Reconocimiento-NoComercial-CompartirIgual 4.0 Internacional Esta licencia permite a otras combinar, retocar, y crear a partir de su obra de forma no comercial, siempre y cuando den crédito y licencia a nuevas creaciones bajo los mismos términos. http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0 http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/ http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/ 121 “UNIVERSIDAD NACIONAL SAN LUIS GONZAGA DE ICA” FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL “INFLUENCIA DEL ADITIVO SUPERPLASTIFICANTE EN LAS PROPIEDADES FÍSICAS Y MECÁNICAS PARA LA CALIDAD DEL CONCRETO EN LA PROVINCIA DE ICA”. TESIS PARA OPTAR EL TÍTULO PROFESIONAL DE: INGENIERO CIVIL AUTOR: ARÉSTEGUI ROJAS JOSHUA ICA – PERÚ 2018 2 DEDICATORIA A toda aquella persona que de una forma u otra ha Influenciado en mi vida ya sea de manera positiva o “negativa” ya que sabemos que los que aman a Dios todas las cosas les ayudan a bien. 3 ÍNDICE GENERAL Página RESUMEN……………………………………………………………….........6 ABSTRACT…………………………………………………………….…......7 CONTRACARÁTULA…………………………………………………….....8 INTRODUCCIÓN………………………………………………...……..……9 CAPÍTULO I: MARCO TEÓRICO 1.1) ANTECEDENTES DEL PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN………………………………………………....10 1.1.1) ANTECEDENTES A NIVEL INTERNACIONAL…….…10 1.1.2) ANTECEDENTES A NIVEL NACIONAL…………….…21 1.1.3) ANTECEDENTES A NIVEL LOCAL………………….…23 1.2) BASES TEÓRICAS DE LA INVESTIGACIÓN………..……..….27 1.3) MARCO LEGAL……………………….…………………….……52 1.4) MARCO CONCEPTUAL……………………………….……..…..53 CAPÍTULO II: PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN 2.1) SITUACIÓN PROBLEMÁTICA…..………………….….…….….68 2.2) FORMULACIÓN DE PROBLEMAS………………….……….….69 2.2.1) PROBLEMA GENERAL……………………….………...…69 2.2.2) PROBLEMAS ESPECÍFICOS…………….……………..….69 2.3) DELIMITACIÓN DEL PROBLEMA………………………….…..69 2.4) JUSTIFICACIÓN E IMPORTANCIA DE LA INVESTIGACIÓN…………………………………………….…...69 2.4.1) JUSTIFICACIÓN…………………………………...…….…69 4 2.4.2) IMPORTANCIA…………………………….…………....…70 2.5) OBJETIVOS DE INVESTIGACIÓN…………………………........70 2.5.1) OBJETIVO GENERAL……………………………………...70 2.5.2) OBJETIVOS ESPECÍFICOS………………………….…….70 2.6) HIPÓTESIS DE INVESTIGACIÓN…………………………...…..71 2.6.1) HIPÓTESIS GENERAL……………………………………..71 2.6.2) HIPÓTESIS ESPECÍFICAS……………………………..…..71 2.7) VARIABLES DE INVESTIGACIÓN……………………...……....72 2.7.1) IDENTIFICACIÓN DE VARIABLES……………………....72 2.7.2) OPERACIONALIZACIÓN DE VARIABLES…………...…72 CAPÍTULO III: METODOLOGÍA DE LA INVESTIGACIÓN 3.1) TIPO, NIVEL Y DISEÑO DE INVESTIGACIÓN……...………….73 • TIPO DE INVESTIGACIÓN • NIVEL DE INVESTIGACIÓN • DISEÑO DE INVESTIGACIÓN 3.2) POBLACIÓN Y MUESTRA MATERIA DE INVESTIGACIÓN……………………………………..………..…73 • POBLACIÓN DE ESTUDIO • MUESTRA DE ESTUDIO CAPÍTULO IV: TÉCNICAS E INSTRUMENTOS DE INVESTIGACIÓN 4.1) TÉCNICAS DE RECOLECCIÓN DE DATOS……………..…..…74 4.2) INSTRUMENTOS DE RECOLECCIÓN DE DATOS….…………74 4.3) TÉCNICAS DE PROCESAMIENTO DE DATOS, ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS………….…………...…74 5 CAPÍTULO V: PRESENTACIÓN, INTERPRETACIÓN Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS 5.1) PRESENTACIÓN E INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS………………………………………………...…..79 5.2) DISCUSIÓN DE RESULTADOS…………………….............……91 CAPÍTULO VI: COMPROBACIÓN DE HIPÓTESIS 6.1) CONTRASTACIÓN DE HIPÓTESIS GENERAL……………….115 6.2) CONTRASTACIÓN DE HIPÓTESIS ESPECÍFICAS…………...115 CONCLUSIONES………………………………………………..……….…116 RECOMENDACIONES………………………………………………….…118 FUENTES DE INFORMACIÓN……………...………………………….…121 6 RESUMEN La presente investigación tiene como objetivo general conocer la influencia del aditivo superplastificante Sika Viscocrete – 1110 PE en conjunto con el cemento Inka ultrarresistente tipo Ico en la provincia de Ica, usando agregados provenientes de la misma provincia. Para esta investigación se evaluaron dos grupos diferentes de mezcla, el primer grupo es el concreto usando el cemento Inka ultrarresistente tipo Ico sin aditivo (concreto patrón) y el segundo grupo es el concreto usando el cemento Inka ultrarresistente tipo Ico y adicionando el aditivo superplastificante Sika Viscocrete – 1110 PE. En el concreto con aditivo se analiza el efecto de la dosificación del aditivo en el concreto, analizando en estado fresco el nivel de consistencia, peso unitario y en estado endurecido se analiza la resistencia a la compresión y el módulo de elasticidad. Según los resultados obtenidos podemos determinar qué tan influyente es el aditivo superplastificante Sika Viscocrete – 1110 PE en conjunto con el cemento Inka ultrarresistente tipo Ico en el concreto en la provincia de Ica y si la inversión económica para adquirirlo y usarlo compensa los resultados. 7 ABSTRACT The present investigation has a general objective, know the influence of the superplasticizer additive Sika Viscocrete – 1110 PE with cement Inka Ultrarresistente tipo Ico on Ica province, using aggregates from Ica too. For this investigation i evaluate two different mixing groups, the first is concrete using cement Inka ultrarresistente tipo Ico without additive (pattern concrete) and the second group is using cement Inka ultrarresistente tipo Ico with superplasticizer additive Sika Viscocrete – 1110 PE. In concrete with superplasticizer additive we analize the effect of additive dosification, analyzing in fresh state the consistency level, unit weight and in hardened state we analize the compressive strength and modulus of elasticity. Based on the results obtained, we can determinate how influential the superplasticizer additive Sika Viscocrete – 1110 PE is with cement Inka ultrarresistente tipo Ico in the concrete on Ica province and know if economic inversión to acquire and use this, is justified for the results. 8 “UNIVERSIDAD NACIONAL SAN LUIS GONZAGA DE ICA” FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL “INFLUENCIA DEL ADITIVO SUPERPLASTIFICANTE EN LAS PROPIEDADES FÍSICAS Y MECÁNICAS PARA LA CALIDAD DEL CONCRETO EN LA PROVINCIA DE ICA”. TESIS PARA OPTAR EL TÍTULO PROFESIONAL DE: INGENIERO CIVIL ÁREA: INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA LÍNEA: MATERIALES DE LA CONSTRUCCIÓN AUTOR ARÉSTEGUI ROJAS JOSHUA ASESOR ING. VERGARA LOVERA DANIEL 9 INTRODUCCIÓN Durante mucho tiempo los materiales de construcción han sufrido modificaciones en cuanto a distinto ámbitos, como su producción, distribución, precios, etc. El fin de estas modificaciones es cubrir las necesidades y pedidos del mercado. La finalidad de la investigación es analizar y calcular las propiedades del concreto, tanto en su estado fresco y estado endurecido, sin el aditivo superplastificante y con el aditivo superplastificante, de esta manera podremos recomendar a la población como obtener los resultados deseados e informar del costo que representaría usar dichos materiales. La tesis cuenta de seis capítulos: el capítulo 1 nos proporciona toda la información que deberíamos conocer antes de empezar a investigar. En el capítulo 2 describimos el problema que se evaluará en esta investigación. En el capítulo 3 procedemos a explicar la estrategia metodológica a usar. En el capítulo 4 explicamos las técnicas e instrumentos para adquirir datos. En el capítulo 5 presentamos los procedimientos para hallar los resultados y también apreciamos lo que representan los resultados. En el capítulo 6 constatamos la hipótesis general y las hipótesis específicas. Al último presentamos conclusiones, recomendaciones, fuentes de información y anexos. 10 CAPITULO I MARCO TEÓRICO 1.1) ANTECEDENTES DEl PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN Los aditivos plastificantes y superplastificantes han sufrido cambios a lo largo de los años, cambios para poder adaptarse a todo tipo situación, están clasificados en generaciones, el aditivo superplastificante Sika Viscocrete – 1110 PE pertenece a la tercera generación de plastificantes, denominados copolímeros vinílicos, estos proporcionan un mayor efecto plastificante en comparación a las anteriores generaciones, logrando una reducción de agua de hasta un 30%, lo cual se convierte en la obtención de mayor resistencia a la compresión. Este aditivo plastificante de tercera generación se aplica más en la preparación de concreto autocompactante. 1.1.1) ANTECEDENTES A NIVEL INTERNACIONAL En la tesis “Influencia de la tasa de aditivo superplastificante, en las propiedades del concreto de alta resistencia en estado fresco y endurecido” (Reina, Sánchez y Solano, 2010); desarrollada en el país de El Salvador, tiene como objetivo determinar la influencia que tiene el aditivo superplastificante en la trabajabilidad, resistencia a la compresión y módulo de elasticidad del concreto. Los ensayos se realizaron en el Laboratorio de Suelos y Materiales de la facultad de ingeniería y arquitectura, escuela de ingeniería civil de la Universidad de El Salvador. El aditivo superplastificante que se usa en esta investigación es el EUCON 37 y el material cementante es Cemento CESSA 5000 portland tipo I. Los resultados son los siguientes: 11 Resultados de ensayos a los agregados Ensayo de laboratorio Norma usada Resultado Requisito Impurezas orgánicas ASTM C 40 Menor que 1 Menor o igual a 3 Granulometría agregado grueso ASTM C 136 Grava #89 según ASTM C 33 Según ASTM C 33 Granulometría agregado fino ASTM C 136 Mfprom = 2.98 Según ASTM C 33 2.9< Gs < 3.1 Gravedad específica y absorción agregado grueso ASTM C 128 Gs=2.54 %Abs=3.60% 2.4< Gs < 2.9 %Abs< 4% Gravedad específica y absorción agregado fino ASTM C 128 Gs=2.64 %Abs=2.50% 2.4< Gs < 2.9 %Abs< 6% Peso volumétrico agregado grueso ASTM C 29 PVS=1677.577 kg/m3 PVS=1699.757 kg/m3 PVS 1260-1750 kg/m3 Peso volumétrico agregado fino ASTM C 29 PVS=1678.238 kg/m3 PVS=1758.595 kg/m3 -- Diseños de mezcla 12 13 14 15 16 17 18 19 Resultados de ensayos de consistencia del concreto Resultados de Revenimiento Mezcla Resistencia en estudio Resistencia de diseño Tasa de dosificación (ml/100 kg de cemento) Valor de revenimiento (pulgadas) A1 500 590 600 7.0 A2 500 590 1200 7.5 A3 500 590 1800 7.0 B1 550 652 600 8.0 B2 550 652 1200 8.0 B3 550 652 1800 8.0 C1 600 713 600 7.0 C2 600 713 1200 8.0 C3 600 713 1800 8.0 D1 650 775 600 7.5 D2 650 775 1200 8.0 D3 650 775 1800 8.0 20 Resultados promedio de ensayos de resistencia a la compresión a los 7 y 28 días Mezcla Tasa de dosificación (ml/100 kg de cemento) Resistencia en estudio (kg/cm2) Relación agua / cementantes Resistencia alcanzada a 7 días (kg/cm2) Resistencia alcanzada a 28 días (kg/cm2) kg/cm2 %alcanzado de resistencia en estudio kg/cm2 %alcanzado de resistencia en estudio kg/cm2 A1 600 500.00 0.45 431.34 86 545.47 109 31.6 A2 1200 500.00 0.45 463.00 93 588.05 118 18.0 A3 1800 500.00 0.45 461.57 92 595.45 119 19.7 B1 600 550.00 0.4 467.78 85 552.14 100 19.1 B2 1200 550.00 0.4 489.44 89 643.94 117 22.6 B3 1800 550.00 0.4 545.39 99 670.74 122 33.0 C1 600 600.00 0.35 579.18 97 714.60 119 18.8 C2 1200 600.00 0.35 624.74 104 695.46 116 11.2 C3 1800 600.00 0.35 559.56 93 641.99 107 35.8 D1 600 650.00 0.32 585.53 90 744.23 114 32.6 D2 1200 650.00 0.32 586.28 90 703.86 108 35.7 D3 1800 650.00 0.32 600.54 92 671.27 103 9.0 Resultados promedio de ensayos de módulo de elasticidad Mezcla Tasa de dosificación (ml/100 kg de cemento) Resistencia en estudio (kg/cm2) Resistencia alcanzada a 28 días (kg/cm2) Módulo de elasticidad teórico Norma salvadoreña (kg/cm2) Módulo de elasticidad teórico Norma mexicana (kg/cm2) Módulo de elasticidad real (kg/cm2) Coeficiente numérico de elasticidad (K=E/(fc)^1/2)) A1 600 500.00 545.47 351.666 326.974 536.874 22.987 A2 1200 500.00 588.05 369.845 339.497 560.086 23.097 A3 1800 500.00 595.45 375.336 341.627 562.243 23.041 B1 600 550.00 552.14 357.894 328.969 542.893 23.104 B2 1200 550.00 643.94 387.801 355.263 577.698 22.766 B3 1800 550.00 670.74 403.336 362.581 597.668 23.077 C1 600 600.00 714.6 406.697 374.247 643.70 24.08 C2 1200 600.00 695.46 404.639 369.202 612.252 23.216 C3 1800 600.00 641.99 394.595 354.724 588.938 23.244 D1 600 650.00 744.23 415.976 381.929 670.078 24.562 D2 1200 650.00 703.86 408.165 371.424 627.277 23.644 D3 1800 650.00 671.27 407.509 362.723 592.214 22.858 21 1.1.2) ANTECEDENTES A NIVEL NACIONAL En la tesis “Elaboración del diseño del concreto elaborado con cemento Portland tipo I adicionando el aditivo sikament-290N, en la ciudad de Lima – 2016” (Fernández, 2016); evalúa el diseño del concreto con cemento Portland tipo I en 2 grupos. El primer grupo es el concreto patrón (sin aditivo) y el segundo grupo es el concreto adicionándole el aditivo Sikament-290N. Al usar el aditivo en su máxima dosificación presenta mejoras en el slump en un 114.29% y la resistencia a la compresión en un 44.38% con respecto al concreto patrón. Los ensayos fueron realizados en el laboratorio de la facultad de ingeniería civil de la Universidad César Vallejo. Los resultados son los siguientes: Resultados de ensayo de consistencia concreto con cemento portland tipo I y aditivo Sikament-290N en distintas dosificaciones Tipo de concreto Slump N° de mediciones Concreto patrón 3 1/2" 3 Aditivo como plastificante 0.4% aditivo 4 3 0.6% aditivo 5 1/4" 3 Aditivo como superplastificante 1.0% aditivo 6 3/4" 3 1.4% aditivo 7 1/2" 3 Resultados de ensayo de resistencia a la compresión con cemento portland tipo I y aditivo Sikament-290N en distintas dosificaciones manteniendo constante el contenido de agua, a los tres días RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN A LOS TRES DÍAS TIPO DE CONCRETO RESISTENCIA (kg/cm2) Patrón 192 RANGO PLASTIFICANTE 0.4% aditivo 171 0.6% aditivo 180 RANGO SUPERPLASTIFICANTE 1.0% aditivo 204 1.4% aditivo 224 22 Resultados de ensayo de resistencia a la compresión con cemento portland tipo I y aditivo Sikament-290N en distintas dosificaciones manteniendo constante el contenido de agua, a los 7 días RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN A LOS SIETE DÍAS TIPO DE CONCRETO RESISTENCIA (kg/cm2) Patrón 263 RANGO PLASTIFICANTE 0.4% aditivo 253 0.6% aditivo 260 RANGO SUPERPLASTIFICANTE 1.0% aditivo 306 1.4% aditivo 331 Resultados de ensayo de resistencia a la compresión con cemento portland tipo I y aditivo Sikament-290N en distintas dosificaciones manteniendo constante el contenido de agua, a los 14 días RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN A LOS CATORCE DÍAS TIPO DE CONCRETO RESISTENCIA (kg/cm2) Patrón 302 RANGO PLASTIFICANTE 0.4% aditivo 282 0.6% aditivo 300 RANGO SUPERPLASTIFICANTE 1.0% aditivo 331 1.4% aditivo 347 Resultados de ensayo de resistencia a la compresión con cemento portland tipo I y aditivo Sikament-290N en distintas dosificaciones manteniendo constante el contenido de agua, a los 28 días RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN A LOS VEINTIOCHO DÍAS TIPO DE CONCRETO RESISTENCIA (kg/cm2) Patrón 320 RANGO PLASTIFICANTE 0.4% aditivo 333 0.6% aditivo 344 RANGO SUPERPLASTIFICANTE 1.0% aditivo 354 1.4% aditivo 371 23 1.1.3) ANTECEDENTES A NIVEL LOCAL En la tesis realizada en Ica “Análisis comparativo de la trabajabilidad y resistencia a la compresión de concreto incorporando aditivo Rheobuild 1000 y Pozzolith 126 N” (Uculmana, 2010); hace una investigación en la provincia de Ica. En esta tesis él compara la reacción que tienen los aditivos superplastificantes Rheobulid 1000 y Pozzoliyh 126 N en dosificación máxima y mínima en el concreto en la ciudad de Ica. La institución donde se realizaron todos los ensayos fue en el laboratorio de la facultad de ingeniería civil de la universidad nacional San Luis Gonzaga de Ica. Tenemos los siguientes resultados: Resultados del ensayo de consistencia realizado al concreto patrón (cemento Quisqueya portland tipo I) Edades (días) Slump Agua efectiva (lt/m3) Cemento (kg/m3) Aditivo (lt/m3) cm plg 7 7.6 3” 214 366 3.420 14 8.9 3 1 2"⁄ 214 366 3.420 28 9.5 3 3 4"⁄ 214 366 3.420 Resultados del ensayo de consistencia realizado al concreto (cemento Quisqueya portland tipo I) con aditivo superplastificante Rheobuild 1000 empleando dosificación mínima Edades (días) Slump Agua efectiva (lt/m3) Cemento (kg/m3) Aditivo (lt/m3) cm plg 7 20.3 8” 212.17 366 1.83 14 20.3 8” 212.17 366 1.83 28 21.6 8 1 2"⁄ 212.17 366 1.83 24 Resultados del ensayo de consistencia realizado al concreto (cemento Quisqueya portland tipo I) con aditivo superplastificante Rheobuild 1000 empleando dosificación máxima Edades (días) Slump Agua efectiva (lt/m3) Cemento (kg/m3) Aditivo (lt/m3) cm plg 7 20.3 8” 211.44 366 2.56 14 22.3 8 3 4"⁄ 211.44 366 2.56 28 22.8 9” 211.44 366 2.56 Resultados del ensayo de consistencia realizado al concreto (cemento Quisqueya portland tipo I) con aditivo plastificante Pozzolith 126N empleando dosificación mínima Edades (días) Slump Agua efectiva (lt/m3) Cemento (kg/m3) Aditivo (lt/m3) cm plg 7 16.5 6 1 2"⁄ 212.17 366 1.83 14 17.2 6 3 4"⁄ 212.17 366 1.83 28 13.3 5 1 4"⁄ 212.17 366 1.83 Resultados del ensayo de consistencia realizado al concreto (cemento Quisqueya portland tipo I) con aditivo plastificante Pozzolith 126N empleando dosificación máxima Edades (días) Slump Agua efectiva (lt/m3) Cemento (kg/m3) Aditivo (lt/m3) cm plg 7 16.5 6 1 2"⁄ 211.44 366 2.56 14 18.4 7 1 4"⁄ 211.44 366 2.56 28 15.2 6" 211.44 366 2.56 25 Resultados del ensayo de la resistencia a la compresión del concreto patrón con cemento Quisqueya portland tipo I ENSAYO DE RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN PROMEDIO F’C=210 KG/CM2 CONCRETO PATRÓN CON CEMENTO QUISQUEYA PORTLAND TIPO I FECHA TESTIGO FECHA ENSAYO EDAD (DIAS) COMPRESIÓN MÁX.(KG/CM2) DESCRIPCIÓN 14-01-10 14-01-10 14-01-10 15-01-10 15-01-10 15-01-10 19-02-10 19-02-10 19-02-10 21-01-10 21-01-10 21-01-10 29-01-10 29-01-10 29-01-10 19-03-10 19-03-10 19-03-10 7 7 7 14 14 14 28 28 28 202.78 220.75 225.88 251.55 272.08 246.42 320.85 354.22 333.69 Concreto patrón Concreto patrón Concreto patrón Concreto patrón Concreto patrón Concreto patrón Concreto patrón Concreto patrón Concreto patrón Fuente: Laboratorio de mecánica de suelos de la FIC Resultados del ensayo de la resistencia a la compresión del concreto (cemento Quisqueya portland tipo I) con aditivo superplastificante Rheobuild 1000 dosificación mínima ENSAYO DE RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN F’C=210KG/CM2 CONCRETO (CEMENTO QUISQUEYA PORTLAND TIPO I) CON ADITIVO RHEOBUILD 1000 DOSIS MÍNIMA FECHA TESTIGO FECHA ENSAYO EDAD (DIAS) COMPRESIÓN MÁX.(KG/CM2) DESCRIPCIÓN 23-02-10 23-02-10 23-02-10 23-02-10 23-02-10 23-02-10 24-02-10 24-02-10 02-03-10 02-03-10 02-03-10 09-03-10 09-03-10 09-03-10 24-03-10 24-03-10 7 7 7 14 14 14 28 28 305.45 290.05 320.85 313.15 328.55 318.29 390.16 369.62 CONCRETO CON ADITIVO RHEOBUILD 1000 (5 cm3/kg de cemento) 26 24-02-10 24-03-10 28 374.76 Fuente: Laboratorio de mecánica de suelos de la FIC Resultados del ensayo de la resistencia a la compresión del concreto (cemento Quisqueya portland tipo I) con aditivo superplastificante Rheobuild 1000 dosificación máxima ENSAYO DE RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN F’C=210KG/CM2 CONCRETO (CEMENTO QUISQUEYA PORTLAND TIPO I) CON ADITIVO RHEOBUILD 1000 DOSIS MÁXIMA FECHA TESTIGO FECHA ENSAYO EDAD (DIAS) COMPRESIÓN MÁX.(KG/CM2) DESCRIPCIÓN 17-03-10 17-03-10 17-03-10 23-03-10 23-03-10 23-03-10 23-03-10 23-03-10 23-03-10 24-03-10 24-03-10 24-03-10 06-04-10 06-04-10 06-04-10 20-04-10 20-04-10 20-04-10 7 7 7 14 14 14 28 28 28 279.78 282.35 287.48 302.89 297.75 308.02 356.79 349.09 361.92 CONCRETO CON ADITIVO RHEOBUILD 1000 (7 cm3/kg de cemento) Fuente: Laboratorio de mecánica de suelos de la FIC Resultados del ensayo de la resistencia a la compresión del concreto (cemento Quisqueya portland tipo I) con aditivo plastificante Pozzolith 126N dosificación mínima ENSAYO DE RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN F’C=210KG/CM2 CONCRETO (CEMENTO QUISQUEYA PORTLAND TIPO I) CON ADITIVO POZZOLITH 126N DOSIS MÍNIMA FECHA TESTIGO FECHA ENSAYO EDAD (DIAS) COMPRESIÓN MÁX.(KG/CM2) DESCRIPCIÓN 02-02-10 02-02-10 02-02-10 03-02-10 03-02-10 03-02-10 05-02-10 09-02-10 09-02-10 09-02-10 17-02-10 17-02-10 17-02-10 05-03-10 7 7 7 14 14 14 28 274.65 279.78 295.18 308.02 305.45 320.85 385.02 CONCRETO CON ADITIVO POZZOLITH 126N (5 cm3/kg de cemento) 27 05-02-10 05-02-10 05-03-10 05-03-10 28 28 382.46 364.49 Fuente: Laboratorio de mecánica de suelos de la FIC Resultados del ensayo de la resistencia a la compresión del concreto (cemento Quisqueya portland tipo I) con aditivo plastificante Pozzolith 126N dosificación máxima ENSAYO DE RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN F’C=210KG/CM2 CONCRETO (CEMENTO QUISQUEYA PORTLAND TIPO I) CON ADITIVO POZZOLITH 126N DOSIS MÁXIMA FECHA TESTIGO FECHA ENSAYO EDAD (DIAS) COMPRESIÓN MÁX.(KG/CM2) DESCRIPCIÓN 10-02-10 10-02-10 10-02-10 11-02-10 11-02-10 11-02-10 16-02-10 16-02-10 16-02-10 17-02-10 17-02-10 17-02-10 25-02-10 25-02-10 25-02-10 16-03-10 16-03-10 16-03-10 7 7 7 14 14 14 28 28 28 328.55 320.85 282.35 333.69 346.52 338.82 372.19 379.89 390.16 CONCRETO CON ADITIVO POZZOLITH 126N (7 cm3/kg de cemento) Fuente: Laboratorio de mecánica de suelos de la FIC 1.2) BASES TEÓRICAS DE LA INVESTIGACIÓN El concreto es una combinación de agregados, agua, cemento y aditivos si el diseño lo considera. Tiene la apariencia de una roca artificial. El concreto es importante debido a la amplia utilidad que se le puede dar, en lugares de congelación, en lugares de altas temperaturas, para pavimentos, etc. El concreto posee las siguientes características: • Durabilidad La durabilidad del concreto es la propiedad que este tiene para resistir la acción del intemperismo, la abrasión, el ataque químico y cualquier proceso o condición de servicio de las estructuras, que puedan deteriorar el concreto. 28 En conclusión, la durabilidad no es un concepto absoluto que dependa sólo del diseño de mezcla, sino que también influye el ambiente y las condiciones de trabajo a las cuales esté sometido el concreto. Entonces visto de esta manera no existe un concreto que sea durable por sí mismo, ya que las características físicas y químicas del concreto elaborado pudiera ser adecuado para ciertas circunstancias, no necesariamente lo habilitan para seguir siendo durable bajo diferentes condiciones. Anteriormente se asociaba la durabilidad a las características resistentes del concreto, en particular a su resistencia a la compresión, pero las experiencias prácticas y el avance de la investigación en este campo han demostrado que la resistencia a la compresión es solo una de las características involucradas, pero no el único para obtener un concreto durable (Fuente: American Concrete Institute). Por lo cual, el problema de la durabilidad aumenta o disminuye en la manera en que la edificación esté expuesto al ambiente y la condición de servicio, los cuales ameritan una especificación particular para el diseño de mezcla, los materiales, los aditivos, la técnica de producción y el proceso constructivo. Por ello cuando se diseña la durabilidad de un concreto no se puede generalizar porque hay muchos factores que la afectan. Mather indica lo siguiente: “Está demostrado científicamente que las estructuras de concreto se comportan inadecuadamente debido a que las especificaciones técnicas fueron deficientes o que éstas fueron correctas, pero no se siguieron en la obra” (Mather, 1975). Los factores que influyen en la durabilidad del concreto son 5: - El Congelamiento y descongelamiento - La abrasión - El ambiente químicamente agresivo - La corrosión de metales en el concreto - La reacción química en los agregados • Trabajabilidad 29 La trabajabilidad es la facilidad con la que se puede hacer la colocación, consolidación y acabado del concreto fresco sin que se produzca segregación o exudación durante estas operaciones. No existe ensayo o prueba para cuantificar esta propiedad, pero se le puede apreciar en los ensayos de consistencia (cono de Abrams). FACTORES QUE AFECTAN LA TRABAJABILIDAD Los factores son los siguientes: - Características y cantidad de los materiales cementantes. - Método y duración del transporte. - Consistencia del concreto (asentamiento en cono de Abrams). - Forma, textura superficial y tamaño del agregado grueso y agregado fino. - Aire incorporado - Cantidad de agua - Temperatura del ambiente y del concreto. - Aditivos - • Consistencia La consistencia del concreto fresco es el grado que tiene el concreto fresco para deformarse y como consecuencia de esta propiedad, de ocupar todos los espacios vacíos que puede dejar al hacer el vaciado dentro del encofrado o molde. La consistencia del concreto está definida por la calidad de los agregados y el grado de humedecimiento que tiene la mezcla (Fuente: Norma ASTM C 143). IMPORTANCIA DE LA GRANULOMETRÍA EN LA CONSISTENCIA La granulometría es importante en la consistencia del concreto porque depende de la calidad y elección de los agregados para que el concreto posea buenas propiedades. La diferencia de densidades de los agregados perjudica al concreto. https://www.construmatica.com/construpedia/Hormig%C3%B3n_Fresco https://www.construmatica.com/construpedia/Categor%C3%ADa:Encofrados 30 IMPORTANCIA DE LA GRANULOMETRÍA DEL AGREGADO FINO EN LA CONSISTENCIA La granulometría del agregado fino es importante para obtener una mezcla más compacta. Si se encuentra materia orgánica en el agregado fino puede interrumpir parcial o totalmente el proceso de fraguado del concreto. El agregado fino se usa también como lubricante sobre los que rueda el agregado grueso proporcionándole trabajabilidad al concreto. IMPORTANCIA DE LA GRANULOMETRÍA DEL AGREGADO GRUESO EN LA CONSISTENCIA La granulometría del agregado grueso es importante para evitar problemas de segregación. También es importante la granulometría porque el agregado grueso con forma angulosa produce mezclas con menor trabajabilidad. • Contracción y Expansión La contracción es la disminución de volumen que sufre el concreto mientras se endurece y se seca. Se debe principalmente a la pérdida de agua de mezclado por evaporación. La contracción es el acortamiento del concreto que tiene lugar durante el fraguado. Cuando el concreto es expuesto al ambiente de trabajo este tiende a alcanzar un equilibrio con ese ambiente. Si el ambiente es de clima seco, la superficie expuesta del concreto pierde agua por el fenómeno de evaporación. La velocidad con que se evapore el agua del concreto depende de la humedad relativa, la relación agua cemento, la temperatura y el área de la superficie expuesta del concreto. La contracción por secado representa una porción del total de la deformación que se presenta en un elemento de concreto. La figura 4.1 nos muestra los componentes de la deformación, no incluye el movimiento térmico. La deformación producida por contracción depende del tiempo y no es producida por alguna carga. 31 Figura 1.1. Componentes de la deformación Si nuestro ambiente es húmedo entonces el flujo de humedad será del medio ambiente al concreto, al haber presencia de agua en el concreto esto se traducirá en un incremento de volumen (expansión). En la figura 4.2. se muestra los cambios en el volumen del concreto debido a ciclos alternos de curado y fraguado. La mayor contracción que sufre el concreto se produce en el primer secado. Una gran parte de esta contracción ya no se puede revertir, en otras palabras, no se puede recuperar aun después de volver a curar el concreto. Figura 1.2. Concreto inicialmente seco y luego sujeto a ciclos de secado y curado. La inestabilidad por expansión se produce por reacciones químicas que ocurren en la pasta de cemento durante la hidratación, por lo cual, a partir de 32 elementos anhidros se forman hidratos cuyo volumen final es mayor que la suma de los volúmenes de los elementos y del agua involucrada en la reacción, y siempre que los productos hidratados no tengan espacio libre para cristalizar sin producir dilataciones o tensiones. También cabe decir que no siempre que se forma un producto hidratado de volumen mayor que los de sus componentes anhidros ocurre expansión, es decir, se manifiestan al exterior los efectos de ella. Así, si la expansión se produce de manera temprana, durante el periodo plástico de la masa que fragua, y esta no se encuentra absolutamente constreñida y confinada, la expansión puede no causar tensiones y en tal caso si no hay tensiones no hay consecuencias. Cuando el concreto ya ha fraguado y endurecido entonces empieza otro tipo de contracción, desde el interior de la masa. La expansión del concreto puede producir tensiones que puede desenlazar en rupturas. Las reacciones topoquímicas, es decir, las que tienen lugar in situ por la acción entre sólido con sólido, o entre sólidos y líquidos, pero sin que los productos de la reacción se formen en el núcleo del elemento y por un proceso líquido (en el caso de la hidratación del cemento una disolución acuosa) son normalmente expansivas. A este tipo de reacciones (hidratación) pertenece la expansión producida en el concreto fraguado, por ataque de sulfatos o por interacción de algunos áridos que reaccionan con los álcalis del cemento. • Elasticidad El módulo de elasticidad de un material es la relación que tiene el esfuerzo al que está sometido el material y su deformación unitaria. El módulo de elasticidad indica la rigidez de un material ante una carga que se le impone. Cuando la relación entre la deformación unitaria y el esfuerzo al que está sometido el material es constante, lineal y los esfuerzos que se aplican no alcanzan el límite de proporcionalidad, el material posee un comportamiento elástico que cumple con la ley de Hooke. http://www2.ib.edu.ar/becaib/bib2007/Sanger.pdf 33 Hay distintas normas que hablan del ensayo para determinar el módulo de elasticidad del concreto, pero en esta investigación usaremos la del ACI 318M- 02. Entonces la fórmula será la siguiente: Para hallar el módulo de elasticidad del concreto con peso normal es: 𝑬𝒄 ( 𝒌𝒈 𝒄𝒎𝟐⁄ ) = 𝟏𝟓𝟎𝟎𝟎√𝒇′𝒄 También debemos considerar las siguientes bases teóricas: MÓDULO DE FINEZA Y TAMAÑO MÁXIMO NOMINAL • MÓDULO DE FINEZA El módulo de fineza es un indicador del mayor o menos grosor del conjunto de partículas de un agregado. Normalmente solo se considera el módulo de fineza del agregado fino, pero para la aplicación de ciertos métodos de diseño de mezcla se usa el módulo de fineza del agregado grueso como lo es el método de combinación de agregados. El módulo de fineza se define como la suma de los porcentajes retenidos acumulados en las mallas de 1 ½”, ¾”, 3/8”, N°4, N°8, N°16, N°30, N°50 y N°100, esta suma se divide entre 100. Los agregados que presentan un módulo de fineza bajo indican que son partículas más finas, por consecuente a mayor módulo de fineza mayor es el grosor de las partículas. Se recomienda que el agregado fineza se encuentre en los límites de módulo de fineza de 2.3 a 3.1. A pesar de esta recomendación la norma contempla el uso del agregado fuera de estos límites, siempre y cuando el concreto logre las especificaciones técnicas de la obra. 34 El módulo de fineza sirve también como un medidor del valor lubricante que poseen los agregados, a mayor valor de módulo de fineza menor es el valor lubricante y demanda de agua por área superficial (Fuente: NTP 400.012). a) Ahora hallaremos el módulo de fineza del agregado grueso: Mg = % ret acum. (3" + 1 ½” + ¾” + 3/8” + Nº4 + Nº8 + Nº16 + Nº30 + Nº50 + Nº100) 100 Tabla 1.1. Cantidad de agregado grueso retenido acumulado en las mallas correspondientes MALLAS O TAMICES %RET. ACUMULADO 1 ½” 1” 3/4” 1/2” 3/8” N°4 N°8 N°16 N°30 N°50 N°100 0 0 0.62 30.62 55.87 97.49 100 100 100 100 100 Fuente: Elaboración propia Mg = 0.62 + 55.87 + 97.49 + 100 + 100 + 100 + 100 + 100 100 Mg = 6.54 b) Ahora hallaremos el módulo de fineza del agregado fino: Mf = % ret acum. (3" + 1 ½” + ¾” + 3/8” + Nº4 + Nº8 + Nº16 + Nº30 + Nº50 + Nº100) 100 35 Tabla 1.2. Cantidad de agregado fino retenido acumulado en las mallas correspondientes MALLAS O TAMICES %RET. ACUMULADO 3/8” N°4 N°8 N°16 N°30 N°50 N°100 0 0.33 1.3 5.78 30.93 86.16 99.23 Fuente: Elaboración propia Mf = 0.33 + 1.3 + 5.78 + 30.93 + 86.16 + 99.23 100 Mf = 2.2373 TAMAÑO MÁXIMO Y TAMAÑO MÁXIMO NOMINAL El tamaño máximo de los agregados está contemplado en la norma NTP 400.037. La norma dice que el tamaño máximo de los agregados está determinado por el primer tamiz que retiene agregado como mínimo en un 5%. El tamaño máximo nominal (TMN) es el tamiz superior inmediato. A continuación, unas consideraciones con respecto al tamaño máximo nominal. a) No deberá ser mayor que un tercio del peralte de las losas) b) Deberá ser menor que un quinto de la menor dimensión entre caras de encofrado. c) No deberá ser mayor que tres cuartos del espacio libre mínimo entre barras o alambres individuales de refuerzo, ductos de presfuerzo o paquetes de barras. PESO UNITARIO 36 El peso unitario es el peso del material seco necesario para llenar cierto recipiente de volumen unitario, existe el peso unitario suelto y compactado (Fuente: NTP 440.017 y ASTM C 29). El peso unitario nos da una medida de la cantidad de vacíos en un volumen unitario de agregado, estos vacíos dependen de factores como el tamaño, forma, textura de superficie, compactación y granulometría. Los materiales y equipos a utilizar son: • Balanza de capacidad pesada. • Varilla de 60 cm con punta semiesférica con diámetro de 5/8”. • Recipiente cilíndrico PESO UNITARIO SUELTO 𝑃𝑈𝑆 = Peso del agregado (suelto) Vol. Recipiente • Peso unitario suelto del agregado grueso Hallaremos el promedio de la suma de los tres pesos (sueltos) del agregado grueso, sin compactar, que hemos tomado y luego lo dividiremos entre el volumen del cilindro. Tabla 1.3. Peso unitario suelto del agregado grueso AGREGADOS GRUESO Peso Recipiente (A) 5.31 Kg Peso Recipiente + Ag (B) 25.450 kg 25.600 kg 25.600 kg Vol. Cilindro (C) 0.0145 m3 Peso del agregado 20.140 kg 20.290 kg 20.290 kg 37 Peso del agregado prom (kg) 20.240 kg Peso Unitario suelto (Kg/m3) 1395.86 kg/m3 Fuente: Elaboración propia Entonces: 𝑃𝑈𝑆 = 20.240 𝑘𝑔 0.0145 m3 = 1395.86 𝑘𝑔/𝑚3 • Peso unitario suelto del agregado fino Hallaremos el promedio de la suma de los tres pesos (sueltos) del agregado fino, sin compactar, que hemos tomado y luego lo dividiremos entre el volumen del cilindro. Tabla 1.4. Peso unitario suelto del agregado fino AGREGADOS FINO Peso Recipiente (A) 4.40 Kg Peso Recipiente + Ag (B) 19.200 kg 19.100 kg 19.150 kg Vol. Cilindro (C) 0.0096 m3 Peso del agregado 14.800 kg 14.700 kg 14.750 kg Peso del agregado prom (kg) 14.750 kg Peso Unitario suelto (Kg/m3) 1536.46 Kg /m3 Fuente: Elaboración propia 38 Entonces: 𝑃𝑈𝑆 = 14.750 𝑘𝑔 0.0096 m3 = 1536.46 𝑘𝑔/𝑚3 PESO UNITARIO COMPACTADO 𝑃𝑈𝐶 = Peso del agregado (compactado) Vol. Recipiente • Peso unitario compactado del agregado grueso Hallaremos el promedio de la suma de los tres pesos del agregado grueso compactados con la varilla en tres capas que hemos tomado y luego lo dividiremos entre el volumen del cilindro. Tabla 1.5. Peso unitario compactado del agregado grueso AGREGADOS GRUESO Peso Recipiente (A) 5.31 Kg Peso Recipiente + Ag (B) 27.700 kg 27.600 kg 27.900 kg Vol. Cilindro (C) 0.0145 m3 Peso del agregado 22.390 kg 22.290 kg 22.590 kg Peso del agregado prom (kg) 22.423 Peso Unitario suelto (Kg/m3) 1546.44 Kg /m3 Fuente: Elaboración propia Entonces: 𝑃𝑈𝐶 = 22.423 𝑘𝑔 0.0145 m3 = 1546.44 𝑘𝑔/𝑚3 • Peso unitario compactado del agregado fino 39 Hallaremos el promedio de la suma de los tres pesos del agregado fino compactados en tres capas con la varilla que hemos tomado y luego lo dividiremos entre el volumen del cilindro. Tabla 1.6. Peso unitario compactado del agregado fino AGREGADOS FINO Peso del recipiente (A) 5.31 Kg Peso del recipiente +Ag. (B) 20.100 kg 20.150 kg 20.100 kg Vol. Cilindro (C) 0.0096 m3 Peso del agregado 14.790 kg 14.840 kg 14.790 kg Peso del agregado promedio (D) 14.807 kg Peso Unitario suelto (D/C) 1542.36 kg/m3 Fuente: Elaboración propia Entonces: 𝑃𝑈𝐶 = 14.807 𝑘𝑔 0.0096 m3 = 1542.36 𝑘𝑔/𝑚3 PESO ESPECÍFICO El peso específico es la relación que existe entre el peso del volumen sólido de un material y el peso de igual volumen de agua a la misma temperatura (Fuente: NTP 400.022 y ASTM C 128). El peso específico de los agregados se representa en una unidad de carga entre una unidad de volumen. El peso específico del agregado grueso y el agregado fino es un indicador de calidad, a mayor valor del peso específico mejor comportamiento del agregado, a menor valor generalmente corresponde a un agregado absorbente y débil. Los materiales y equipos a utilizar son los siguientes: 40 - Balanza electrónica - Estufa - Picnómetro - Taras - Gotero - Horno - Canastilla de alambre - Balde Ahora hallaremos los pesos específicos de los agregados correspondientes: • Peso específico del agregado grueso Para hallar el peso específico del agregado grueso primero dejaremos remojando en agua una muestra representativa por 24 horas, luego la secamos con un paño grande absorbente para que no haya ninguna película de agua en la muestra, luego se pesa al aire, luego pesamos una cantidad necesaria de agregado grueso para sumergirla en la canastilla después de haber pesado el agregado grueso en la canastilla sumergida en agua, procederemos a colocar el agregado grueso en taras que se colocarán en el horno por 24 horas. Este procedimiento se realizará con tres muestras. Tabla 1.7. Peso específico del agregado grueso NOMBRE DE TARA Muestra 1 (G) Muestra 2 (A-U) Muestra 3 (TP-02) Peso al Aire 504.7 gr 505.3 gr 506.0 gr Peso sumergido al agua 316.9 gr 316.5 gr 317.2 gr Peso seco del Horno 497.2 gr 497.4 gr 498.6 gr Peso específico 2.647 2.635 2.641 Peso específico promedio 2.641 Fuente: Elaboración propia CÁLCULO: 41 Pe = Peso seco al horno (Peso al aire) − (Peso sumergido en agua) P. E (grueso)muestra 1 = 497.2 gr 504.7 gr − 316.9 gr = 2.647 P. E (grueso)muestra 2 = 497.4 gr 505.3 gr − 316.5 gr = 2.635 P. E (grueso)muestra 3 = 498.6 gr 506.0 gr − 317.2 gr = 2.641 Peso específico promedio del agregado grueso = 2.641 • Peso específico del agregado fino Para hallar el peso específico del agregado fino se agarran dos picnómetros los cuales se llenan de agua hasta la línea de aforo marcada en el picnómetro, luego le agregamos muestras representativas de cien gramos de agregado fino y las pesaremos de nuevo, entonces procedemos a colocarlos en la estufa de 5 a 10 minutos, luego se procede a enfriarlos y los pesamos. Tabla 1.8. Peso específico del agregado fino Nº Picnómetro Muestra 1 (B) Muestra 2 (PG) Peso de Picnómetro (P) 157.2 gr 171.5 gr Peso A. Fino Seco 100 gr 100 gr Peso= P + Agua 654.5 gr 668.4 gr Peso= P + Agua + A. Fino 717.7 gr 730.7 gr Peso Específico 2.717 2.653 Peso Específico promedio 2.685 Fuente: Elaboración propia CÁLCULO: Pe = Peso Ag. fino seco (P. picn. +Agua) + (P. Ag. fino seco) − (P. picn. +Agua + Ag. fino) 42 Dónde: P. E (fino)muestra 1 = 100 100 + 654.5 − 717.7 = 2.7174 P. E (fino)muestra 2 = 100 100 + 668.4 − 730.7 = 2.653 Peso específico promedio del agregado fino = 2.685 PORCENTAJE DE ABSORCIÓN Está definido por las normas NTP 400.021 y NTP 400.022. Es la capacidad que tienen los agregados para llenar de agua los vacíos permeables de su estructura interna, cuando son sumergidos durante 24 horas. La capacidad de absorción del agregado es la diferencia de pesos entre el agregado en condición saturada y el agregado en condición seca expresada en porcentaje. Esta información nos sirve para determinar el agua efectiva en la mezcla. Cuando se haya el porcentaje de absorción se debe considerar la procedencia de los agregados. Se usan los siguientes equipos y materiales: - Balanza electrónica - Horno - Bandejas • Porcentaje de absorción del agregado grueso Para realizar este ensayo se deja una muestra representativa de agregado grueso sumergida en agua durante 24 horas, después de estas 24 horas se retira el agua y se seca (con un paño), lo pesamos al aire libre y así obtenemos el peso del agregado grueso saturado superficialmente seco. Luego llevamos las muestras al horno por 24 horas y después procedemos a pesar de nuevo el agregado, pero ya seco al horno. Tabla 1.9. Porcentaje de absorción del agregado grueso 43 N° Tara Muestra 1 (G) Muestra 2 (A-U) Muestra 3 (TP-02) Peso de tara (A) 91.8 gr 94.0 gr 109.7 gr Peso al aire del Ag.grueso SSS (B) 482.5 gr 484.4 gr 485.8 gr Peso del Ag.grueso SSS al horno (C) 476.9 gr 478.9 gr 480.7 gr %Absorción (D) 1.174 1.148 1.061 %Absorción prom. 1.128 Fuente: Elaboración propia CÁLCULO: % Abs = Peso Ag. SSS − Peso Ag. SSS al horno Peso Ag. SSS al horno x 100 Donde: % Abs(muestra 1) = 482.5 − 476.9 476.9 x 100 = 1.174 % Abs(muestra 2) = 484.4 − 478.9 478.9 x 100 = 1.148 % Abs(muestra 2) = 485.8 − 480.7 480.7 x 100 = 1.061 Porcentaje de absorción promedio del agregado grueso = 1.128 • Porcentaje de absorción del agregado fino Tomamos una muestra representativa y lo dejamos sumergido en agua durante 24 horas, luego lo retiramos y lo secamos al aire distribuyéndolo uniformemente y esparciéndolo para garantizar un buen secado, nos daremos cuenta que el agregado fino es apto para continuar con el ensayo después de haberlo probado con el molde troncónico (se llena dándole 25 golpes con la varilla y después se enraza, se procederá con este ensayo hasta que el agregado fino se desmorone). 44 Tomaremos después tres muestras de este agregado fino saturado superficialmente seco y lo colocaremos en el horno en tres taras por 24 horas, después de las 24 horas se retirarán del horno, se dejarán enfriar por un corto tiempo y luego volveremos a pesar obteniendo así el dato del peso del agregado fino seco al horno. Tabla 1.10. Porcentaje de absorción del agregado fino Nombre de Tara Muestra 1 (GREG 1) Muestra 2 (GREG 4) Muestra 3 (GREG 5) Peso de tara (A) 54.9 gr 55.4 gr 54.6 gr Peso al aire del Ag.fino SSS + tara (B) 511.7 gr 507.9 gr 503.1 gr Peso del Ag.fino SSS al horno + tara (C) 505.8 gr 500.9 gr 496.5 gr %Absorción (D) 1.153 1.378 1.312 %Absorción prom. 1.282 Fuente: Elaboración propia Cálculo: % Abs = Peso Ag. SSS al aire + tara − Peso Ag. SSS al horno + tara Peso Ag. SSS al aire + tara x 100 Dónde: % Abs(muestra 1) = ( 511.7 − 505.8 511.7 ) x 100 = 1.153 % Abs(muestra 2) = ( 507.9 − 500.9 507.9 ) x 100 = 1.318 % Abs(muestra 3) = ( 503.1 − 496.5 503.1 ) x 100 = 1.312 Porcentaje de absorción promedio del agregado fino = 1.282 CONTENIDO DE HUMEDAD El contenido de humedad es la cantidad de agua que posee un agregado en un determinado tiempo. Cuando esta cantidad de agua se expresa como porcentaje 45 de la muestra seca (en el horno), se le llama porcentaje de humedad, este puede ser mayor o menor que el porcentaje de absorción (Fuente: NTP 339.185). El contenido de humedad de los agregados depende de la procedencia de estos. Este valor es importante ya que influye en la cantidad de agua efectiva para la mezcla. Los equipos y materiales a utilizar son: - Balanza electrónica - Bandejas - Horno • Contenido de humedad del agregado grueso Se determina una muestra representativa la cual se pesa y se divide en 3, luego se pesa cada una (peso húmedo del agregado grueso) y se colocan en taras y se vuelve a pesar, luego se colocan en el horno durante 24 horas, después se retiran del horno, después se dejan enfriando un rato y luego se pesan, obteniendo así el peso seco del agregado grueso. Tabla 1.11. Contenido de humedad del agregado grueso CONT. HUMEDAD AGREGADO GRUESO Nº DE TARA N-2 N-3 N-7 Peso de tara (A) 89.2 gr 88.7 gr 82.8 gr Peso de T. + Ag. húmedo (B) 606.1 gr 605.6 gr 561.6 gr Peso de T. + Ag. Seco al horno (C) 601.9 gr 601.4 gr 557.8 gr Peso del agua contenida (B-C) 4.2 gr 4.2 gr 3.8 gr Peso de Ag. Seco al horno (C)-(A) 512.7 gr 512.7 gr 475.0 gr 46 Peso del Agregado Húmedo (B)-(A) 516.9 gr 516.9 gr 478.8 gr CONTENIDO DE HUMEDAD (%W) 0.82% 0.82% 0.8% PROMEDIO DE % W 0.81% Fuente: Elaboración propia Cálculo: %W = ( Peso del agua contenida Peso de agregado seco al horno ) x100 Donde: %W (muestra N − 2) = ( 4.2 gr 512.7 gr ) x100 = 0.82% %W (muestra N − 3) = ( 4.2 gr 512.7 gr ) x100 = 0.82% %W (muestra N − 7) = ( 3.8 gr 475.0 gr ) x100 = 0.80% Contenido de humedad promedio del agregado grueso = 0.81% • Contenido de humedad del agregado fino Se determina una muestra representativa la cual se pesa y se divide en 3, luego se pesa cada una (peso húmedo del agregado fino) y se colocan en taras y se vuelve a pesar, luego se colocan en el horno durante 24 horas, después se retiran del horno, después se dejan enfriando un rato y luego se pesan, obteniendo así el peso seco del agregado fino. Tabla 1.12. Contenido de humedad del agregado fino CONT. HUMEDAD AGREGADO FINO Nº DE TARA N-1 P-04 Y Peso de tara (A) 89.1 gr 97.2 gr 86.9 gr Peso de T. + Ag. húmedo (B) 596.7 gr 616.1 gr 612.2 gr 47 Peso de T. + Ag. Seco al horno (C) 586.4 gr 606.2 gr 601.0 gr Peso del agua contenida (B-C) 10.3 gr 9.9 gr 11.2 gr Peso de Ag. Seco al horno (C)-(A) 497.3 gr 509.0 gr 514.1 gr Peso del Agregado Húmedo (B)-(A) 507.6 gr 518.9 gr 525.3 gr CONTENIDO DE HUMEDAD (%W) 2.07 2.31 2.18 PROMEDIO DE % W 2.11% Fuente: Elaboración propia Cálculo: %W = ( 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑎𝑔𝑢𝑎 𝑐𝑜𝑛𝑡𝑒𝑛𝑖𝑑𝑎 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒 𝑎𝑔𝑟𝑒𝑔𝑎𝑑𝑜 𝑠𝑒𝑐𝑜 𝑎𝑙 ℎ𝑜𝑟𝑛𝑜 ) 𝑥100 Donde: %W(muestra N − 1) = ( 10.3 gr 497.3 gr ) x100 = 2.07% %W(muestra P − 04) = ( 9.9 gr 509.0 gr ) x100 = 2.31% %W(muestra Y) = ( 11.2 gr 514.1 gr ) x100 = 2.18% Contenido de humedad promedio del agregado fino = 2.11% ETAPAS PARA LA ELABORACIÓN DEL CONCRETO PREPARACIÓN DE LAS MUESTRAS DE PRUEBA Normalmente para hallar la resistencia a la compresión del concreto, se elaboran muestras cilíndricas de concreto para poder ensayarlas. En esta ocasión para la presente tesis se usarán 2 probetas cilíndricas de concreto para los respectivos ensayos de resistencia a la compresión. 48 Estas muestras de prueba se realizan de acuerdo con la norma ASTM C 31, estos resultados se usan para: • Ensayo de aceptación para una resistencia especificada. • Verificar las proporciones de mezcla para una resistencia especificada. • Ejercer control de calidad del productor de concreto. Es muy importante que las muestras de prueba sean preparadas y curadas siguiendo los procedimientos personalizados. Cualquier desviación de dichos procedimientos resultará en una menor resistencia medida. Los resultados de resistencia bajos debidos a procedimientos que nos recuerdan con las normas causan una preocupación injustificada, costos y demoras al proyecto. ALCANCES REFERENTES AL USO Y MEZCLADO DEL ADITIVO EN EL CONCRETO El aditivo superplastificante Sika Viscocrete – 1110 PE de acuerdo con nuestra zona de estudio puede usarse para transportar y colocar concreto y mortero en condiciones medio ambientales rigurosas, como ocurre en la provincia de Ica, que está expuesta a temperaturas muy altas. Este aditivo superplastificante puede usarse en el rango de 1 cm3 – 2 cm3 por kilogramo del material cementante. Para un mejor uso del aditivo superplastificante Sika Viscocrete – 1110 PE se adjunta la ficha técnica la cual podemos encontrar en la sección de anexos. PRUEBA DE CONSISTENCIA AL CONCRETO FRESCO MEDIANTE EL CONO DE ABRAMS Está definido por la siguiente norma: NTP 339.035. Equipo: • Plancha metálica rígida y cono de Abrams. • Cucharón (material, tamaño y forma adecuada). • Regla metálica o wincha. • Varilla compactadora (lisa y de punta semiesférica). Procedimientos preliminares: 49 • Se mezclará la muestra de concreto hasta homogeneizarla. • Humedecer los elementos que estarán en contacto con el concreto para que no absorban agua. • Colocar el cono de Abrams sobre una superficie plana, rígida, no absorbente, húmeda, libre de cualquier perturbación. Ensayo: 1er paso: Fijar el molde en el lugar donde se le llenará de concreto, se pisarán las aletas de este molde para que no se produzca ningún desplazamiento. 2do paso: Llenar el molde en tres capas de igual volumen y compactar cada una con 25 golpes de la varilla distribuidos de manera uniforme. Para la capa del fondo se deberá inclinar la varilla y compactar en forma de espiral hacia el centro. 3er paso: Al compactar la segunda y tercera capa la varilla deberá penetrar ligeramente la capa inferior. 50 4to paso: Al compactar la tercera y última capa, el concreto deberá rebalsar ligeramente el molde. 5to paso: Enrasar la superficie del molde retirando el concreto sobrante del cono y plancha, luego levantar verticalmente el molde en 5 ± 2 segundos sin girarlo o desplazarlo lateralmente. 6to paso: Mediremos con una wincha el asentamiento desde el centro de la masa asentada del concreto hasta la parte inferior de la varilla. PREPARACIÓN DE LOS CILINDROS DE CONCRETO 51 Para determinar la resistencia a la compresión o a la tracción se elaborarán especímenes de concreto, deben ser cilindros vaciados y fraguados en posición vertical. El número y tamaño de los cilindros de concreto estarán establecidos en las especificaciones de los ensayos. La longitud de los cilindros de concreto debe ser el doble del diámetro y el diámetro del cilindro debe ser como mínimo tres veces el tamaño máximo nominal del agregado grueso. Cuando el tamaño máximo nominal del agregado grueso excede los 50 mm, la muestra de concreto se tamizará por una vía húmeda a través del tamiz de 50 mm (fuente: NTP 339.036). Para realizar los ensayos de resistencia a la compresión, los cilindros deben ser de 150 mm x 300 mm o 100 mm x 200 mm (fuente: NTP 339.209). Después de haber elaborado el diseño de mezcla, tenemos en cuenta la cantidad de materiales que se usarán para hacer un concreto de una resistencia específica. Luego proporcionalmente se raciona para el volumen de los cilindros de concreto. Tengamos en cuenta la cantidad de concreto que se va a ocupar en los cilindros de concreto, entonces haremos el respectivo mezclado. Antes de agregar la mezcla a los cilindros de concreto, hay que limpiar bien los moldes y luego cubrir todas las superficies internas con un desmoldante, puede ser petróleo, aceite mineral, aditivo desmoldante, etc. Los moldes se llenarán en tres capas (las tres capas de misma proporción). Al momento de llenar una capa se compactará con una varilla circular recta de acero liso con dimensiones conforme a la tabla 6.16 (Fuente: NTP 339.033, NTP 339.035, NTP 339.046, NTP 339.083 Y ASTM C173/C173M). Tabla 1.13. Diámetro de varilla con respecto al diámetro del molde Diámetro del cilindro o ancho de la viga (mm) Diámetro de la varilla (mm) <150 10±2 ≥150 16±2 Fuente: Norma técnica peruana 339.033 52 Al momento de compactar con la varilla, esta deberá penetrar en la capa anterior 1” (2.5 cm). Después de compactar se aplicarán 10 a 15 golpes laterales con un mazo de goma. Debemos tener en cuenta que la última capa debe llenarse en exceso y luego de haberse compactado las tres capas entonces se procede a enrasar. Luego el molde que contiene al cilindro de concreto se coloca en un lugar con las condiciones ambientales adecuadas (sin que el sol caiga directamente, sin que una lluvia pueda afectar) para su posterior desmoldado. Nota: Un mal acabado de la cara del cilindro afecta la resistencia del concreto. CURADO DE LAS PROBETAS DE CONCRETO Retiramos los moldes de las probetas de concreto 24±8 horas después de haberse hecho el moldeado. Llevamos las probetas de concreto a una poza de curado, que contiene agua y cal (3.00 gr./lt), hasta que llegue el día a ensayar. 1.3) MARCO LEGAL La presente investigación tiene como sustento legal las siguientes normas técnicas: - Norma ASTM C 143 (propiedades del concreto) - NTP 400.012 - NTP 400.011 - NTP 400.037 - NTP 440.017 - Norma ASTM C 29 - NTP 400.022 - Norma ASTM C 128 - NTP 400.021 - NTP 339.185 - Norma ASTM C 31 - NTP 339.035 (ensayo de consistencia cono de Abrams) - NTP 339.033 (elaboración y curado de probetas de concreto) - NTP 339.034 (resistencia a la compresión) - Tablas de dosificaciones del ACI comité 211 - “Tópicos de tecnología de concreto en el Perú”, Enrique Pasquel Carvajal. 53 - Norma ASTM C 494 tipo F (aditivo superplastificante) - Norma ASTM C 1017 tipo I (aditivo superplastificante) - Norma ASTM C 33 (granulometría) - Norma ASTM C 150 (componentes y propiedades del cemento) - NTP 339.088 (ficha técnica Cemento Inka Ultrarresistente tipo Ico) 1.4) MARCO CONCEPTUAL EL CEMENTO COMPOSICIÓN DEL CEMENTO El cemento es un elemento formado a partir de una mezcla de arcilla y caliza calcinadas y después molidas. El cemento tiene la característica de endurecerse después de entrar en contacto con el agua. El producto resultante de moler estas rocas se llama clinker y se convierte en cemento cuando se agrega una pequeña cantidad de yeso (para evitar la contracción de la mezcla al fraguar cuando se le añade agua y se endurece después). El cemento cuando se mezcla con agregado grueso, agregado fino y agua, crea un elemento uniforme, maleable y plástica que fragua y se endurece, adquiriendo la forma de una roca artificial, a esta mezcla se le conoce como concreto. TIPOS DE CEMENTOS Y SUS APLICACIONES Los tipos de cementos son los siguientes, clasificados según la Recepción de Cementos (RC-97) de España: • Cementos comunes (CEM): Están constituidos fundamentalmente por Clinker de cemento portland y una cantidad pequeña de yeso (retardador de fragua). Una vez que se alcanza la finura adecuada, se guarda en silos antes de su comercialización. • Cementos blancos (BL): Son iguales a los cementos comunes, pero con cierta composición e índice de blancura. • Cemento de aluminato de calcio: Son cementos con un alto contenido de aluminatos de calcio (cementos aluminosos). • Cementos para usos especiales (ESP): En este tipo de cementos el clinker de cemento portland ocupa un lugar secundario en https://es.wikipedia.org/wiki/Conglomerante https://es.wikipedia.org/wiki/Caliza https://es.wikipedia.org/wiki/Clinker https://es.wikipedia.org/wiki/Yeso_(mineral) 54 comparación con las adiciones de escorias, puzolanas o cenizas volantes. • Cementos con características adicionales: Estos cementos son como los mencionados anteriormente, pero además presentan características adicionales, tales como la resistencia a los sulfatos y/o agua de mar o desarrollar un bajo calor de hidratación. REQUISITOS NORMALIZADOS PARA LOS DIFERENTES TIPOS DE CEMENTO • Cementos portland según la NTP 334.090 (ASTM C 150): Tipo I: Es de uso general Tipo II: Usado cuando se requiere una moderada resistencia a los sulfatos. Tipo II (MH): Usado para un moderado calor de hidratación. Tipo III: Usado para una alta resistencia inicial. Tipo IV: Usado cuando se requiere bajo calor de hidratación Tipo V: Usado para una alta resistencia a los sulfatos. • Cementos portland NTP 334.090 también contempla otros tipos de cemento que podemos encontrar en la norma ASTM C 595: Tipo IP: Cemento puzolánico (15%-40% de puzolana) Tipo IPM: Cemento puzolánico modificado (con tiene menos de 15% de puzolana) Tipo IS: Cemento de escoria (25%-70%) Tipo Ico: Cemento compuesto con un material adicional (hasta 30%) Tipo IT: Cemento ternario (dos adiciones) Tipo IL: Cemento calizo ALMACENAMIENTO DEL CEMENTO Para obtener una mejor calidad en los concretos y morteros el cemento debe almacenarse de una manera adecuada. Por lo tanto, lo que hay que hacer es: • Mantenerlo seco, ya que el cemento es sensible a la humedad y así mantendrá su calidad. 55 • La humedad relativa donde se almacena el cemento debe ser la menor posible. • Cerrar todas las grietas y aberturas en paredes y techos donde se guarde el cemento. • No almacenar los sacos de cemento sobre pisos húmedos, sino sobre un elemento que lo aísle a una distancia apropiada del suelo. • Apilar juntos los sacos para reducir la circulación de aire, pero no debe apilarse contra las paredes exteriores. • Cubrir los sacos de cemento con mantas o con alguna cubierta impermeable. • Apilar los sacos de tal manera que los primeros sacos en entrar sean los primeros en salir. • Al almacenar el cemento durante largos periodos de tiempo puede generar en lo que se llama "compactación de bodega". • No sobreponer más de 12 sacos de cemento si el periodo de almacenamiento es menor de 60 días. Si el periodo es mayor, no sobreponer más de 7 sacos. CARACTERÍSTICAS DEL CEMENTO INKA TIPO I Las características son las siguientes: • Mayor trabajabilidad y excelente acabado, la capacidad lubricante de las partículas de microfiller calizo permite un mejor acabado en todo tipo de obra de albañilería (Ficha técnica cementos Inka, 2018). • Mayor durabilidad e impermeabilidad, al generar superficies con menos porosidades, no permiten el ingreso de elementos perjudiciales. No sólo para el concreto, sino también para las armaduras (Ficha técnica cementos Inka, 2018). • Altas resistencias en el tiempo, la molienda extrafina y una excelente distribución granulométrica de las partículas generan altas 56 resistencias iniciales y a largo plazo (Ficha técnica cementos Inka, 2018). • Moderada resistencia a los sulfatos, su bajo contenido de álcalis y de aluminatos (C3A) lo hacen ideal para ambientes con moderada agresividad (Ficha técnica cementos Inka, 2018). • Moderado calor de hidratación, especial para aplicaciones en obras de alto volumen de concreto, usado incluso a alta temperatura ambiente (Ficha técnica cementos Inka, 2018). • Es un cemento ecológico porque reduce las emisiones de CO2 (gas causante del efecto invernadero que deteriora la capa de ozono). USOS Y APLICACIONES DEL CEMENTO INKA TIPO I El cemento inka tipo Ico ultra resistente por su proceso de fabricación tiene más impermeabilidad y durabilidad, lo que a su vez evita el ingreso de elementos perjudiciales, entonces los usos y aplicaciones que tiene son: • Acabados y armaduras: Es recomendado por expertos como un cemento para todo tipo de acabados y la elaboración de armaduras de cemento. En esta última, su ultra resistencia juega un papel muy importante. • Estructuras a largo tiempo: Los expertos nos dicen que una estructura fabricada de cemento tiene una vida útil real de 50 años; sin embargo, muchas de ellas no soportan los abates del tiempo, el clima y temperatura. Nuestro cemento Ultra Resistente, soporta esto y más, debido a la buena distribución granulométrica de las partículas; las cuales generan altas resistencias iniciales y a largo plazo gracias a los materiales con los que está fabricado este cemento. • Para ambientes de climas hostiles: El cemento Inka tipo I tiene un bajo contenido de álcalis y de aluminatos (C3A); lo que lo convierte en un cemento idóneo para ambientes con moderada agresividad, 57 sobre todo aquellos con climas hostiles con temperaturas extremas, cambiantes o altos índices de humedad y corrosión. RECOMENDACIONES PARA EL USO DEL CEMENTO INKA TIPO I Debemos tener en cuenta las siguientes recomendaciones: • Hacer uso del cemento de acuerdo con el diseño de mezcla. • La cantidad de agua que se usa en combinación con el cemento debe ser fija. • El cemento no debe tener grumos. AGREGADOS El concreto está compuesto de pasta de cemento y agua en la cual se encuentran embebidos materiales granulares llamados agregados. Estos agregados están en un porcentaje del 65% al 80% del volumen de la unidad cúbica del concreto. Ya que los agregados ocupan un alto porcentaje de participación en el concreto es de mucha importancia sus características. Se puede tener un descuido respecto a los agregados ya que con respecto al costo que tienen estos con el cemento es bajo. PRINCIPALES CANTERAS EN LA ZONA DE ESTUDIO • Cantera Palomino: La cantera Palomino es una empresa dedicada al rubro de la explotación de las piedras y/o rocas que se utilizan en la construcción. primeramente, esta empresa es la encargada de llevarlo a un debido proceso que permite la reducción adecuada para la utilización en la construcción que esté dentro de los estándares permitidos ya sea por LA NTP o las normas ASTM. que nos indica que propiedades, así como también que tamaño como máximo y 58 nivel de limos debe de contener un agregado para que pueda satisfacer una buena construcción. La presenta cantera cuenta con certificado de calidad. Los agregados que encontramos aquí son: ✓ Afirmado ✓ Piedras chancadas de ½” ✓ Piedras chancadas de ¾” ✓ Piedra base ✓ Ripio común ✓ Confitillo ¼” ✓ Arena A continuación, la distancia y forma de llegar a la cantera Palomino desde La curva de Parcona. (Miguel Grau y Calle Cuzco en dirección al distrito de Yaurilla) (Referencia: por el centro poblado 12 de Marzo) • Cantera Los Molinos: Está ubicado en la carretera tramo en el kilómetro 3+200, lado izquierdo, cuenta con acceso de 50 m de camino carrózable conformado por depósitos de material grueso y finos que tienen formas redondeadas a subredondeadas y corresponden a depósitos 59 fluviales que se distribuyen en los cause de los ríos, el área de estudio está constituida por mezclas de grava bien graduada y arena bien graduada, con limo y arena de textura semi lisa, de color gris. La cantera Los Molinos cuenta con certificado de calidad. Para poder cumplir con toda la exigencia de las especificaciones técnicas se requiere realizar con anterioridad el proceso de zarandeo, para la fabricación de relleno, sub base, para la fabricación de base granular, mezcla asfáltica en caliente, y concreto, se tiene que utilizar chancadora, adicionalmente se puede utilizar como material de mejoramiento, obras de drenajes y filtro a subdrenes. Se realizaron tres muestreos de ensayos de calidad, que nos dieron resultados dentro de las especificaciones técnicas de calidad de materiales en cuanto la carga puntual de la grava. Propiedades mecánicas promedio de la cantera los Molinos: • Límite líquido (Malla Nro 40) = 18.50% • Límite plástico (Malla Nro 40) = N.P • Índice de plasticidad (malla nro 40) = N.P • Densidad máxima seca natural = 2.22 gr/cm3 • Contenido óptimo de agua natural = 6.10% • Ensayo de CBR = 70 al 95 % y 90% al 100% • Equivalente de arena lavada = 80 % • Desgaste de abrasión = 19 % ELECCIÓN DE LA CANTERA – TIPOS DE AGREGADOS QUE SE OBTIENEN La cantera elegida para la obtención de agregado grueso es la cantera Palomino y para obtener el agregado fino es el río Ica. Se eligió estos dos lugares debido a su cercanía y accesibilidad que tiene en la provincia de Ica y también por el amplio usa que se le está dando en la actualidad de la fecha de la presente investigación. En cuanto al aspecto técnico se eligió la cantera Palomino porque el agregado grueso cumple con lo establecido en la norma ASTM C 33 y NTP 400.037. 60 AGREGADO GRUESO Está definido por la norma ASTM C 33. El agregado grueso es uno de los componentes principales del concreto, por ello su calidad es muy importante para obtener resultados óptimos en la elaboración de estructuras de concreto. El agregado grueso es aquel que es retenido en el tamiz N°4 y se obtiene de la desintegración de las rocas. El agregado grueso es una roca triturada o grava triturada obtenida de fuentes previamente seleccionadas y analizadas en laboratorio para ver si cumplen con la calidad que este requiere. El tamaño mínimo del agregado grueso es 4,8 mm. El agregado grueso a usar debe ser duro, resistente, limpio y sin recubrimiento de polvo o materiales extraños, los cuales, si son hallados, serán eliminados mediante un adecuado procedimiento, uno de estos procedimientos puede ser el lavado. La forma de las partículas más pequeñas del agregado grueso de preferencia debe ser cúbica y también estar libre de partículas planas, alargadas y delgadas en todos los tamaños. AGREGADO FINO El agregado fino es uno de los componentes del concreto. Se define como la arena que pasa el tamiz 3/8" y queda retenida en la malla N°200. El agregado fino es arena natural que proviene de canteras o de arena producida artificialmente. La arena natural está constituida por fragmentos de roca limpios, compactos, duros y durables. Cuando se produce artificialmente el agregado fino no se debe usar rocas que se quiebren en partículas laminares, alargadas o planas, independientemente del equipo de procesamiento empleado. El agregado fino adecuado para la mezcla se encuentra en un rango de módulo de finura no menor de 2,3 ni mayor de 3.1. Para hallar el módulo de finura se utiliza cernidores calibrados. https://es.wikipedia.org/wiki/Laboratorio 61 FUNCIONES EN EL CONCRETO DE LOS AGREGADOS Los agregados cumplen distintas funciones en el concreto, los cuales son: • Funciona como esqueleto o relleno adecuado para la pasta (cemento y agua), reduciendo así la cantidad de pasta en una unidad de concreto. • Proporciona resistencia a las acciones mecánicas de desgaste o intemperismo. • Reduce los cambios de volumen que resultan del fraguado, endurecimiento, humedecimiento, secado o calentamiento del concreto. • AGUA EN EL CONCRETO El agua considerada como elemento para la elaboración y el curado del concreto debe cumplir con las respectivas normas de calidad. Las normas para la calidad del agua son distintas en cada país, estas normas pueden variar según el tipo de cemento con el que se va a trabajar. El agua deberá ser limpia y fresca hasta donde sea posible, no deberá contener residuos de aceites, ácidos, sulfatos de magnesio, calcio, sodio, sales, limo, arcilla, lodo, algas, materia orgánica o alguna sustancia dañina. El agua en el concreto debe seguir una respectiva dosificación en cuanto a la mezcla. Para hacer un buen curado del concreto se debe proporcionar también de agua al concreto, pero en una determinada cantidad. USO DEL AGUA REQUISITOS NORMALIZADOS El agua debe estar dentro de los límites siguientes (Fuente NTP 339.088): • El máximo contenido de materia orgánica, expresada en oxígeno consumido, será de 3ppm. https://www.monografias.com/trabajos5/volfi/volfi.shtml https://es.wikipedia.org/wiki/Concreto https://es.wikipedia.org/wiki/Calidad_del_agua https://es.wikipedia.org/wiki/Aceite https://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81cido https://es.wikipedia.org/wiki/Sulfato https://es.wikipedia.org/wiki/Magnesio https://es.wikipedia.org/wiki/Limo 62 • El contenido de residuo sólido deberá ser menor de 5000 ppm. • El pH debe estar entre 5.5 y 8. • La cantidad de sulfatos deberá ser como máximo 600 ppm (expresado en ion SO4). • La cantidad de cloruros deberá ser como máximo 1000 ppm (expresado en ion C1). • La cantidad de carbonatos y bicarbonatos alcalinos (alcalinidad total) no deberá ser menor de 1000 ppm. Explicación de los límites para el agua de mezcla y de curado: • El mejor pH del agua es 7, ya que no es ni ácido ni básico, lo cual se traduce en que no daña al concreto. • Cuando el PH del agua es menor de 6 (agua ácida), esta daña al concreto (principalmente al acero), por ello de preferencia evitar su uso. • Cuando los cloruros entran en contacto con el concreto producen corrosión, por ello las obras cercanas a ambientes marinos sufren corrosión. El reglamento nacional de edificaciones por ello indica que, para el concreto armado expuesto a la acción de cloruros, el agua tendrá como máximo 0.1% de cloruros con respecto al peso del cemento. ADITIVOS DEFINICIÓN Los aditivos son componentes del concreto, son de naturaleza orgánica (resinas) o inorgánica, su uso en el concreto tiene como objetivo modificar las propiedades físicas de la mezclas. Se suelen presentar en forma líquida o en polvo, como emulsiones. RAZONES PARA EL EMPLEO DE ADITIVOS Los aditivos se pueden utilizar por los siguientes motivos: • Para mejorar las propiedades del concreto. • Pueden disminuir en ciertas ocasiones el costo del concreto a futuro. https://es.wikipedia.org/wiki/Qu%C3%ADmica_org%C3%A1nica https://es.wikipedia.org/wiki/Qu%C3%ADmica_org%C3%A1nica https://es.wikipedia.org/wiki/Qu%C3%ADmica_inorg%C3%A1nica https://es.wikipedia.org/wiki/Emulsi%C3%B3n 63 • Minimizar gastos de reparaciones. • Los aditivos pueden acelerar el proceso constructivo. CLASIFICACIÓN DE LOS ADITIVOS De acuerdo con su función principal se clasifica a los aditivos para el concreto de la siguiente manera: • Los plastificantes: Este tipo de aditivo permite disminuir la cantidad de agua y también modificar el asentamiento del concreto de manera óptima, depende de la calidad y cantidad del aditivo usado en la mezcla de concreto. • Los aditivos superplastificantes: Este tipo de aditivo permite modificar la consistencia del concreto de manera más óptima que el aditivo plastificante, también permite modificar el contenido de agua, reduciendo así la relación agua-cemento del concreto y pudiendo a la vez mantener su asentamiento. • Los aditivos reductores de agua: Este tipo de aditivo reduce la cantidad de agua de mezclado, disminuyendo la exudación, aumentando la resistencia a la compresión. • Los aditivo inclusores de aire: Este tipo de aditivo permite incorporar durante el mezclado una determinada cantidad de burbujas de aire, repartidas uniformemente, las cuales permanecen después de que el concreto haya fraguado por completo. • Los aditivos aceleradores de fraguado: Este tipo de aditivo disminuye el tiempo en que el concreto fresco logra endurecerse. • Los aditivos aceleradores de endurecimiento: Este tipo de aditivo aumenta la velocidad con la que el concreto desarrolla sus respectivas resistencias. • Los aditivos retardadores de fraguado: Este tipo de aditivo aumenta el tiempo en que el concreto logra pasar de su estado fresco a su estado endurecido. • Los aditivos hidrófugos de masa: Este tipo de aditivo reduce la absorción capilar del concreto cuando ya se encuentra en su estado endurecido. http://penetron.mx/portfolio/penetron-admix/ 64 • Los aditivos multifuncionales: Este tipo de aditivo optimiza distintas propiedades del concreto en su estado fresco o endurecido, actúa sobre más de una de las funciones principales definidas en los aditivos que se mencionaron anteriormente. NORMALIZACIÓN DE LOS ADITIVOS Se clasifican en: (Fuente: ASTM C494). • Aditivos reductores de agua (tipo A). • Aditivos retardadores (tipo B). • Aditivos aceleradores (tipo C). • Aditivos reductores de agua y retardadores (tipo D). • Aditivos reductores de agua y aceleradores (tipo E). • Aditivos superplastificantes (reductores de agua de alto rango) (tipo F). • Aditivos reductores de agua de alto rango y retardadores (tipo G). • Aditivos de comportamiento específico (tipo S). ADITIVOS SUPERPLASTIFICANTES Los aditivos superplastificantes aumentan la trabajabilidad del concreto, evitando así la necesidad de incrementar la cantidad de agua requerida para alcanzar una consistencia determinada. Se usan mayormente en concretos que requieren un elevado asentamiento o en aquellos concretos de alta resistencia que implican en ambos casos, altos contenidos de pasta. Al igual que cualquier tipo de aditivo para el concreto, los aditivos superplastificantes presentan un mayor o menor rendimiento dependiendo del tipo de cemento. Para cementos que poseen un contenido alto de aluminato tricálcico, los superplastificantes mejoran su trabajabilidad, pero durante un corto periodo de tiempo. Entonces por ello entendemos que los cementos con bajo contenido de aluminato tricálcico cuando entran en contacto con los aditivos superplastificantes presentan una menor trabajabilidad con respecto al cemento visto http://blog.360gradosenconcreto.com/concreto-sostenible-avances-en-materiales/ 65 anteriormente, pero mantienen su consistencia por una mayor cantidad de tiempo. Los aditivos superplastificantes están considerados en el tipo F de la norma ASTM C494. EL ADITIVO SUPERPLASTIFICANTE SIKA VISCOCRETE 1110 PE DESCRIPCIÓN DEL ADITIVO Sika Viscocrete 1110 PE es un aditivo líquido súperplastificante de tercera generación para concretos y morteros. Está diseñado para producir concretos que necesitan mantener la fluidez por varias horas, por sus propiedades facilita la fabricación de cemento autocompactante. No contiene cloruros y cumple con la norma ASTM C 494 Tipo F y norma ASTM C 1017 tipo I (Ficha técnica Sika, 2018). USOS DEL ADITIVO • La elaboración de concreto premezclado en planta, especialmente diseñado para emplearse dependiendo la dosis como reductor de agua (hasta 30% de reducción), plastificante o superplastificante. • Colocar y transportar concreto y mortero en condiciones ambientales rigurosas, como: baja humedad relativa, velocidad de viento muy alta y temperaturas extremas en el concreto (como en Ica al haber altas temperaturas). • Reductor de agua de alto rango, se usa para concretos bombeados y en estructuras donde se requieran acabados de mejor calidad y fragua controlada. • Concretos de bajo contenido de agua, sistema tremie (relación agua-cemento debe estar entre 0.3 y 0.45) VENTAJAS DEL ADITIVO • Altas resistencias en un corto tiempo para un desmoldado rápido en concretos estructurales. 66 • Reducciones de la relación agua cemento y así obtener concretos más durables, más densos y menos permeables. • Altas resistencias finales, ampliando la cantidad de estructuras que las requieran. • Reducción de los defectos superficiales y mejora en la apariencia estética de la estructura. • No contiene elementos que produzca la corrosión del acero de refuerzo. Se puede volver a dosificar en obra para facilitar la colocación y/o bombeo del concreto en climas cálidos. • Reduce la carbonatación del concreto. • Disminuye la contracción plástica. DATOS BASES Y TÉCNICOS DEL ADITIVO • Aspecto: Liquido • Color: Marrón claro a Marrón oscuro • Densidad: 1.06 kg/L ± 0.01 • Norma: Cumple con los requerimientos de la norma ASTM C 494 Tipo F y ASTM C-1017. DOSIFICACIÓN DEL ADITIVO Dosis: 1% - 2% del peso del material cementante de acuerdo a las características que se desean obtener. Aplicación: Adicionar el aditivo a la mezcla de concreto de acuerdo a las propiedades que se desea obtener. El aditivo se adicionará cuando previamente se hayan mezclado los agregados con el cemento y agua respectiva. Este aditivo en altos porcentajes permite mantener el asentamiento del concreto por más de dos horas. Importante: • En la preparación de morteros o concretos fluidos se requiere una buena distribución granulométrica. Se debe 67 garantizar un adecuado contenido de agregado fino para evitar la segregación del material fluido. • En caso de deficiencia del agregado fino, dosificar SikaAer® para incorporar el aire de manera controlada a la mezcla. • El uso de concreto fluido requiere un cuidado especial en el sellado del encofrado para evitar que el concreto salga de este. • La dosis óptima se determinará a través de ensayos con los materiales y en las condiciones que se presentan en la obra. PRECAUCIONES DE MANIPULACIÓN Durante la manipulación de este aditivo superplastificante, evitar el contacto directo con los ojos, piel y vías respiratorias. Para una adecuada protección utilizar guantes de goma natural o sintética y anteojos de seguridad. En caso de que el aditivo superplastificante entre en contacto con los ojos, lavar inmediatamente con abundante agua durante 15 minutos manteniendo los párpados abiertos y consultar a su médico. 68 CAPITULO II PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN 2.1) SITUACIÓN PROBLEMÁTICA El presente planteamiento de problema se sustenta en los diversos problemas en la calidad del concreto en la provincia de Ica (deficiencia en la resistencia a la compresión debido a un mal curado de concreto, cangrejeras, etc.). Uno de los principales motivos por el cual la calidad del concreto se ve afectado es por la autoconstrucción, siendo este uno de los puntos más resaltantes en la provincia de Ica. Desde que empezó el uso del concreto en la provincia de Ica no se ha proporcionado de una información certera (basada en resultados) en cuanto a los resultados que uno ha querido obtener en las propiedades del concreto. La falta de conocimiento sobre cuál marca de cemento usar y el uso del agua para una construcción que requiere una determinada calidad ha llevado a la población a considerar que los cementos más caros son los que proporcionan de mejores resultados, sin considerar el uso del agua. En la provincia de Ica este es un problema que se ve desde hace ya un buen tiempo debido a la falta de conocimiento sobre un adecuado diseño de mezcla. Hemos llegado a este problema por la falta de interés de la población en conocer las propiedades que adquiere el concreto dependiendo de su diseño. También esta falta de conocimiento se debe a la falta de fiscalización de la calidad del concreto. Esto es un problema del cual la mayoría de la población no tiene cuidado, y de parte de ningún organismo del Estado hay una rigurosa exigencia en cuanto a esto. Otro punto a considerar es la falta de conocimiento sobre los materiales (cementos, aditivos, etc.), responden a un determinado clima y situación. Por ello este problema en investigación está referido a solo la provincia de Ica. 69 2.2) FORMULACIÓN DE PROBLEMAS 2.2.1) PROBLEMA GENERAL ¿En qué medida influye el aditivo superplastificante en las propiedades físicas y mecánicas en la calidad del concreto en la provincia de Ica? 2.2.2) PROBLEMA ESPECÍFICOS ¿En qué medida influye la cantidad de agua en la calidad del concreto en la provincia de Ica? ¿En qué medida influye el nivel de consistencia del concreto en la calidad del concreto en la provincia de Ica? ¿En qué medida influye el nivel de resistencia a la compresión del concreto en la calidad del concreto en la provincia de Ica? ¿En qué medida influye el módulo de elasticidad del concreto en la calidad del concreto en la provincia de Ica? ¿En qué medida influye los recursos económicos en la calidad del concreto en la provincia de Ica? 2.3) DELIMITACIÓN DEL PROBLEMA • Delimitación espacial geográfica La presente investigación abarca toda la provincia de Ica. • Delimitación temporal La provincia de Ica es un lugar donde hay mucho calor durante todo el año, los agregados obtenidos y materiales en evaluación fueron obtenidos durante las estaciones de verano y otoño. • Delimitación social Toda la población de la provincia de Ica. • Delimitación conceptual Es a nivel nacional y abarca también conceptos de la provincia de Ica. 2.4) JUSTIFICACIÓN E IMPORTANCIA DE LA INVESTIGACIÓN 2.4.1) JUSTIFICACIÓN El presente trabajo de investigación soluciona el problema de la calidad del concreto en la provincia de Ica. 70 Esta investigación sirve para demostrar que el aditivo superplastificante Sika Viscocrete-1110 PE usando cemento Inka ultrarresistente tipo Ico influye en la calidad del concreto en la provincia de Ica. Sirve como soporte para hacer diseños óptimos, diseños que se podrían incluir en las fichas técnicas y así obtener un concreto de calidad. Ya que tristemente en nuestra provincia hay muchas edificaciones sin el respectivo permiso legal, entonces contar con una ficha técnica más específica ayudaría a concientizar a la población a invertir algo más de dinero para obtener mejores resultados. La presente investigación influye mucho en la calidad de vida de la población, ya que al descubrir cuanto influye el aditivo en estudio entonces se podrán construir edificaciones con mejores propiedades físicas y mecánicas. Entonces viendo que esta investigación puede ayudar a la población es una motivación poder realizarla, ya que la calidad de vida de la población es algo que desde siempre se ha buscado y también es mi deseo mejorar. La presentación investigación se pondrá a disposición de la población, llenando así vacíos de conocimiento en la población iqueña y también proporcionará del conocimiento en cuanto al beneficio que se puede adquirir comparándolo con los costos. 2.4.2) IMPORTANCIA La presente investigación toma importancia en la población de la provincia de Ica, ya que el fin de esta investigación es poder proporcionar de información para evitar tragedias y poder realizar trabajos de calidad. 2.5) OBJETIVOS DE INVESTIGACIÓN 2.5.1) OBJETIVO GENERAL Determinar el grado de influencia del aditivo superplastificante Sika Viscocrete – 1110 PE con el cemento Inka ultrarresistente tipo Ico en las propiedades físicas y mecánicas para la calidad del concreto en la provincia de Ica. 2.5.2) OBJETIVOS ESPECÍFICOS - Determinar en qué medida influye la cantidad de agua usando cemento Inka ultrarresistente tipo Ico con el aditivo 71 superplastificante Sika Viscocrete-1110 PE en la calidad del concreto en la provincia de Ica. - Determinar en qué medida influye el nivel de consistencia del concreto usando cemento Inka ultrarresistente tipo Ico con el aditivo superplastificante Sika Viscocrete–1110 PE en la calidad del concreto en la provincia de Ica. - Determinar en qué medida influye el nivel de resistencia a la compresión del concreto usando cemento Inka ultrarresistente tipo Ico con el aditivo superplastificante Sika Viscocrete–1110 PE en la calidad del concreto en la provincia de Ica. - Determinar en qué medida influye el módulo de elasticidad del concreto usando cemento Inka ultrarresistente tipo Ico con el aditivo superplastificante Sika Viscocrete – 1110 PE en la calidad del concreto en la provincia de Ica. - Determinar en qué medida influye los recursos económicos en la calidad del concreto en la provincia de Ica. 2.6) HIPÓTESIS DE INVESTIGACÓN 2.6.1) HIPÓTESIS GENERAL La influencia del aditivo superplastificante en las propiedades físicas y mecánicas incide en la calidad del concreto en la provincia de Ica. 2.6.2) HIPÓTESIS ESPECÍFICAS - La cantidad de agua usada con el cemento Inka ultrarresistente tipo Ico con el aditivo superplastificante Sika Viscocrete-1110 PE influye en la calidad del concreto en la provincia de Ica. - El nivel de consistencia del concreto usando cemento Inka ultrarresistente tipo Ico con el aditivo superplastificante Sika Viscocrete–1110 PE influye positivamente en la calidad del concreto en la provincia de Ica. - El nivel de resistencia a la compresión del concreto usando cemento Inka ultrarresistente tipo Ico con el aditivo superplastificante Sika Viscocrete–1110 PE influye en la calidad del concreto en la provincia de Ica. 72 - El módulo de elasticidad del concreto usando cemento Inka ultrarresistente tipo Ico con el aditivo superplastificante Sika Viscocrete – 1110 PE influye en la calidad del concreto en la provincia de Ica. - Los recursos económicos influyen en la calidad del concreto en la provincia de Ica. 2.7) VARIABLES DE INVESTIGACIÓN 2.7.1) IDENTIFICACIÓN DE VARIABLES VARIABLE INDEPENDIENTE Influencia del aditivo superplastificante en las propiedades físicas y mecánicas. VARIABLE DEPENDIENTE La calidad del concreto en la provincia de Ica. 2.7.2) OPERACIONALIZACIÓN DE VARIABLES La influencia del aditivo superplastificante en las propiedades físicas y mecánicas incide en la calidad del concreto en la provincia de Ica. La cantidad de agua usada en el concreto influye en la calidad del concreto en la provincia de Ica. El nivel de consistencia del concreto influye en la calidad del concreto en la provincia de Ica. El nivel de resistencia a la compresión del concreto influye en la calidad del concreto en la provincia de Ica. El módulo de elasticidad del concreto influye en la calidad del concreto en la provincia de Ica. Los recursos económicos usados para la fabricación del concreto influyen en la calidad del concreto en la provincia de Ica. 73 CAPITULO III METODOLOGÍA DE LA INVESTIGACIÓN 3.1) TIPO, NIVEL Y DISEÑO DE INVESTIGACIÓN • Tipo de investigación La investigación corresponderá al tipo Aplicada, porque se ensayarán varias muestras en un laboratorio y mediante aparatos • Nivel de investigación La investigación es del nivel descriptivo y explicativo ya que se podrá observar y analizar las propiedades y componentes que se usarán con el uso del Aditivo. • Diseño de investigación Diseño Transversal – Correlacional. Ya que se trata de relacionar dos categorías las cuales son diseño con aditivo y sin aditivo. 3.2) POBLACIÓN Y MUESTRA MATERIA DE INVESTIGACIÓN • Población de estudio La población objetivo de estudio, estará constituida por muestras de concreto utilizando el aditivo superplastificante y también usando muestras de concreto sin uso de aditivos. • Muestra de estudio La muestra de estudio está constituida por probetas cilíndricas de concreto de 15 cm de diámetro en la base y 30 cm de altura. 74 CAPITULO IV TÉCNICAS E INSTRUMENTOS DE INVESTIGACIÓN 4.1) TÉCNICAS DE RECOLECCIÓN DE DATOS Las principales técnicas que se utilizará en este estudio serán: - Observación. - Comparación. - Ensayos de laboratorio 4.2) INSTRUMENTOS DE RECOLECCIÓN DE DATOS Los instrumentos a utilizar en estas técnicas serán: - Cono de Abrams - Prensa hidráulica - Trompo mezclador - Moldes para probetas de concreto - Poza de curado - Hojas de cálculo. 4.3) TÉCNICAS DE PROCESAMIENTO DE DATOS, ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS La técnica a utilizarse en el desarrollo de esta investigación es la observación directa de los hechos. Para poder hacer el análisis de la investigación usaremos tablas y normas referidas a la tecnología del concreto. Los resultados del análisis respectivo (basado en las tablas y normas) servirán para constatar nuestras hipótesis, ver los beneficios y deficiencias en el diseño de mezcla con los materiales mencionados y así poder proporcionar de información valiosa a la población de la provincia de Ica. A continuación, las tablas a usar en la presente investigación, con sus respectivos datos. 75 CEMENTO Cemento Inka ultrarresistente Tipo I Peso específico 3.05 AGUA Potable de la red de servicio de la UNICA AGREGADO FINO Peso unitario suelto 1536.46 kg/cm3 Peso unitario compactado 1637.19 kg/cm3 Peso específico 2.685 gr/cm3 Absorción 1.282% Contenido de humedad 4.08% Módulo de fineza 2.2373 AGREGADO GRUESO Peso Unitario Suelto 1395.86 kg/cm3 Peso Unitario Compactado 1546.41 kg/cm3 Peso Específico 2.641 gr/cm3 Tamaño Máximo Nominal ¾” Absorción 1.128% Contenido de humedad 0.81% Módulo de fineza 6.54 Fuente: Elaboración propia TABLA N°01-A SELECCIÓN DE LA RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN REQUERIDA EN OBRA RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN REQUERIDA EN OBRA Con respecto a Ds F’cr = f’c + tDs Con respecto a V F’cr = f’c / (1-tV) Fuente: TOPICOS DE TECNOLOGÍA DE CONCRETO EN EL PERÚ Ing. Enrique Pasquel Carvajal 76 TABLA N°01-B VALORES DE PROBABILIDAD DE OCURRENCIA % DE PRUEBAS DENTRO DE LOS LÍMITES µ ± tDs PROBABILIDAD DE OCURRENCIA POR DEBAJO DEL LÍMITE INFERIOR t 99.73 99.00 98.00 95.45 95.00 90.00 80.00 70.00 68.27 60.00 50.00 40.00 1 en 741 1 en 200 1 en 100 1 en 44 1 en 40 1 en 20 1 en 10 1.5 en 10 1 en 6.3 2 en 10 2.5 en 10 3 en 10 3.00 2.58 2.33 2.00 1.98 1.65 1.28 1.04 1.00 0.84 0.67 0.52 Fuente: TOPICOS DE TECNOLOGÍA DE CONCRETO EN EL PERÚ Ing. Enrique Pasquel Carvajal TABLA N°01-C VALORES DE DISPERSIÓN EN EL CONTROL DEL CONCRETO DISPERSION TOTAL CLASE DE OPERACI ON DESVIACION STANDARD PARA DIFERENTES GRADOS DE CONTROL (kg/cm2) EXCELEN TE MUY BUEN O BUEN O SUFICIEN TE DEFICIEN TE Concreto en Obra Concreto en Laboratorio < a 28.1 < a 14.1 28.1 a 35.2 14.1 a 17.8 35.2 a 42.2 17.6 a 21.1 42.2 a 49.2 21.1 a 24.6 > a 49.2 > a 24.6 Fuente: TOPICOS DE TECNOLOGIA DE CONCRETO EN EL PERÚ Ing. Enrique Pasquel Carvajal 77 TABLA N°02 SELECCIÓN DEL ASENTAMIENTO Tipo de Construcción Asentamiento (cm) Máximo Mínimo Zapatas y muros de cimentación armados. Cimentaciones simples, cajones y subestructuras de muros. Vigas y muros armados Columnas de edificios Losas y Pavimentos Concreto Ciclópeo 7.5 7.5 10 10 7.5 5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 Fuente: Comité 211.1 ACI TABLA N°3 REQUERIMIENTOS APROXIMADOS DE AGUA DE MEZCLADO Y DE CONTENIDO DE AIRE PARA DIFERENTES VALORES DE ASENTAMIENTO Y TAMAÑOS MÁXIMOS DE AGREGADOS ASENTAMIENTO Agua en lt/m3 de concreto para los tamaños máximos nominales de agregados gruesos y consistencia indicados. 3/8” 1/2” 3/4” 1” 1 1/2” 2” 3” 6” CONCRETOS SIN AIRE INCORPORADO 1” a 2” 3” a 4” 6” a 7” 205 200 185 180 160 155 145 125 225 215 205 195 175 170 160 140 240 230 210 205 185 180 170 --- CONCRETOS CON AIRE INCORPORADO 1” a 2” 3” a 4” 6” a 7” 180 175 165 160 145 140 135 120 200 190 180 175 160 155 150 135 215 205 190 185 170 165 160 --- Fuente: Comité 211.1 ACI 78 TABLA N°04 SELECCIÓN DEL AIRE ATRAPADO Tamaño Máximo Nominal Aire atrapado 3/8” 1/2” 3/4" 1” 1 1/2" 2” 3” 6” 3.00% 2.50% 2.00% 1.50% 1.00% 0.50% 0.30% 0.20% Fuente: Comité 211.1 ACI TABLA N°05 RELACIÓN AGUA CEMENTO POR RESISTENCIA f’c (28 días) Relación agua-cemento de diseño en peso Concretos sin aire incorporado Concretos con aire incorporado 420 350 280 210 140 0.41 0.48 0.57 0.68 0.82 -- 0.40 0.48 0.59 0.74 Fuente: Comité 211.1 ACI TABLA N°06 MÓDULO DE FINEZA DE LA COMBINACIÓN DE AGREGADOS Tamaño Máximo Nominal del Agregado Grueso (pulg) Módulo de fineza de la combinación de agregados que da las mejores condiciones de trabajabilidad para los contenidos de cemento en bolsas/m3 indicados 6 7 8 9 3/8 1/2 3/4 1 1 ½ 2 3 3.96 4.46 4.96 5.26 5.56 5.86 6.16 4.04 4.54 5.04 5.34 5.64 5.94 6.24 4.11 4.61 5.11 5.41 5.71 6.01 6.31 4.19 4.69 5.19 5.49 5.79 6.09 6.39 Fuente: Universidad de Maryland, Rivva Lopez Enrique (2007) 79 CAPITULO V PRESENTACIÓN, INTERPRETACIÓN Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS 5.1) PRESENTACIÓN E INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS Procederemos a realizar los diseños de mezcla respectivos (concreto sin aditivo y concreto con aditivo) DISEÑO DE MEZCLA DEL CONCRETO SIN ADITIVO CONCRETO PATRÓN - GENERALIDADES El diseño de mezcla que se usa en esta tesis de investigación está basado en tablas normadas por el ACI, lo cual permite obtener un diseño óptimo de nuestro concreto patrón. - ESPECIFICACIONES Tomamos en cuenta las siguientes especificaciones para el diseño: • Cemento a usar será el cemento Inka ultrarresistente tipo Ico (marca de cemento muy usada en el año 2018 en Ica) (Ver ficha técnica en anexos). • F’c 28 días = 210 𝑘𝑔 𝑐𝑚2 • Sin uso del aditivo superplastificante. DISEÑO DE MEZCLAS PARA EL CONCRETO PATRÓN DE F’C=210 KG/CM2 SIN ADITIVO CON EL CEMENTO INKA TIPO I Desarrollo del diseño 1) Hallando el F’cr: F’c= 210 kg/cm2 Por medio del diseño establecido en las tablas N°1A, N°1B y N°1C, obtenemos: F’cr = F’c + t Ds Donde: t = 1.28 (Se escoge la probabilidad de ocurrencia por debajo del límite inferior de 1 en 10). Ds = 40 kg/cm2 (Este valor se escoge por el grado de control categorizado en bueno en la ciudad de Ica) Entonces: F’cr= 210 + 1.28x40 80 F’cr= 261.2 kg/cm2 2) Hallando el SLUMP (Tabla N°2): Para columnas de edificios 2.5 a 10 cm. 3) Hallando el tamaño máximo nominal: De acuerdo con la granulometría realizada el tamaño máximo nominal del agregado grueso es: T.M.N = ¾” 4) Hallando el volumen unitario de agua por tabla del ACI (Tabla N°3) El volumen recomendable es de 205 lt/m3. 5) Seleccionamos el contenido de aire según tabla ACI (Tabla N°4) Contenido de aire = 2.0% 6) Selección de la relación agua-cemento según tabla ACI (Tabla N°5) Después de haber interpolado, nuestra R a/c = 0.5995 7) Determinamos el factor cemento: Si R a/c = 0.5995 y la cantidad de agua por m3 = 205 lt. Dividiendo: 205 / 0.5995 = 341.952 kg/m3 = 8.05 bol/m3 8) Calculamos el volumen absoluto de la pasta: La suma de los volúmenes absolutos es: Cemento: 341.952 / 3.05 x 1000 = 0.112 m3 Agua: 205 / 1 x 1000 = 0.205 m3 Aire: 2% = 0.02 m3 Volumen absoluto de la pasta = 0.337 m3 9) Calculamos el volumen absoluto de los agregados: Resulta de restar la unidad menos el volumen de la pasta 1 - 0.337 = 0.663 m3 10) Calculamos el módulo de fineza de la combinación de agregados: Para calcular el módulo de fineza de la combinación de agregados necesitamos dos valores previos, los cuales son la cantidad de cemento y el tamaño máximo nominal del agregado grueso, con estos datos usaremos entonces la tabla N°6. TMN = ¾” C= 341.952 42.5 = 8.05 bol/m3 81 Por tabla N°6: 8 5.11 8.05 𝑚𝑐 9 5.19 𝑚𝑐 = 5.114 11) Cálculo de 𝑟𝑓 (volumen absoluto del agregado fino) 𝑟𝑓 = 𝑚𝑔 − 𝑚𝑐 𝑚𝑔 − 𝑚𝑓 𝑥100 𝑟𝑓 = 6.54 − 5.114 6.54 − 2.2373 𝑥100 𝑟𝑓 = 33.14% 12) Hallamos los volúmenes absolutos de los agregados: Vol. Abs. Agregado fino: 0.663 x 33.14% = 0.220 m3