mantienen la trabajabilidad
permitiendo reducir una cierta cantidad de agua en la mezcla.
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Clases de aditivos reductores de agua:
PLASTIFICANTES:
Incrementan la trabajabilidad manteniendo el contenido de agua
Mejoran las características de colocación sin afectar la resistencia y durabilidad.
SUPERPLASTIFICANTES:
Presentan propiedades parecidas con los reductores de agua convencionales, sólo
que la reducción del contenido de agua de 12% a 20%.
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El asentamiento (slump) que conforman es muy alto (superior a 6”) en concretos
normales, por lo que sirve para mezclas autocompactantes. También sirve de
plastificante para concretos de alta resistencia con relaciones a/c menores a 0.50.
b) Acelerantes y retardantes de fragua:
Tienen por finalidad incrementar o disminuir significativamente el desarrollo inicial
de resistencia en compresión y/o acortar el tiempo de fraguado. Deberán cumplir
con los requisitos de las Normas ASTM C 494 ó C 1017, o de las Normas NTP
339.086 ó 339.087.
Usualmente se combinan estas propiedades con aditivos reductores de agua y/o
plastificantes.
También incrementan o disminuyen el calor de hidratación, lo que lo hace adecuado
para mezclas sometidas a variaciones de temperaturas muy altas o muy bajas
(retardantes – temp. > 30°C, acelerantes – temp. <10°C).
En el caso de los acelerantes, permiten desencofrados rápidos. Los retardantes son
también recomendados para vaciados masivos.
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c) Aditivos para reducir la reacción álcaliagregados:
Recientemente se han desarrollado diversos tipos de aditivos que incorporados
al concreto, permiten reducir la expansión causada por la reacción álcali- agregados.
Los aditivos químicos fueron aplicados inicialmente en la década de los sesenta y
recientemente han adquirido nueva presencia. Se emplean principalmente sales de
litio en porcentajes cercanos al 1% y sales de bario, entre 2 y 7 %, en relación a la
masa de cemento. Esta técnica está limitada por el costo de los aditivos y la
prevención que existe por la modificación de la resistencia. Cabe decir que su empleo
es restringido debido a que la información sobre experiencias aún es escasa mientras
que su costo resulta elevado.
d) Aditivos para mejorar la bombeabilidad:
Es posible obtener en el mercado productos que incrementan la productividad
del concreto bombeado, mejorando la cohesividad, disminuyendo el sangrado y
limitando la segregación. Estos aditivos mejoran las mezclas deficientes en finos o de
granulometría incompleta de los agregados, reducen los problemas de taponamiento
y permiten mantener la presión de suministro continuo. La destacada evolución de los
aditivos químicos en el mercado como los fluidificantes reductores de agua y los
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superplastificantes contribuyen en gran medida al mejoramiento de las mezclas para
bombeo.
e) Aditivos inhibidores de corrosión:
La corrosión electroquímica ataca al acero de refuerzo disminuyendo su
sección, pero debido a las características de esta patología se ven afectados el
concreto y su adherencia con el acero, haciendo que el deterioro se produzca en
tiempos menores que los esperados. Hoy en día la industria del concreto puede
ofrecer soluciones que permiten mejorar la protección de las estructuras expuestas a
medios agresivos, mediante la aplicación de aditivos inhibidores de corrosión que le
permiten al concreto reforzado hacer frente a concentraciones muchos mayores de
estas sales. Los aditivos inhibidores de corrosión modifican químicamente la
superficie del acero con el propósito de disminuir o detener la corrosión. Es importante
destacar que los inhibidores no detienen el ingreso de los cloruros, sino que protegen
el acero frente a grandes concentraciones del mismo. Estos aditivos son una solución
de nitrito de calcio, que se mezcla en el concreto en estado fresco y permiten que
todas las barras del acero de refuerzo queden en contacto en toda la superficie de la
barra, dando así una completa protección. Una de las principales ventajas que tiene
este sistema frente a otros sistemas de protección es que el nitrito de calcio no tiene
efectos negativos sobre las características físicas del concreto
f) Lechadas para inyección:
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Otras aplicaciones en la que es fundamental el empleo de aditivos que
modifiquen la viscosidad son las lechadas para inyección en los cables de pretensado,
ya que las diferencias de presión pueden provocar una migración del agua y, por
tanto, se necesita proporcionar a la lechada una elevada resistencia al sangrado.
Asimismo, las lechadas de inyección en general, requieren de un comportamiento
pseudoplástico para facilitar la inyección, así como capacidad para retener la
humedad al estar en contacto con superficies que puedan absorber agua y la
capacidad de mantener las partículas de cemento en suspensión, una vez que la
inyección cesa.
g) Aditivos reductores de retracción :
Este aditivo de concreto fue desarrollado en Japón a finales de la década de los
noventa. Estas sustancias están diseñadas para actuar sobre el material
disminuyendo la tendencia del concreto a retraerse durante su hidratación. Estas
sustancias tienen una acción doble tanto sobre las características físicas del líquido
intersticial al interior del concreto (disminuyendo entre otros su tensión superficial)
como sobre la tendencia general del sistema a disminuir su volumen original.
5. MODO DE USO:
Los aditivos se dosifican hasta en un 5% del peso de la mezcla y comúnmente son
usados entre el 0.1 % y 0.5 % del peso del cemento.
La utilización de aditivos no debería, con toda objetividad ser subestimada o
menospreciada.
El efecto deseado y su uso lo describen los propios fabricantes pero algunos son
desconocidos incluso por ellos, por lo que es importante que antes de su uso se
realicen pruebas a fin de constatar las propiedades del material.
El uso del aditivo debe incluirse en el diseño de mezcla de concreto.
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6. FUNCIONES DE LOS ADITIVOS:
6.1. En el concreto fresco:
· Incrementar la trabajabilidad sin aumentar el contenido de agua.
· Disminuir el contenido de agua sin modificar su trabajabilidad.
· Reducir o prevenir asentamientos de la mezcla.
· Crear una ligera expansión.
· Modificar la velocidad y/o el volumen de exudación.
· Reducir la segregación.
· Facilitar el bombeo.
· Reducir la velocidad de pérdida de asentamiento.
6.2. En el concreto endurecido:
· Disminuir el calor de hidratación.
· Desarrollo inicial de resistencia.
· Incrementar las resistencias mecánicas del concreto.
· Incrementar la durabilidad del concreto.
· Disminuir el flujo capilar del agua.
· Disminuir la permeabilidad de los líquidos.
· Mejorar la adherencia concreto-acero de refuerzo.
· Mejorar la resistencia al impacto y la abrasión.
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ADITIVOS NATURALES
LA FIBRA DE MAGUEY Métodos para Extracción de Fibras de Maguey Para ello, se separan mecánicamente la corteza de los tejidos vegetales que contienen las fibras a mano, o bien industrialmente con el uso de maquinaria. Posteriormente se secan al sol y finalmente la fibra se suele extraer mediante un proceso químico. Para ello se meten las fibras en agua con soda cáustica, fosfatos u otros químicos para eliminar las gomas y pectinas que contienen los tejidos de la propia fibra. Después se sacan del agua, se lavan y se dejan secar al sol. Todas las fibras que serán utilizadas en esta investigación se lavaran con agua potable para eliminar la presencia de carbohidratos libres, posteriormente fueron secadas al sol. DOSIS 1.-Se usaron fibras tratadas y cortadas a las siguientes longitudes: 10-20, 20-30, 30-40, 40-50 y 300 mm 2.-porcentajes del volumen total de la mezcla: 0.5, 1, 1.5 y 2% 3.- El diámetro de la fibra se medira en ambos extremos con un vernier digital de 0.01 mm de precisión, espesor minimo=0.16 mm , máximo =0.26 mm MEZCLADO Para reducir la cantidad de agua que puede absorber la fibra, y adicionalmente darle una protección contra el medio alcalino de la pasta de cemento, se consideró utilizar sustancias que fueran hidrófobas y económicas para no encarecer el proceso: Aceite de linaza. Aceite de linaza + resina natural. a. Parafina.
b. Parafina + resina natural.
c. Sellador para madera.
d. Creosota.
VIDRIO MOLIDO
Estudios realizados por la Universidad de Michigan (MSU) en EEUU, han dado como resultado el
descubrimiento de un nuevo tipo de concreto, el cual lleva en su composición vidrio molido, lo que
hace al concreto más fuerte, más durable y más resistente al agua. El campus de MSU tiene varios
sitios de prueba donde se probó la mezcla del concreto-vidrio y, hasta ahora, los resultados han sido
bastante positivos.
Aproximadamente 20 por ciento del cemento utilizado para producir concreto se sustituye por
vidrio (reciclado) molido, generando un significativo ahorro en cemento. Además, el uso de vidrio,
ayuda a reducir la cantidad de vidrio que termina en los vertederos, y ayuda a reducir las
emisiones de dióxido de carbono que son comunes, debido a las altas temperaturas necesarias
para crear cemento.
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"El Vidrio molido entra en una reacción beneficiosa con los hidratos del cemento, así que
básicamente la química del cemento se mejora con el vidrio", dijo Parviz Soroushian, profesor de
ingeniería civil y ambiental que ha estudiado la mezcla del vidrio y el concreto. "Se hace más
fuerte y más durable y no absorbe el agua tan rápido como el cemento regular."
TABLA DE DOSIFICACION PARA EL ENSAYO
DE RESISTENCIA PARA 6 ESPECIMENES
ANALISIS DE RESULTADOS
ESFUERZOS DE MORTEROS PATRON (kg-f/cm2)
CONCLUSIONES
Resistencias máximas :
Patrón 154.50 kgf/cm2, 15 % de vidrio 159.40 kgf/cm2, 20% vidrio
196.32 kgf/cm2, 25%vidrio 167.83 kgf/cm2. Siendo el de 20% el
adecuado que supera la resistencia a la compresión del concreto patrón.
Mortero con 20 % de vidrio incrementa la resistencia respecto al patrón en
un 21.3 % a los 7 días de roturación
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