informe final - tco
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FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL, 2011 II
”
UNIVERSIDAD DE PIURAFACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL
TECNOLOGÍA DEL CONCRETO (TCO)
INTEGRANTES: Araujo Navarro, William
Ruesta Izaguirre, Gonzalo
Torres Luna, Miguel
Zapata Rosales, Darwin
PROFESOR: Ing. Christian Mario Varhen García
TEMA: “Influencia del uso de diferentes tipos de cemento en las propiedades del concreto”
FECHA: Viernes 18 de noviembre del 2011
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RESUMEN
El siguiente informe tiene como finalidad describir las diferencias entre la resistencia de un concreto
elaborado con cemento Tipo 1 y otro con tipo MS, en base a un diseño de mezcla para el tipo MS (resistencia
a la compresión de 210 kg/cm2).
Para esto se seleccionaron y compraron los dos tipos de cemento y los agregados para la elaboración
de probetas de idénticas dimensiones (4 para cada tipo de cemento), las cuales se ensayaron para definir la
resistencia de ambos concretos a diferentes edades (7 y 21 días).
Previo paso se ensayaron los agregados para definir sus características físicas, y así determinar el
diseño de mezcla más apropiado para lograr cierta resistencia a la compresión. En este trabajo se muestran
todos los ensayos realizados con sus respectivas normas técnicas peruanas, de caracterización de los
agregados, ensayos del concreto en estado fresco así como del concreto endurecido.
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CONTENIDO
INTRODUCCION 5
OBJETIVOS 6
ENSAYOS 7
Granulometría 8
Peso Unitario 12
Contenido de Humedad 16
Gravedad Específica y capacidad de absorción 19
Slump 28
Densidad del Concreto 31
Contenido de aire del concreto 33
Elaboración de Probetas 35
Curado 40
Resistencia a la compresión 42
CONCLUSIONES 51
ANEXOS 53
4
INTRODUCCIÓN
El origen del concreto se remonta desde los egipcios que utilizaban un mortero, mezcla de arena con
materia cementosa para unir bloques y lozas de piedra. Los constructores griegos y romanos descubrieron que
ciertos depósitos volcánicos, mezclados con caliza y arena producían un mortero de gran fuerza, capaz de
resistir la acción del agua, dulce o salada.
Desde esos tiempos hasta hoy, el concreto se ha convertido en uno de los materiales de construcción
más utilizados, esto debido a las grandes ventajas que proporciona. Por ejemplo, en lo económico resalta su
bajo costo de producción y la durabilidad, en el proceso constructivo cabe destacar su capacidad para ser
moldeado, pero su principal propiedad se encuentra relacionada al campo estructural y es su gran resistencia a
la compresión.
Ahora ¿Cómo saber si un determinado concreto proporciona las ventajas antes mencionadas? Bueno,
la calidad del concreto depende de la calidad de la pasta, de los agregados y de la unión entre los dos, por esta
razón es necesario no sólo conocer las características de estos como componentes individuales, sino también
la proporción en la que cada uno está presente en el concreto, ya que sus propiedades y características
dependen de esta información. Todas las consideraciones anteriores no servirían de nada si no se tiene
cuidado en el proceso de mezclado, consolidación y curado, si no se llevará un buen control de lo antes
mencionado el concreto tendría un desempeño pobre, el cual solo sería observado con el transcurrir del
tiempo debido a que su comportamiento no se podría predecir por la falta de control. Es por ello que existen
métodos de ensayo normalizados y estandarizados los cuales permiten llevar un correcto control de la calidad
del concreto, permitiendo conocer si con nuestra dosificación y materiales se está obteniendo las
características especificadas por la obra. Además permiten detectar posibles fallas durante su proceso de
elaboración y corregirlas a tiempo sin comprometer la integridad de la estructura a construir.
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OBJETIVOS
El objetivo principal de este informe es justificar los resultados de los ensayos de los distintos tipos
de concreto elaborados con cemento Portland Tipo I y del tipo MS tanto en su estado fresco como
endurecido.
Este informe también busca comentar la forma correcta de realización los ensayos, los posibles
errores que se pueden cometer y los posibles problemas que serian consecuencia de los errores en los
ensayos.
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CARACTERIZACIÓN DE LOS
AGREGADOS
7
I. GRANULOMETRÍA
8
1. Análisis Granulométrico
(NTP 400.012 – 2001)
1.1. Objetivos
- Determinar el tamaño máximo nominal del agregado grueso y fino con la finalidad de definir su
aplicación en diferentes elementos estructurales.
- Basándose en los husos granulométricos, se determina los requerimientos de la pasta para elaborar
un concreto más económico y trabajable. Además, se define los cuidados y consideraciones que se
deben tener en cuenta al transportar y poner en obra al concreto.
- Determinar el módulo de fineza (MF) para agregados finos, con la finalidad de conocer la cantidad
pasta necesaria (MF bajo podría indicar que se requiere mayor cantidad de pasta, a diferencia de un
MF alto).
- Definir la distribución del tamaño de las partículas para corregirla por medio de los procedimientos
de desecho de finos o combinación con otros agregados, para obtener una granulometría que se
encuentre dentro de los husos granulométricos.
1.2. Procedimiento
AGREGADO GRUESO
- Se escoge una muestra representativa seca del total y se realiza el cuarteo de esta. Después se escoge
una parte del cuarteo y se pesa.
- Se selecciona los tamices a utilizar, y se ordenan de forma decreciente, ubicando el fondo en la parte
inferior (1", ¾", ½", 3/8", #4 y fondo).
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- A continuación, se procede a vaciar el agregado sobre los tamices, procurando evitar el exceso de
pérdidas.
- Se independiza cada tamiz, y se pesa el material retenido en cada uno.
AGREGADO FINO
- Escoger una muestra representativa del total y se seca a una temperatura de 110°C ± 5°C.
- Retirar la muestra del horno y realizar el lavado de esta empleando el tamiz #200 con la finalidad de
eliminar el exceso de finos.
- Nuevamente secar la muestra a una temperatura de 110°C ± 5°C.
- Seleccionar los tamices a emplear y ordenarlos de manera decreciente ubicando el fondo en la parte
inferior (#4, #8, #16, #30, #50, #100, #200 y fondo).
- Vaciar el agregado sobre los tamices intentando evitar el exceso de pérdidas.
- Se procede a manipular cada uno de los tamices dándoles golpes suaves en los borde asegurando la
correcta distribución de los agregados.
- Independizar cada uno de los tamices y pesar el retenido en cada uno de estos.
1.3. Cálculos
Parámetros
o En la granulometría, no más del 45% debe ser retenido entre dos tamices consecutivos
o El MF del agregado fino se encuentra entre 2.4 - 3.1
10
AGREGADO GRUESO
Tamiz Peso retenido (Kg) %Retenido % Retenido Acumulado
1" 0.485 4 4
¾" 2.595 23 27
3/8" 4.555 40 67
#4 2.990 27 94
Fondo 0.72 6 100
Total 11.345 100
Peso inicial 11.472 Pérdidas 0.127
Tabla 1.- Análisis Granulométrico del Agregado Grueso
Tamaño máximo nominal = 1" Módulo de fineza = 6.88
AGREGADO FINO
Tamiz Peso retenido (Kg) %Retenido % Retenido Acumulado
#4 6.4 1 1
#8 52.7 11 12
#16 85.8 18 30
#30 84.4 18 48
#50 81.2 17 65
#100 107.1 22 87
#200 55.4 12 99
11
Fondo 3.1 1 100
Total 746.1
Peso Inicial 746.4 Pérdidas 0.3
Tabla 2.- Análisis Granulométrico del Agregado Fino
Módulo de fineza = 2.43
II. PESO UNITARIO
12
2. Determinación del Peso Unitario
(NTP 400.017 – 1999)
2.1. Objetivos
- Determinar el peso por unidad de volumen del agregado grueso y fino, suelto y varillado.
- Determinar el volumen que ocupará el agregado en un volumen de concreto.
2.2. Procedimiento
- Determinar el peso del recipiente y su volumen interno.
- Seleccionar una muestra seca representativa del total de la condición stock.
PESO UNITARIO SUELTO
- Se llena el recipiente usando una pala o cuchara, descargando el agregado desde una altura no mayor
a 5 cm por encima de la parte superior del recipiente.
- Se enrasa con la barra de compactación y se determina el peso del recipiente junto al agregado
contenido. Para este ensayo es necesario analizar dos muestras con la finalidad de obtener un
promedio entre el peso unitario (UW) de éstas.
PESO UNITARIO VARILLADO
- Se llena el recipiente con una pala o cuchara descargando el agregado desde una altura no mayor a 5
cm por encima de la parte superior del recipiente.
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- Se llena el recipiente con agregado hasta una altura equivalente a 1/3 de la altura de este, después de
lo cual se le da 25 golpes repartidos de forma homogénea en la superficie del agregado.
- Se llena nuevamente hasta las dos terceras parte del volumen del recipiente y se le da 25 golpes. Se
desborda el recipiente con el agregado, compactándolo con 25 golpes.
- Finalmente se enrasa el recipiente utilizando la barra compactadora. Se determina el peso del
recipiente junto al agregado contenido
2.3 Cálculos
Parámetros
o El peso unitario se encuentra dentro del rango de 1450- 1750 Kg
PESO UNITARIO SUELTO
AGREGADO GRUESO:
Muestra Wrecipiente+agregado (Kg) Wrecipiente
(Kg)Wagregado
(Kg)Vrecipiente (m3) UW (Kg/m3)
1 19,860 4,685 15,175 0,0094831 1600,222 19,862 4,685 15,177 0,0094831 1600,42
Promedio 1600, 32Tabla 3.- Peso unitario suelto del agregado grueso
AGREGADO FINO:
Muestra Wrecipiente+agregado (Kg) Wrecipiente
(Kg)Wagregado
(Kg)V recipiente (m3) UW (Kg/m3)
1 6,270 1,73 4,54 0,0028497 1593,152 6,325 1,73 4,595 0,0028497 1612,45
Promedio 1602, 80Tabla 4.- Peso unitario suelto del agregado fino
PESO UNITARIO VARILLADO
AGREGADO GRUESO:
Muestra Wrecipiente+agregado
(Kg)Wrecipiente
(Kg)Wagregado
(Kg)Vrecipiente (m3) UW (Kg/m3)
1 20,600 4,685 15,915 0,0094831 1678,252 20,310 4,685 15,625 0,0094831 1647,68
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Promedio 1662,97Tabla 5.- Peso unitario varillado del agregado grueso
AGREGADO FINO:
Muestra Wrecipiente+agregado
(Kg)Wrecipiente
(Kg)Wagregado
(Kg)Vrecipiente (m3) UW (Kg/m3)
1 6,686 1,73 4,956 0,0028497 1740,782 6,670 1,73 4,940 0,0028497 1733,52
Promedio 1737,15Tabla 6.- Peso unitario varillado del agregado fino
PORCENTAJE DE VACIOS EN PESO UNITARIO SUELTO
AGREGADO GRUESO:
% vacíos=((S∗W )−M )
S∗W∗100
% vacíos=((2 .65∗998 )−1600 .32)
2 .65∗998∗100
% vacíos=39 , 49%
AGREGADO FINO:
% vacíos=((S∗W )−M )
S∗W∗100
% vacíos=((2 .53∗998 )−1602 .80 )
2 .53∗998∗100
% vacíos=36 ,52 %
PORCENTAJE DE VACÍOS EN PESO UNITARIO VARILLADO
AGREGADO GRUESO:
% vacíos=((S∗W )−M )
S∗W∗100
% vacíos=((2 .65∗998 )−1662 .97)
2.65∗998∗100
% vacíos=37 ,12 %
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AGREGADO FINO:
% vacíos=((S∗W )−M )
S∗W∗100
% vacíos=((2 .53∗998 )−1737 .15)
2.53∗998∗100
% vacíos=31, 2 %
III. CONTENIDO DE HUMEDAD TOTAL
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3. Contenido de Humedad Total
NTP 339.185-2002
3.1. Objetivos
- Determinar la cantidad de agua que puede absorber un agregado, además de la cantidad de agua que
puede retener en su superficie.
3.2. Procedimiento
AGREGADO GRUESO
- Se selecciona una muestra representativa del total, y se pesa en su condición stock. (4.5 kg)
- Esta muestra se satura durante 24 horas y vuelve a pesar.
- Una vez pesada se procede a secarla al horno a una temperatura entre 110°C ± 5°C. para obtener su
peso seco en horno.
AGREGADO FINO
- Se selecciona una muestra representativa del total, y se pesa en su condición stock
- Esta muestra se satura durante 24 horas.
- Se realiza la prueba de cono de Abhrams para demostrar que el agregado fino ya ha secado.
- Una muestra de este agregado fino de 500 g se seca en el horno.
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3.3 Cálculos
AGREGADO GRUESO
Wstock=4 .5 kg
Wsss=4 .503 kg
W OD=4 . 462 kg
MC=W stock−W SSD
W SSD
∗100
MC=4 .5−4 .5034 . 497
∗100
MC=−0. 07 %
* Como el contenido de humedad es negativo, significa que el agregado tiene absorción efectiva.
AGREGADO FINO
Wstock=500 gWOD=498 .6 kg
TM=W stock−W OD
W OD
∗100
TM=500−498 .6498. 6
∗100
TM=0 .28 %
* La arena tiene una humedad total de 0.28%.
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IV. GRAVEDAD ESPECÍFICA Y
CAPACIDAD DE ABSORCIÓN
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4. Gravedad específica y capacidad de absorción
AGREGADO FINO
NTP 400.022-2002
4.1. a. Objetivo
Conocer el proceso para realizar los ensayos de peso específico seco, peso específico saturado con
superficie seca, peso específico aparente y absorción (después de 24 horas).
Determinar si los resultados obtenidos se encuentran dentro de los valores normados, lo cual nos
permitirá determinar si nuestros agregados son óptimos para la elaboración del concreto.
4.2. a. Procedimiento
PREPARACION DE LA MUESTRA
- Colocamos aproximadamente 1000g de agregado fino, el cual se obtuvo por el método del cuarteo, al
horno a una temperatura 110°C ± 5°C.
- Cubrimos la muestra con agua y la dejamos reposar durante 24 horas.
- Sobre una superficie plana e impermeable, expuesta a una corriente suave de aire tibio, extendimos
la muestra, la cual fue removida continuamente para garantizar un secado uniforme.
- Colocando parte de la muestra en un molde cónico y golpeando en su superficie suavemente (25
veces con una barra de metal) se determinó la presencia de agua libre en la muestra, observando si
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tras retirar el molde verticalmente el cono de agregado fino mantenía su forma. La muestra se siguió
revolviendo hasta que el cono de agregado fino se derrumbó, lo cual nos indicó una condición de
superficie seca.
PROCEDIMIENTO DE ENSAYO
- Se obtuvo el peso de las fiolas vacías (A y II) y de las fiolas con agua hasta la marca de 500 cm3 .
- Se introdujo en las fiolas una muestra de 500 gr del material preparado a la cual se le añadió una
cierta cantidad de agua, la suficiente como para cubrir toda la arena.
- Para eliminar el aire atrapado se tuvo que rodar la fiola sobre una superficie lisa, así como agitarla o
invertirla. Este proceso tardo aproximadamente una hora.
- Transcurrida la hora se llenó con agua el recipiente hasta la marca de 500 cm3 y procedimos a
pesarlo.
- Para el ensayo de absorción no tomamos la muestra dentro de las fiolas por sugerencia del técnico
del laboratorio. Tomamos otra muestra de 500gr la cual fue secada al horno por 24 horas a una
temperatura 110°C ± 5°C.
4.3 a. Cálculos
Datos:
PESOS DE FIOLAS Fiola A Fiola II
Sin agua 162.6g 182.2g
Con agua 662.6g 682.2g
Con agua + arena 968.3g 987.6g
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Tabla 7.- Pesos de las fiolas
PESO ESPECÍFICO DE MASA (Pem)
Pem=W 0
(V −V a )
Donde:
Pem = Peso específico de masa.
Wo = Peso en el aire de la muestra secada en el horno, gramos = 492.6 g
V = Volumen del frasco en cm3 = 500 cm3
Va = Peso en gramos o volumen en cm3 de agua añadida al frasco = 305.7 cm3
Pem=492. 6(500−305 . 4 )
Pem=2 .53
PESO ESPECÍFICO DE MASA SATURADO CON SUPERFICIE SECA (Pesss)
Pesss=500(V−V a )
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Pesss=500(500−305. 4 )
Pesss=2 .57
PESO ESPECÍFICO APARENTE (Pea)
Pesss=W 0
(V−V a )−(500−W 0 )
Pesss=492. 6(500−305. 4 )−(500−492 .6 )
Pesss=2 .63
ABSORCIÓN (Ab)
Ab=500−W 0
W 0
∗100
Ab=500−492 .6496 .6
∗100
Ab=1 .5 %
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AGREGADO GRUESO
NTP 400.021-2002
4.1 b. Objetivos:
- Determinar el peso específico del agregado grueso para poder conocer el volumen que será ocupado
por este durante la mezcla del concreto.
- Determinar la capacidad de absorber en su condición stock para determinar la relación a/c más
optima para la resistencia del concreto.
4.2 b. Procedimientos:
- Se extrajo una muestra de agregado, inmediatamente se procedió a pasarlo por el tamiz N°
4 para separar el agregado grueso de cualquier tipo de finos.
- El agregado grueso se sumergió en agua por 24 horas aproximadamente para saturar los
poros.
- Luego se retiro del agua, se seco el agua de la superficie de las partículas con ayuda de una
franela, y se pesó.
- A continuación la muestra se pesa mientras se encontraba sumergida en agua.
- Finalmente la muestra se seco al horno y se peso una tercera vez.
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4.3 b. Cálculos:
PESO ESPECÍFICO DE MASA (Pem)
X = Peso de la muestra seca en el aire = 4462 g.
Y = Peso de la muestra saturada superficie seca = 4497 g.
Z = Peso en el agua de la muestra saturada =
Peso (sumergido de la canastilla conteniendo el agregado) – Peso (sumergido solamente de la canastilla) =
4792 g. – 1976 g.= 2816 g.
Pem= X(Y −Z )
Pem=4462( 4497−2816 )
Pem=2 .65
PESO ESPECÍFICO DE MASA SATURADO CON SUPERFICIE SECA (Pesss)
Pesss=Y
(Y−Z )
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Pesss=4497(4497−2816 )
Pesss=2 .68
PESO ESPECÍFICO APARENTE (Pea)
Pesss=X
( X−Z )
Pesss=4462(4462−2816 )
Pesss=2 .71
ABSORCIÓN (Ab)
Ab=Y−XX
∗100
Ab=4497−44624462
∗100
Ab=0 .78 %
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ELABORACIÓN DE CONCRETO
27
V. MEDICIÓN DEL SLUMP
28
5. Medición del Slump
(NTP 339.035 –1999)
5.1 Objetivos
El principal objetivo del Ensayo de Slump es medir uno de los factores de la trabajabilidad que es la
consistencia del concreto, capacidad para adoptar la forma del encofrado manteniéndose homogéneo con
un mínimo de vacios.
Corroborar que el Slump obtenido este dentro de un rango aceptable alrededor del Slump en base al cual
se ha hecho el diseño de mezcla.
5.2. Procedimiento
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Antes de llenar el molde con el concreto, se humedeció tanto su superficie interna como la placa
metálica que sirve de base.
Durante el llenado del molde se tuvo cuidado en mantenerlo fijo a su base metálica pisando sus
aletas para evitar que el concreto se escape por la parte inferior.
El concreto se vació en tres capas, las cuales fueron compactadas por varillado (25 veces) a lo largo
de su perímetro hacia el centro (en espiral), de tal manera que cada golpe llegó hasta la capa anterior.
La tercera capa se llenó por exceso y se enrasó.
Se levantó el molde rápido y verticalmente.
Una vez retirado el molde se procedió a medir el asentamiento midiendo la distancia que había entre
la altura del cono de Abrams con la (del molde) del concreto asentado.
5.3 Cálculos
Resultados
TIPO I: Slump de 4 cm.
Discusión de resultados:
Respecto a los resultados esperados el Slump de 4 cm. es bajo, lo cual podría deberse a que:
Se haya perdido agua (humedad) por la parte inferior del cono de Abrams al no pisar bien
las aletas.
Por falta de experiencia se nos olvidó humedecer la superficie interior del cono de Abrams
antes de proceder a llenarlo. La experiencia estable que este tipo de detalles influyen muy
poco en el Slump obtenido.
Un varillado fuerte puede provocar que el concreto se compacte demasiado y esto sumado a
la perdida de agua disminuye el Slump.
El diseño de mezcla fue hecho en base al cemento MS para obtener un Slump de 8 cm, se
sabe que el calor de hidratación de este tipo cemento es menor que el calor de hidratación
del cemento Tipo I, por lo que la mezcla de cemento Tipo I tuvo mayor temperatura, esto
30
sumado a que las probetas fueron hechas entre el mediodía y las 2 pm, horas en la
temperatura ambiental en Piura es muy alta, es fácil pensar que esta temperatura muy alta
consumirá humedad y el Slump será muy bajo.
TIPO MS: Slump de 9 cm.
Discusión de resultados:
El Slump obtenido es muy cercano al esperado, por lo que el procedimiento realizado y el
medio ambiente no tuvieron mayor influencia.
VI. DENSIDAD DEL CONCRETO
31
6. Densidad del Concreto
(NTP 339.046 –2008)
6.1 Objetivos
Hallar el peso del concreto en un metro cúbico.
6.2 Procedimiento
Para un recipiente de ½ pie3 el concreto se vacía a un tercio del recipiente y se compacta con 25
varillados, sin tocar el fondo.
Lo mismo se realiza para la segunda y tercera capa.
Las paredes exteriores se golpean con un martillo de goma de 10 a 15 golpes, hasta eliminar las
burbujas de aire, en la superficie de la capa compactada.
Se procede a pesar.
Parámetros
o El peso unitario del concreto es de 2300 kg/m3, el rango en el que puede encontrarse está entre 2240
y 2400 kg/m3
32
VII. PORCENTAJE DE AIRE
33
7. Porcentaje de aire
(NTP 339.080 –1981)
2.2.1 Objetivos:
La presente norma tiene por objeto describir un método para determinar el contenido de aire en el
concreto fresco, sin considerar el aire que puede existir dentro de los huecos internos de las
partículas de los agregados; ya que es importante conocer si el contenido de aire en el concreto
cumple con el valor especificado según el tipo de aplicación
2.2.2 Procedimiento:
Luego de mezclado el concreto en el trompo, se colocó una muestra representativa de este dentro del
recipiente cilíndrico estandarizado (que forma parte del presurómetro).
El concreto se colocó en tres capas iguales, cada capa fue consolidada con 25 varillados, distribuidos
por toda la sección.
34
Se golpeó después el recipiente, con un mazo de goma, unas cuantas veces, para que el concreto
quede totalmente compacto y no surjan más burbujas de aire en la superficie del concreto.
Finalmente el técnico de laboratorio colocó la tapa hasta que el recipiente quedó herméticamente
cerrado, calibro el equipo y procedió a determinar el contenido de aire del concreto fresco.
VIII. ELABORACIÓN DE PROBETAS
CILÍNDRICAS EN LABORATORIO
35
8. Elaboración de Probetas Cilíndricas
(NTP 339.033 –1999)
8.1 Objetivos
- Elaborar cilindros con el diseño de mezcla especificado con la finalidad de predecir las propiedades
del concreto.
- Definir el Slump, porcentaje de vacíos y peso unitario del concreto en estado fresco.
- Definir la resistencia del concreto a los 7 y 21 días después de elaborado.
- Comparar los resultados obtenidos para el cemento Tipo I y el MS.
8.2 Procedimiento
(Este procedimiento ha sido desarrollado tanto para una mezcla hecha con cemento MS y Tipo I. Además el
diseño de la mezcla ha sido elaborado para un cemento MS, pero también se aplicará para el cemento Tipo I)
36
- Se pesan las cantidades dosificadas de los componentes del concreto. (Agregado fino, agregado
grueso, agua y cemento), se separan en recipientes para ser vaciadas en el trompo.
- Se prepara aparte una pasta (sin tomar de la cantidad pesada) que equivale al 10% del agregado fino
y 10 % del cemento de la dosificación empleada. Se enciende el trompo y se vacía la pasta con la
finalidad de humectar las paredes del trompo para contrarrestar las pérdidas de concreto.
- Se enciende el trompo y se vacía dentro la pasta de cemento asegurando que las paredes del trompo
queden adecuadamente humectadas, se apaga el trompo después de lo cual se retira la pasta de
cemento.
- Nuevamente se enciende el trompo y se procede a vaciar los materiales siguiendo este orden: todo el
agregado grueso, un 20 % del agua medida, todo el agregado fino, todo el cemento, y el agua
restante.
- Después de añadir los materiales, se hace girar el trompo por 3 minutos; se hace reposar por 1
minuto (durante este tiempo se mezcla las partes secas con las húmedas usando una espátula).
- Se enciende nuevamente el trompo y se mezcla los materiales por 2 minutos más.
- Se procede a hacer el ensayo de medición de Slump.
- Lo utilizado en el ensayo de medición del Slump se regresa al trompo y se mezcla. Esta mezcla es
retirada para proceder al vaciado de probetas en sus moldes.
- Previamente el interior de los moldes debe haber sido recubierto con una delgada capa de aceite, con
la finalidad de que el concreto no se adhiera a las paredes del recipiente.
- Se llenan los moldes con concreto de manera simultánea hasta un tercio de su volumen.
- Se golpe la superficie del concreto con una varilla normalizada 25 veces, asegurándose de que estos
sean correctamente distribuidos. Además se da alrededor de 20 golpes con un martillo de goma en
las paredes del molde, con la finalidad de eliminar los espacios vacíos que podrían generar
cangrejeras. Este procedimiento se repite al llenar los dos tercios y al llenar por completo el
recipiente, después de lo cual se enrasa.
- Se procede a darle el acabado a la superficie superior de las probetas, con la finalidad de tener una
superficie lisa, evitando la acumulación de esfuerzos al ensayar las probetas.
37
8.3 Cálculos
Dosificación empleada
COMPONENTE PESO
Agregado Grueso 35.720 Kg
Agregado Fino 15.864 Kg
Cemento 8.904Kg
Agua 5.555 L
Tabla 8.- Dosificación de los materiales
Pasta
COMPONENTE PESO
Agregado Fino 0.8904 Kg
38
Cemento 1.5864 Kg
Tabla 9.- 20% del agregado fino y cemento para la pasta adicional
39
ENSAYOS DE COMPRESIÓN
40
IX. CURADO
9. Curado
(NTP 339.033 –1999)
9.1 Objetivo
41
Este ensayo tiene como objetivo crear un ambiente con la suficiente humedad y la
correcta temperatura que permita un buen desarrollo de la resistencia de las probetas de
concreto para determinar si cumple o no con la especificada.
9.2 Procedimiento
- Luego del moldeado de las probetas, la superficie de estas se cubre con un plástico para evitar el
exceso en pérdidas de agua, y se colocan las probetas en un lugar donde se evite el contacto con la
radiación solar y se deja reposar 20± 4 horas para desencofrarlas.
- Después de este tiempo se retira a las probetas de sus moldes y se colocan en la poza de curado
hasta el día del ensayo.
42
X. ENSAYO A COMPRESIÓN DE
PROBETAS CILÍNDRICAS
10. Ensayo a compresión de probetas cilíndricas
(NTP 339.034 –2008)
10.1. Objetivos
43
- Determinar la resistencia de las probetas de concreto a los 7 y 21 días de haber sido elaborada la
mezcla.
- Comprobar la eficiencia del refrentado al brindar resultados más confiables de la resistencia de las
probetas.
10.1. Procedimiento
El procedimiento que se siguió a los 7 y 21 días de la elaboración de la pasta fue el mismo y se encuentra en
la NTP 339.034 - 1999:
- Se retiró a las probetas de la poza de curado.
- Se midió el diámetro (estableciendo un promedio entre dos mediciones perpendiculares entre sí en la
cara superior de la probeta), la altura y el peso de las probetas.
- Se recubrió cada una de las probetas con un mortero de azufre (refrentado), con la finalidad de
obtener una superficie más homogénea de tal manera que se evite la concentración de esfuerzos al
momento de ensayar las probetas.
- Se procede a ensayar cada una de las probetas colocándolas dentro de la máquina compresora (es
preferible comenzar por la probeta con mayor altura, de tal manera que no sea necesario esperar a
que el pistón de la máquina regrese a su posición inicial para poder realizar el siguiente ensayo).
- La máquina arroja sus datos en kg/cm2, siendo estos los valores de la presión ejercida sobre el pistón
de la máquina, con los cuales se haya la presión que soportan las caras de la probeta:
Rc=Rpistón×Áreapistón
Áreaprobeta
Donde:
44
Rc: Resistencia a compresión de la probeta (kg/cm2).
Rpistón: Resultado obtenido de la máquina al ensayar la probeta (kg/cm2).
- Además, la velocidad de aplicación de carga fue amplificada hasta alcanzar aproximadamente el
50% de la resistencia esperada por el concreto, lo cual no afecta al ensayo tal como dicta la norma.
10.3 Cálculos:
Datos:
- Fecha de elaboración: 12 de octubre
- Fecha de 1° ensayo: 19 de octubre
- Fecha de 2° ensayo: 2 de noviembre
- Área del pistón: 189.18 cm2
RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN A LOS 7 DÍAS
Probeta Diámetro 1 (cm)
Diámetro 2 (cm)
Diámetro promedio
(cm)
Altura (cm)
Peso (Kg)
45
Tipo I (1) 15.40 15.20 15.3 30.00 13.1Tipo I (2) 15.10 15.20 15.2 30.90 13.5
Tipo MS (1) 15.40 15.20 15.3 30.20 13.3 Tipo MS (2) 15.30 15.20 15.3 30.30 13.3
Tabla 10.- Datos de la probetas a los 7 días
Probeta Presión aplicada(Kg
/cm2)
Fuerza Aplicada(Kg)
Área: base de la
probeta (cm2)
Resistencia(Kg/cm2)
Resistencia Promedio(Kg/cm2)
Tipo I (1) 162 30 647.16 183.85 166.69Tipo I (2) 161 30 457.98 181.46 167.85 167.27
Tipo MS (1) 195 36 890.10 183.85 200.65Tipo MS (2) 192 36 322.56 183.85 197.56 199.11
Tabla 11.- Resistencia a compresión de 7 días
RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN A LOS 21 DÍAS
Probeta Diámetro 1(cm)
Diámetro 2(cm)
Diámetro promedio
(cm)
Altura(cm)
Peso(Kg)
Tipo I (3) 15.3 15.3 15.3 30.00 13.20 Tipo I (4) 14.7 14.9 14.8 29.75 12.20
Tipo MS (3) 15.3 15.3 15.3 29.90 13.20 Tipo MS (4) 15.0 15.0 15.0 29.90 12.25
Tabla 12.- Datos de la probetas a los 21 días
Probeta Presión aplicada(Kg/
cm2)
Fuerza Aplicada(K
g)
Área: base de la probeta
(cm2)
Resistencia(Kg/cm2)
Resistencia Promedio(Kg/cm2)
Tipo I (3) 221 41808.78 183.85 227.40Tipo I (4) 208 39349.44 172.03 228.73 228.07
Tipo MS (3) 248 46916.64 183.85 255.18Tipo MS (4) 237 44835.66 176.71 253.72 254.45
Tabla 10.- Resistencia a la compresión de los 21 días
COMPARACIONES DE LOS CONCRETOS
I) ENSAYOS DE SLUMP
46
ENSAYOS DE SLUMPGrupos Tipo I Tipo MS
Araujo, Ruesta, Torres, Zapata 4 9Inga, Molfino, Seminario 6 6.4Rivas, Palacios, Chávez, Palomino 4.5 8Castillo, Farfán, Losano, Palacios 6.1 8.3Robles, Pichilingue 6.7 7Taboada, Lazo, Alpaca, Sánchez 5.5 7.5Castillo, Ruiz, Rodríguez, Otero 5.5 8Franco, Céspedes, García 6 6PROMEDIO 5.54 7.53
Tabla 11.- Resultados de Slump de todos los grupos
Cemento Tipo I:. Slump: 5.54 cm: los Cementos Portland tipo I no contienen ninguna adición mineral, por lo
tanto solo están compuestos por clinker molido, que para la misma cantidad de agua de mezcla utilizada en
cemento tipo MS, desprenderán mayor calor de hidratación por la mayor presencia de aluminato tricalcico y
silicato tricalcico, esto desfavorecerá la trabajabilidad del concreto debido a que aumenta la tasa de
evaporación de agua de mezcla. Esto sumado a la alta temperatura ambiental en Piura entre las 11:00 a.m. y
2:00 p.m., horario en la que se hicieron las probetas produjo este slump muy pequeño.
Cemento Tipo MS. Slump: 7.53 cm: los Cementos Portland de escoria presentan valores de calor de
hidratación inferiores a los Portland corrientes. En un primer análisis debemos constatar que en los Portland
de escoria se reemplaza el cemento tradicional (formado solo por clinker) por las escorias de alto horno (cuya
cantidad está entre el 25 – 60% de la masa total de la bolsa de cemento), con ello se reduce la presencia de
aluminato tricalcico y silicato tricalcico, componentes que aportan la mayor cantidad de calor de hidratación.
Que el cemento tipo MS tenga menor calor de hidratación favorece de forma considerable la trabajabilidad, ya
que será muy baja la tasa de evaporación de agua de mezcla.
II) ENSAYOS DE COMPRESIÓN
ENSAYOS DE COMPRESION (Kg/cm2)Tiempo Tipo I Tipo MS
47
7 Días
167 201168 198161 182157 182161 140167 185146 180142 178157 178157 181140 189159 188141 189147 190181 182182 155
Promedio 158.3125 Kg/cm2 Promedio 181.125 Kg/cm
21 Días
227 255229 254217 250204 244219 266219 245243 212245 213222 232216 245225 246227 264259 245195 247229 231244 240
Promedio 226.25 Kg/cm Promedio 243.0625 Kg/cm
48
0 5 10 15 20 250
50
100
150
200
250
300
0
158.3125
226.25
0
181.125
243.0625
Tipo MS
Tipo I
Tiempo(Días)
Res
inci
a a
la c
om
pre
sio
n (
Kg
/cm
²)
Figura 1. Tiempo de curado vs resistencia a la compresión
A pesar del lento desarrollo de resistencia temprana del concreto hecho con cemento MS, este alcanza
mayores valores de resistencia a los 7 días que el hecho con Tipo I (Figura 1); esto se debe principalmente al
mayor contenido de silicatos cálcicos hidratados (C-S-H) en el concreto con cemento MS, que son los
principales responsables del desarrollo de resistencia y de la durabilidad de este. De esto se puede concluir
que es recomendable usar cemento MS para fabricar concretos de alta resistencia y durables.
TIPO I: Resistencias tempranas cercanas al del cemento tipo MS:
El mismo alto calor de hidratación, provocara un rápido desarrollo de resistencia temprana, pero a lo largo
del tiempo el aumento de resistencia será bajo.
TIPO MS: Mayores resistencias tempranas y luego visible lentitud en el desarrollo de resistencia:
En el proceso de hidratación del Cemento Tipo MS un aspecto a destacar es la gran finura del mismo, que
provocara el aumento en la velocidad de reacción del clinker molido que inmediatamente activará la reacción
de la escoria de alto horno, en un proceso lento. Es así, que el endurecimiento del cemento portland de escoria
es menos rápido que los portland, variando en la medida del contenido de escoria.
49
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 100
2
4
6
8
10
12
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
Histograma-FrecuenciaHistograma-Frecuencia
Figura 2. Tipo I (PROMEDIO DE DOS PROBETAS) a los 21 días
228210.5219244219226227
236.5
DESV=10.54
MEDIA=226.25 Kg/cm2
50
0 1 2 3 4 5 6 7 8 90
100
200
300
400
500
600
700
800
0
1
2
3
4
5
6
Histograma-FrecuenciaHistograma-Frecuencia
Figura 3. TIPO MS (PROMEDIO DE 2 PROBETAS) a los 21 días
254.5247
255.5212.5238.5255246
235.5
DESV=14.46
MEDIA=243.06 Kg/cm2
CONCLUSIONES51
Según el tamaño máximo nominal de nuestro agregado grueso que es de 1’’ y el módulo de fineza
del agregado fino de 2.4 aproximadamente; basándonos en las tablas de diseño del Método ACI 211
podemos decir que el volumen varillado seco del agregado grueso en un metro cúbico de concreto es
de 0.71 m3, que al multiplicarlo por el peso unitario varillado del agregado grueso (1662,97kg/m3)
nos da 1180.71Kg. Lo cual me indica que para elaborar 1m3 de concreto necesito aproximadamente
1181 Kg de ese agregado grueso. Cabe resaltar que el Método del ACI es una primera aproximación
y que se emplea cuando no se tiene experiencia alguna.
Con los valores obtenidos por capacidad de absorción y humedad total, se define que el agregado
grueso y el agregado fino tienen absorción efectiva (0,5% y 1,22% respectivamente), por lo que al
momento de elaborar la mezcla el agregado grueso y el fino absorberán un total de agua de 0,37 kg.
Esto se resuelve añadiendo en la dosificación de la mezcla esta cantidad de agua para 1m 3 de
concreto.
El método de curado utilizado en nuestras probetas de concreto fue el de inmersión, método que
produce los más óptimos resultados, debido a que no solo evita la evaporación de agua sino que
proporciona humedad de forma continua y controla la temperatura del concreto, en consecuencia
hubo mayor ganancia de resistencia mecánica y a su vez un favorecimiento en la durabilidad, debido
a la disminución de la porosidad.
En base a las tablas del ACI 211 de recomendación de slump por tipo de estructura, el concreto
hecho con cemento tipo MS con el cual se obtuvo un slump de 90 mm podría servir para la
fabricación de vigas, columnas y muros de concreto reforzado.
A pesar del lento desarrollo de resistencia del concreto hecho con cemento MS, este alcanza mayores
valores de resistencia a los 7 días que el hecho con Tipo I; esto se debe principalmente al mayor
contenido de silicatos cálcicos hidratados (C-S-H) en el concreto con cemento MS, que son los
principales responsables del desarrollo de resistencia y de la durabilidad de este. De esto se puede
concluir que es recomendable usar cemento MS para fabricar concretos de alta resistencia y durables.
52
ANEXOS
GRANULOMETRÍA
53
PESO UNITARIO
CONTENIDO DE HUMEDAD
GRAVEDAD ESPECÍFICA
54
Fig. 1 - Cuarteo del agregado grueso. Fig. 2 - Elección del cuarteo
Fig. 4 - Peso unitario varillado. Fig. 5 - Peso unitario del fino
Fig. 6. Masa seca de arena
SLUMP
RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN
55
Fig. 7. Saturado Superficie Seca Fig. 8. Peso Sumergido
Fig. 9. Pesado de materiales Fig. 10. Cono del ensayo del Slump
Fig. 11. Ensayo de Resistencia a la Compresión