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UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
FACULTAD DE INGENIERÍA CIENCIAS
FÍSICAS Y MATEMÁTICA
CARRERA INGENIERÍA CIVIL
CORRELACIÓN ENTRE LA RESISTENCIA AL ESFUERZO
DE COMPRESIÓN Y TRACCIÓN DEL HORMIGÓN,
UTILIZANDO AGREGADOS DE LAS CANTERAS DE PIFO
Y SAN ANTONIO, CEMENTO HOLCIM TIPO GU
TRABAJO DE GRADUACIÓN, PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL
TÍTULO DE INGENIERO CIVIL
AUTORES: BERMUDEZ ANDRADE DARIO JAVIER
CADENA PERUGACHI HUGO ALEXANDER
TUTOR: ING. SANTAMARÍA CARRERA JORGE LUIS Msc
QUITO – ECUADOR
2015
i
DEDICATORIA
Quiero comenzar agradeciendo en primer lugar a DIOS, porque gracias a Él,
he logrado culminar un objetivo más en mi vida, el obtener el título de Ingeniero
Civil. Es verdad que el camino ha sido duro, además aprendí que la Universidad no
es de carrera sino de resistencia; y gracias a Él resistí y lo logré.
Además quiero dar un especial agradecimiento a mi querida esposa TATY y a
mi adorado hijo MATÍAS porque son los pilares fundamentales en mi vida y ellos
con su amor y apoyo incondicional que me han brindado día a día, yo he obtenido la
fortaleza necesaria para cada día salir al mundo y saber que debo luchar por ellos, es
por esta razón que debo seguirme superando para ser un buen ejemplo y vayan
aprendiendo las cosas buenas que dejo en mi camino.
Como no agradecer a mi ejemplar madre MARLENE que ha sabido brindar
su amor de madre incondicional; a mi padre OSWALDO que con sus palabras cortas
pero bien marcadas, han sabido guiarme por el camino correcto; a mis hermanos,
CRISTIAN y JR., que son parte muy importante en mi vida y quiero que sean
grandes personas; a mi tía LUCÍA ya que siempre ha sido una persona muy
bondadosa; a mi primo CARLOS A. que siempre ha sido un ejemplo a seguir.
Gracias por todo Colega!!. Y a toda mi bella familia de la cual estoy muy orgulloso.
A mi amigo y compañero de tesis ALEXANDER, con el cual hemos hecho
posible la elaboración de este trabajo, el cual nos ha servido para obtener el título,
muchas gracias coleguita; un agradecimiento especial a la UNIVERSIDAD
CENTRAL DEL ECUADOR y a cada uno de nuestros PROFESORES, que gracias
a sus enseñanzas hemos podido salir adelante; finalmente un agradecimiento a todos
aquellos que directa o indirectamente estuvieron presentes en este largo camino, por
eso que quiero decirles muchas gracias y que Dios los bendiga hoy y siempre.
Dario Bermudez A.
ii
DEDICATORIA
Dedico el esfuerzo de toda mi carrera reflejado en este documento y su defensa al
Soberano Dios Todopoderoso, que gracias a su voluntad me dio la oportunidad de
alcanzar esta meta y sobretodo me brindó el gran pilar y la fuente de mi superación
para lograrlo: MI FAMILIA.
A mis Padres, mis Hermanos, quienes con su amor lograron forjar en mí las ganas
de salir adelante y han estado presentes en los momentos más difíciles de mi vida con
su apoyo incondicional. Aquí está ese granito de arena con el cual todos
contribuyeron, SON INCOMPARABLES.
A mi hija Miranda Isabel y su Madre Lizbeth, las dueñas enteras de mi corazón, mi
esfuerzo y mis ganas de superarme día tras días, con un espíritu que no se fatiga. Son
el REGALO MÁS LINDO que el cielo me pudo dar.
A mis abuelitos: Juan (que aunque ya no esté, sé que donde se encuentre estará
orgulloso de su nieto), a mi Mamita Flor y Aniby quienes me vieron dar mis
primeros pasos en mis estudios de tercer nivel, supieron encaminarme y darme el
cariño que necesitaba estando lejos de casa. Las experiencias vividas juntos las voy a
atesorar dentro de mí por siempre.
A mis tíos: María Fernanda, quien creyó en mí, tu ayuda fue fundamental para
hacer realidad este logro, Dios te bendiga toda la vida. Paty y Norberto por acogerme
y tener siempre un espacio para mí. Daniel el hermano mayor que nunca tuve.
Marco, Libardo, Juan, Gloria, Jacinto, Aura. A mis primos: Pablo, Marlon, Aleja,
Laura, Segundo, Sofía†, quienes siempre estuvieron pendientes de mi desempeño.
A mi amigo, compañero de tesis, aula y trabajo Darío, y a mis amigos en general. A
MI QUERIDA Universidad Central y los Docentes que marcaron mi vida
estudiantil, al Laboratorio de Ensayo de Materiales y todos sus funcionarios, EN
ESPECIAL a Mi Tutor, Jefe, Maestro y Gran Amigo, el Ing. Jorge Luis
Santamaría Carrera, siempre estaré agradecido por poner en mí su confianza.
Alexander Cadena P.
iii
AGRADECIMIENTO
El engrandecimiento de una nación que necesita experimentar el desarrollo en todo
ámbito se fortalece con los profesionales que surgen de una límpida formación
académica. Por ello, el debido compromiso y sincero agradecimiento es hacia nuestra
Querida Institución, la UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR, que a través
de la Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática, y dentro de ella, la
Carrera de Ingeniería Civil y sus Docentes guiaron los pasos de los profesionales que
redactan este documento.
Como no agradecer de manera muy especial: Al Ingeniero JORGE LUIS
SANTAMARÍA, Tutor del Trabajo de Graduación, quien con paciencia y dedicación
contribuyó grandemente con sus instrucciones, las cuales supo sin inconvenientes
transmitirlas, conjuntamente con el conocimiento adecuado para la consecución del
objetivo siendo parte fundamental de esta meta alcanzada.
A los Ingenieros MANUEL SIGCHO y LUIS MORALES; Revisores del Trabajo de
Graduación, quienes amablemente aceptaron formar parte de este proyecto,
realizando sus oportunas observaciones técnicas como aporte del desarrollo del tema.
Al LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES y todo el personal que lo
conforma, por habernos acogido y brindado las facilidades para trabajar en el
oportuno avance del tema plateado.
¡Sin su gran colaboración no hubiese sido posible alcanzar este nuevo peldaño en
nuestras vidas, GRACIAS POR SU CONTRIBUCIÓN!.
iv
AUTORIZACIÓN INTELECTUAL
Yo, BERMUDEZ ANDRADE DARIO JAVIER en calidad de autor del trabajo de
investigación realizado sobre CORRELACIÓN ENTRE LA RESISTENCIA AL
ESFUERZO DE COMPRESIÓN Y TRACCIÓN DEL HORMIGÓN,
UTILIZANDO AGREGADOS DE LAS CANTERAS DE PIFO Y SAN
ANTONIO, CEMENTO HOLCIM TIPO GU, por la presente autorizo a la
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR, hacer uso de todos los contenidos
que me pertenecen o de parte de los que contiene esta obra, con fines estrictamente
académicos o de investigación.
Los derechos que como autor me corresponden, con excepción de la presente
autorización, seguirán vigentes a mi favor, de conformidad con lo establecido en los
artículos 5, 6, 8, 19 y demás pertinentes de la Ley de Propiedad Intelectual y su
Reglamento.
Quito, 15 de Enero de 2015.
____________________________
Bermudez Andrade Dario Javier
CI: 0802661959
v
AUTORIZACIÓN INTELECTUAL
Yo, CADENA PERUGACHI HUGO ALEXANDER en calidad de autor del trabajo
de investigación realizado sobre CORRELACIÓN ENTRE LA RESISTENCIA
AL ESFUERZO DE COMPRESIÓN Y TRACCIÓN DEL HORMIGÓN,
UTILIZANDO AGREGADOS DE LAS CANTERAS DE PIFO Y SAN
ANTONIO, CEMENTO HOLCIM TIPO GU, por la presente autorizo a la
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR, hacer uso de todos los contenidos
que me pertenecen o de parte de los que contiene esta obra, con fines estrictamente
académicos o de investigación.
Los derechos que como autor me corresponden, con excepción de la presente
autorización, seguirán vigentes a mi favor, de conformidad con lo establecido en los
artículos 5, 6, 8, 19 y demás pertinentes de la Ley de Propiedad Intelectual y su
Reglamento.
Quito, 15 de Enero de 2015.
____________________________
Cadena Perugachi Hugo Alexander
CI: 1003564190
vi
CERTIFICADO
En calidad de Revisores del Proyecto de investigación: CORRELACIÓN ENTRE
LA RESISTENCIA AL ESFUERZO DE COMPRESIÓN Y TRACCIÓN DEL
HORMIGÓN, UTILIZANDO AGREGADOS DE LAS CANTERAS DE PIFO
Y SAN ANTONIO, CEMENTO HOLCIM TIPO GU, presentado y desarrollado
por los señores: Bermudez Andrade Dario Javier, Cadena Perugachi Hugo
Alexander, para aprobar el Tema de Graduación, previo a la obtención del Título de
Ingeniero Civil, consideramos, que el proyecto reúne los requisitos necesarios.
En la ciudad de Quito, a los 06 días del Mes de Enero de 2015.
Ing. Jorge Santamaría Msc
TUTOR
Ing. Luis Morales
PROFESOR REVISOR
Ing. Manuel Sigcho
PROFESOR REVISOR
vii
viii
ix
INFORME DE TESIS
Tema: “CORRELACIÓN ENTRE LA RESISTENCIA AL ESFUERZO DE
COMPRESIÓN Y TRACCIÓN DEL HORMIGÓN, UTILIZANDO AGREGADOS
DE LAS CANTERAS DE PIFO Y SAN ANTONIO, CEMENTO HOLCIM TIPO
GU”
Tutor: Ing. SANTAMARÍA CARRERA Jorge Luis Msc.
1.- Antecedentes
Mediante el Oficio FI-DCIC-2014-739 del 04 de Agosto de 2014, la Srta. directora
de la Carretera de Ingeniería Civil autoriza la correspondiente denuncia de tesis
“CORRELACIÓN ENTRE LA RESISTENCIA AL ESFUERZO DE
COMPRESIÓN Y TRACCIÓN DEL HORMIGÓN, UTILIZANDO AGREGADOS
DE LAS CANTERAS DE PIFO Y SAN ANTONIO, CEMENTO HOLCIM TIPO
GU” solicitando al Ingeniero Jorge SANTAMARÍA, en calidad de tutor se sirva
analiza, dirigir y orientar, y, a su vez, emitir el presente informe para la elaboración
del trabajo de graduación.
2.- Desarrollo de la tesis
- CAPITULO I:
Este capítulo hace referencia a los antecedentes de los materiales utilizados en
presente trabajo de graduación.
- CAPITULO II:
Se realiza un análisis de las propiedades físicas y mecánicas con las que cuenta el
hormigón fresco y el hormigón endurecido.
NEC-13.
- CAPITULO III:
x
Se hace una breve reseña sobre la historia y evolución del tema, así como los
estudios realizados anteriormente.
CAPITULO IV:
Se determinan las propiedades de los materiales (agregado grueso, agregado fino y
cemento), los cuales se utilizaron para el desarrollo del presente trabajo de
graduación
CAPITULO V:
Se realiza el diseño de mezclas del hormigón a partir de los datos obtenidos de las
propiedades de los materiales.
CAPITULO VI:
Se determina el número de probetas a utilizar, además se realiza el reajuste del
diseño de mezclas definitivas para la elaboración de los especímenes.
CAPITULO VII:
Se realiza la programación de los ensayos a realizar, además se realiza la preparación
del equipo para determinar la tracción indirecta del hormigón
- CAPITULO VIII:
Se realiza el análisis de la curva Resistencia vs Edad del hormigón, adicional se
realiza el resumen de los resultados de Ensayos por días y por resistencias.
- CAPITULO IX:
Se determina la correlación existente entre la resistencia a la compresión y la
resistencia a la tracción del hormigón presentada en los especímenes, tanto teórico
como experimental, además se detallan las ecuaciones empíricas determinadas por A.
M. Neville.
- CAPITULO X:
xi
Se presentan los resultados finales, con su respectivo resumen, comparaciones e
interpretación de las ecuaciones, así mismo se detallan los tipos de fallas mediante
las pruebas de resistencia, se elaboran conclusiones y recomendaciones.
3.- Conclusiones
La realización de este tipo de trabajos de graduación favorece a la formación
profesional de los Ingenieros Civiles, ya que permite tener ideas generalizadas del
comportamiento de los materiales utilizados en los proyectos, y de esta manera se
puede concatenar la teoría con la práctica, adquiriendo criterio y experiencia a través
del planteamiento de soluciones viables a los diferentes problemas del cálculo
estructural y se recomienda tomar en cuenta los resultados obtenidos en este trabajo
de graduación ya que cumple con técnicas y normativas nacionales e internacionales
vigentes.
En virtud a lo manifestado anteriormente, todas las actividades desarrolladas han
sido satisfactorias y los resultados obtenidos en el transcurso del desarrollo de la tesis
son satisfactorios.
Por consiguiente emito mi aprobación a este trabajo de graduación y recomiendo
proseguir con el trámite respectivo hasta la graduación de los señores:
BERMUDEZ ANDRADE, Dario Javier, y
CADENA PERUGACHI, Hugo Alexander .
En la ciudad de Quito, a los 14 días del mes de noviembre del 2014.
Ing. SANTAMARÍA CARRERA, Jorge Luis Msc.
DOCENTE, CARRERA ING, CIVIL
xii
NOTAS
xiii
xiv
CONTENIDO
DEDICATORIA ........................................................................................................... i
AGRADECIMIENTO ................................................................................................ iii
AUTORIZACIÓN INTELECTUAL .......................................................................... iv
CERTIFICADO .......................................................................................................... vi
INFORME DE TESIS ................................................................................................. ix
NOTAS ...................................................................................................................... xii
CONTENIDO ........................................................................................................... xiv
LISTA DE TABLAS ............................................................................................... xxii
LISTA DE DIAGRAMAS ....................................................................................... xxv
LISTA DE FOTOS ................................................................................................. xxvi
RESUMEN ............................................................................................................ xxviii
SUMMARY ............................................................................................................ xxix
CERTIFICADO DE TRADUCCIÓN ...................................................................... xxx
CAPÍTULO I ................................................................................................................ 1
1 ANTECEDENTES. .............................................................................................. 1
1.1 Posición geográfica y ubicación de las canteras. .......................................... 1
1.1.1 Mina HOLCIM Pifo. .............................................................................. 1
1.1.2 Mina San Antonio de Pichincha. ............................................................ 2
1.2 Geología de las canteras. ............................................................................... 3
xv
1.2.1 Geología Regional. ................................................................................. 3
1.2.2 Geología Local. ...................................................................................... 5
1.3 Aspectos mineros. ......................................................................................... 7
1.3.1 Mina HOLCIM Pifo. .............................................................................. 7
1.3.1.1 Métodos y sistemas de explotación utilizados. ............................... 7
1.3.1.2 Perforación y voladura. ................................................................... 8
1.3.1.3 Trituración, trozamiento y cargado. ................................................ 9
1.3.1.4 Plan de control ambiental. .............................................................. 9
1.3.1.5 Demanda actual............................................................................. 10
1.3.1.6 Sectores favorecidos. .................................................................... 10
1.3.1.7 Estadísticas de consumo. .............................................................. 10
1.3.2 Mina San Antonio de Pichincha. .......................................................... 10
1.3.2.1 Métodos y sistemas de explotación utilizados. ............................. 11
1.3.2.2 Perforación y voladura. ................................................................. 11
1.3.2.3 Trituración, trozamiento y cargado. .............................................. 11
1.3.2.4 Plan de control ambiental. ............................................................ 12
1.3.2.5 Demanda actual............................................................................. 13
1.3.2.6 Sectores favorecidos. .................................................................... 13
1.3.2.7 Estadísticas de consumo. .............................................................. 13
CAPÍTULO II ............................................................................................................ 14
xvi
2 EL HORMIGÓN. ............................................................................................... 14
2.1 Propiedades Físicas y Mecánicas. ............................................................... 14
2.1.1 Propiedades del Hormigón Fresco. ...................................................... 15
2.1.1.1 Trabajabilidad. .............................................................................. 15
2.1.1.2 Consistencia. ................................................................................. 15
2.1.1.3 Cohesión. ...................................................................................... 17
2.1.1.4 Fluidez. ......................................................................................... 17
2.1.1.5 Densidad. ...................................................................................... 17
2.1.2 Propiedades del Hormigón Endurecido. .............................................. 19
2.1.2.1 Durabilidad. .................................................................................. 19
2.1.2.2 Porosidad. ..................................................................................... 19
2.1.2.3 Impermeabilidad. .......................................................................... 20
2.2 Requisitos de Resistencia Mecánica. ........................................................... 21
2.2.1 Resistencia a la Tracción del Hormigón Endurecido. .......................... 22
2.2.2 Resistencia a la Compresión del Hormigón Endurecido...................... 23
2.2.3 Correlaciones entre Resistencias Mecánicas ........................................ 24
CAPÍTULO III ........................................................................................................... 25
3 HISTORIA DEL TEMA .................................................................................... 25
3.1 Evolución del tema ...................................................................................... 26
3.1.1 Estudios Realizados ............................................................................. 27
xvii
3.2 Importancia de la Investigación .................................................................. 29
3.3 Investigaciones Realizadas Sobre el Tema Propuesto Dentro del País ....... 31
3.4 Objetivos de la Investigación ...................................................................... 34
3.4.1 Objetivos Generales ............................................................................. 34
3.4.2 Objetivos Específicos ........................................................................... 34
CAPÍTULO IV ........................................................................................................... 36
4 PROPIEDADES DE LOS MATERIALES ....................................................... 36
4.1 Selección de los Materiales a Utilizar para el Desarrollo del Tema ............ 37
4.1.1 Selección de los Agregados ................................................................. 37
4.1.2 Selección del Cemento ......................................................................... 38
4.2 Estudio de las Propiedades Físicas y Mecánicas de los Agregados
Seleccionados ......................................................................................................... 40
4.2.1 Ensayo de abrasión de los Ángeles (NTE INEN 860). ........................ 41
4.2.2 Ensayo de determinación de impurezas existentes en el agregado fino
(NTE INEN 855). ............................................................................................... 47
4.2.3 Ensayo de peso específico, capacidad de absorción y contenido de
humedad de agregados (NTE INEN 856 agregado fino, NTE INEN 857
agregado grueso). ............................................................................................... 50
4.2.4 Ensayo de densidad aparente suelta y compactada de los agregados
(NTE INEN 858). ............................................................................................... 59
4.2.5 Ensayo de densidad aparente máxima y óptima de los agregados
(Departamento de Ensayo de Materiales UCE). ................................................ 64
4.2.6 Estudio granulométrico de los agregados (NTE INEN 696). .............. 67
xviii
4.3 Estudio de las propiedades del cemento. ..................................................... 74
4.3.1 Ensayo de densidad del cemento utilizando el método del frasco de
LeChatellier (NTE INEN 156). .......................................................................... 75
4.3.2 Ensayo de consistencia normal del cemento (NTE INEN 157 y NTE
INEN 155). ......................................................................................................... 77
4.3.3 Ensayo de tiempos de fraguado del cemento (NTE INEN 158). ......... 80
4.4 Resumen de propiedades. ............................................................................ 82
CAPÍTULO V ............................................................................................................ 83
5 DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN. ..................................................... 83
5.1 Elección de Resistencias a Compresión para Desarrollar el Tema. ............ 84
5.2 Elección del Método de Diseño de Mezclas................................................ 87
5.2.1 Método de Densidad Óptima. .............................................................. 88
5.2.1.1 Datos Necesarios para el Diseño. ................................................. 89
5.2.1.2 Tablas y Ecuaciones Utilizadas. ................................................... 92
5.2.2 Diseño de mezclas a partir de los datos obtenidos. .............................. 96
5.3 Mezclas de prueba para las resistencias especificadas. ............................. 130
5.4 Propiedades del hormigón en estado fresco y endurecido en mezclas de
prueba. .................................................................................................................. 147
5.5 Observaciones, reajustes y correcciones de las mezclas obtenidas y sus
propiedades en estado fresco y endurecido. ......................................................... 151
CAPÍTULO VI ......................................................................................................... 163
6 PROBETAS ESTÁNDAR. .............................................................................. 163
xix
6.1 Determinación del número total de probetas. ............................................ 165
6.2 Mezclas definitivas para las resistencias especificadas en el tema. .......... 166
6.2.1 Mezclas para 35 MPa. ........................................................................ 167
6.2.2 Mezclas para 28 MPa. ........................................................................ 179
6.2.3 Mezclas para 21 MPa. ........................................................................ 191
6.2.4 Mezclas para 14 MPa. ........................................................................ 203
6.3 Elaboración de hormigones y toma de muestras. ...................................... 215
6.3.1 Obtención de Materias Primas y Diseño ............................................ 215
6.3.2 Mezclado ............................................................................................ 216
6.3.3 Transporte .......................................................................................... 217
6.3.4 Utilización de cilindros estándar de 100 mm de diámetro y 200mm de
altura. ............................................................................................................ 218
6.4 Proceso de curado del hormigón. .............................................................. 219
CAPÍTULO VII ....................................................................................................... 221
7 PROGRAMA DE ENSAYOS. ........................................................................ 221
7.1 Tiempo para la elaboración de ensayo. ..................................................... 224
7.2 Análisis de la resistencia a la compresión y tracción en el tiempo. .......... 227
7.3 Preparación de equipo para determinar la tracción indirecta del hormigón. ...
................................................................................................................... 228
CAPÍTULO VIII ...................................................................................................... 233
8 CURVA RESISTENCIA EDAD DEL HORMIGÓN. .................................... 233
xx
8.1 Determinación de las edades de ensayo de cilindros................................. 233
8.2 Tablas y diagramas de la curva característica resistencia vs edad del
hormigón. ............................................................................................................. 234
8.2.1 Resumen de Resultados de Ensayos por Días. ................................... 267
8.2.2 Resumen de Resultados de Ensayos por Resistencias. ...................... 269
8.3 Influencia de la edad del hormigón en el esfuerzo a tracción indirecta propio
de probetas. .......................................................................................................... 271
CAPÍTULO IX ......................................................................................................... 277
9 DETERMINACIÓN DE LA CORRELACIÓN EXISTENTE ENTRE LA
RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN Y LA RESISTENCIA A LA TRACCIÓN
DEL HORMIGÓN TEÓRICO Y EXPERIMENTAL. ............................................ 277
9.1 Descripción del ensayo a tracción indirecta del hormigón (ASTM C-496). ...
................................................................................................................... 277
9.1.1 Descripción de la Normativa. ............................................................. 277
9.1.2 Deducción de la Ecuación base del Cálculo de la Tracción Indirecta 281
9.2 Parámetros adoptados de normas internacionales y referencias nacionales. ...
................................................................................................................... 284
9.2.1 Determinación teórica de la correlación. ........................................... 284
9.2.2 Ecuaciones empíricas y basadas en estudios, según A. M. NEVILLE y
boletines de la INECYC. .................................................................................. 291
9.3 Diagramas representativos de la correlación entre esfuerzos de compresión
y tracción. ............................................................................................................. 292
9.3.1 7 días de edad (14, 21, 28 y 35 MPa). ................................................ 293
xxi
9.3.2 14 días de edad (14, 21, 28 y 35 MPa). .............................................. 295
9.3.3 28 días de edad (14, 21, 28 y 35 MPa). .............................................. 297
9.4 Planteamiento de ecuaciones a partir de las curvas representativas. ......... 299
9.5 Determinación teórica en cuanto al porcentaje del esfuerzo a compresión
que representa esfuerzo de tracción del hormigón. .............................................. 300
CAPÍTULO X .......................................................................................................... 305
10 RESULTADOS FINALES. ............................................................................. 305
10.1 Resumen final de resultados. ................................................................. 306
10.2 Comparaciones a partir de los resultados obtenidos. ............................. 309
10.2.1 Tipos de Falla Obtenidos Mediante Pruebas de Resistencia .............. 309
10.2.2 Ensayos de Especímenes a Compresión, Comportamiento por edades. ..
............................................................................................................ 314
10.2.3 Ensayos de Especímenes a Tracción Indirecta, Comportamiento por
edades. ............................................................................................................ 316
10.3 Análisis de diagramas. ........................................................................... 318
10.4 Interpretación de ecuaciones obtenidas. ................................................ 324
10.5 Conclusiones. ......................................................................................... 328
10.6 Recomendaciones. ................................................................................. 331
ANEXOS ................................................................................................................. 333
BIBLIOGRAFÍA ..................................................................................................... 338
xxii
LISTA DE TABLAS
Tabla 1-1: Clasificación de las Rocas por su Origen. .................................................. 4
Tabla 1-2: Parámetros de perforación y voladura ........................................................ 8
Tabla 2-1: Cono de Abrams. ...................................................................................... 16
Tabla 2-2: Clasificación de las Propiedades del Hormigón. ...................................... 18
Tabla 2-3: Influencia de la Porosidad en el Hormigón y sus Propiedades................. 21
Tabla 3-1: Ecuación definida por efecto de la Tracción Indirecta. ............................ 27
Tabla 3-2: Diagrama de Influencia de los Esfuerzos de Compresión en el Ensayo
Brasileño. ................................................................................................................... 28
Tabla 3-3: Tipos de Falla en Cilindros de Hormigón ................................................ 30
Tabla 3-4: Ecuaciones Notas Técnicas del INECYC y Manual de la PCA. .............. 32
Tabla 3-5: Correlación entre Resistencias a Tracción y Compresión. ....................... 33
Tabla 4-1: Clasificación de los Tipos de Cemento Existentes ................................... 39
Tabla 4-2: Graduaciones del Ensayo de Abrasión ..................................................... 41
Tabla 5-1: Porcentaje Tentativos de Materiales que Forman parte del Hormigón .... 83
Tabla 5-2: Resistencias Especificadas para el Diseño de Hormigones de la
Investigación .............................................................................................................. 86
Tabla 5-3: Asentamiento con Respecto del Elemento a Fabricar .............................. 92
Tabla 5-4: Cuadro Empírico de la Relación Agua/Cemento en función de la
Resistencia ................................................................................................................. 93
xxiii
Tabla 5-5: Tabla para la Selección de la Ecuación Aplicable para el Cálculo de la
Cantidad de Pasta ....................................................................................................... 94
Tabla 5-6: Comparación entre la Relación W/C de cada Diseño de Mezcla Realizado
.................................................................................................................................. 128
Tabla 5-7: Comparación entre DRM y %OV de los Diseños de Mezclas Realizados
.................................................................................................................................. 129
Tabla 5-8: Detalles del Asentamiento para el Diseño y Ecuación para la Cantidad de
Pasta. ........................................................................................................................ 129
Tabla 6-1: Forma de Compactación y Consolidación de la Masa de Hormigón dentro
del Cilindro Metálico. .............................................................................................. 164
Tabla 6-2: Número total de Probetas Realizadas por Diseño de Mezcla. ................ 165
Tabla 7-1: Porcentajes de la Resistencia Total a los 3, 7, 14, 21 y 28 días de
Elaboración del Hormigón ....................................................................................... 225
Tabla 8-1: Tabla Resumen Porcentajes a los 7 y 14 días de la Resistencia a la
Tracción Indirecta del Hormigón (PIFO) ................................................................. 271
Tabla 8-2: Tabla Resumen Porcentajes a los 7 y 14 días de la Resistencia a la
Tracción Indirecta del Hormigón (PIFO) ................................................................. 272
Tabla 8-3: 1er Caso: Tablas de Comparación entre f´c y ft por edades y su diferencia
entre los 14 días y 28 días, Mezcla realizada con Agregados de la Cantera de Pifo.
.................................................................................................................................. 273
Tabla 8-4: 2do Caso: Tablas de Comparación entre f´c y ft por edades y su diferencia
entre los 14 días y 28 días, Mezcla realizada con Agregados de la Cantera de San
Antonio de Pichincha. .............................................................................................. 274
Tabla 9-1: Tabla de datos Obtenida a partir de la Definición de la Ecuación que
determina la Proporcionalidad entre Resistencia a la Tracción Indirecta y Módulo de
Rotura. ...................................................................................................................... 287
xxiv
Tabla 9-2: Tabla y Diagrama de la Correlación entre Tracción Indirecta y Módulo de
Rotura (INECYC) .................................................................................................... 289
Tabla 9-3: Ecuaciones Representativas de la Tracción Indirecta Obtenidas de los
Diagramas para 7, 14 y 28 días de Edad del Hormigón ........................................... 299
Tabla 9-4: Ecuaciones Acondicionadas de la Tracción Indirecta del Hormigón a los
7, 14 y 28 días de Edad. ........................................................................................... 300
Tabla 10-1: Comparación entre Porcentaje Real y Tentativo de Resistencia .......... 314
Tabla 10-2: Comparación entre Porcentaje Real y Tentativo de Resistencia. ......... 315
Tabla 10-3: Tabla Comparativa Entre Resistencias a los 28 días del Hormigón
Elaborado con los Distintos Agregados. .................................................................. 316
Tabla 10-4: Comparación entre Porcentaje Real y Tentativo de Resistencia a la
tracción. .................................................................................................................... 317
Tabla 10-5: Comparación de la Aplicación de Ecuaciones con la Determinada para el
Hormigón Fabricado con Agregados de la Cantera de Pifo ..................................... 325
Tabla 10-6: Comparación de la Aplicación de Ecuaciones con la Determinada para el
Hormigón Fabricado con Agregados de la Cantera de San Antonio de Pichincha .. 326
xxv
LISTA DE DIAGRAMAS
Diagrama 6-1: Resistencia (Cilindro de 200mmx100mm vs Cilindro de
300mmx150mm) ...................................................................................................... 218
Diagrama 7-1: Diagrama Porcentaje vs Edad .......................................................... 226
Diagrama 9-1: Correlación entre Resistencia a la Tracción Indirecta y el Módulo de
Rotura ....................................................................................................................... 285
Diagrama 9-2: Correlación entre la Resistencia a Compresión y el Módulo de Rotura.
.................................................................................................................................. 286
Diagrama 9-3: Relación entre Tracción Indirecta y Resistencia a la Compresión con
los Valores del Texto “Tecnología del Concreto y del Mortero” ............................ 288
Diagrama 9-4: Relación entre Tracción Indirecta y Resistencia a la Compresión
(INECYC) ................................................................................................................ 290
xxvi
LISTA DE FOTOS
Foto 1: Planta Holcim Pifo, Explotación del Material. ................................................ 2
Foto 2: Explotación del Material, San Antonio de Pichincha, Tanlagua. .................... 3
Foto 3: Partículas Agregado Planta Holcim Pifo. ........................................................ 6
Foto 4: Partícula Agregado San Antonio de Pichincha. ............................................... 7
Foto 5: Distribución Granulométrica de Agregados y Cemento ................................ 37
Foto 6: Cemento Holcim tipo GU .............................................................................. 40
Foto 7: Máquina de abrasión Los Ángeles ................................................................. 42
Foto 8: Colorímetro o escala de Gardner. .................................................................. 47
Foto 9: Densidad compactada de los agregados ........................................................ 59
Foto 10: Frasco de LeChatellier. ................................................................................ 75
Foto 11: Mezcladora y Aparato de Vicat. .................................................................. 78
Foto 12: Estado de Humedad de las Partículas .......................................................... 91
Foto 13: Muestra de las Probetas Ensayadas ........................................................... 153
Foto 14: Cilindros de Prueba Listos para Colocación de Capping .......................... 154
Foto 15: Muestra de las Probetas Ensayadas ........................................................... 159
Foto 16: Cilindros de Prueba Listos para Colocación de Capping. ......................... 160
Foto 17: Preparación de Especímenes Estándar con Probetas de 150mm x 300mm163
Foto 18: Especímenes Fabricados, Curado Inicial ................................................... 166
Foto 19: Obtención del Agregado Grueso en la Planta HOLCIM Pifo ................... 215
xxvii
Foto 20: Concretera Utilizada para la Fabricación dela Mezcla de Hormigón. ....... 216
Foto 21: Realización del Ensayo de Asentamiento para Medir la Consistencia del
Hormigón. ................................................................................................................ 217
Foto 22: Fase de Curado Inicial de las Probetas ...................................................... 219
Foto 23: Proceso de Curado Final. ........................................................................... 220
Foto 24: Cilindros con Mortero de Azufre ............................................................... 229
Foto 25: Especímenes en espera para ser Ensayados a Tracción ............................. 230
Foto 26: Cilindro acoplado al Equipo de Ensayo..................................................... 231
Foto 27: Cilindro Listo para el Ensayo a Tracción Indirecta. .................................. 232
Foto 28: Especímenes para Ensayo Brasileño (Núcleo de Prueba y Cilindro de
Hormigón) ................................................................................................................ 277
Foto 29: Proceso de Acople del Equipo para Ensayo .............................................. 280
Foto 30: Cilindros para Prueba de Resistencia a la Compresión (Material Pétreo de
Pifo) .......................................................................................................................... 302
Foto 31: Cilindros para Prueba de Resistencia a la Compresión (Material Pétreo de
San Antonio de Pichincha) ....................................................................................... 303
Foto 32: Cilindros para Prueba de Resistencia a Tracción Indirecta (Material Pétreo
de San Antonio de Pichincha – Material Pétreo de Pifo) ......................................... 304
Foto 33: Tipos de Falla por Pruebas de Resistencia a la Compresión 14MPa ......... 310
Foto 34: Tipos de Falla por Pruebas de Resistencia a la Compresión 21MPa ......... 311
Foto 35: Tipos de Falla por Pruebas de Resistencia a la Compresión 28MPa ......... 312
Foto 36: Tipos de Falla por Pruebas de Resistencia a la Compresión 35MPa ......... 313
xxviii
RESUMEN
CORRELACIÓN ENTRE LA RESISTENCIA AL ESFUERZO DE
COMPRESIÓN Y TRACCIÓN DEL HORMIGÓN, UTILIZANDO
AGREGADOS DE LAS CANTERAS DE PIFO Y SAN ANTONIO, CEMENTO
HOLCIM TIPO GU
El presente documento versa sobre la “Correlación Existente entre el Esfuerzo de
Tracción con respecto del Esfuerzo de Compresión del Hormigón utilizando
agregados de las canteras de Pifo y San Antonio de Pichincha, Cemento Holcim Tipo
GU”, donde se especifica en términos reales la influencia de varios factores dentro
del comportamiento del esfuerzo a tracción en el hormigón con respecto de la
compresión.
La generación de una incertidumbre marcada en cuanto a la definición de un
porcentaje certero y válido que sea aplicable para juzgarlo en cuanto al esfuerzo a
tracción con respecto a la compresión que puede resistir el hormigón, en el presente
documento se define el porcentaje exacto a través de diagramas desplegados con
resultados de ensayos de laboratorio llevados a cabo con cuatro distintas resistencias
especificadas, las más usuales dentro del mercado comercial del hormigón, como
14MPa, 21MPa, 28MPa y 35MPa, obteniéndose así resultados interesantes que en
parte se acercan a lo que se define en los textos enfocados en el estudio del material
brindando la oportunidad de sacar provechosas conclusiones amparadas en datos
encontrados científicamente apegándose a las especificaciones internacionales.
El aporte del conocimiento y la familiarización del ensayo no solo busca incrementar
la destreza de los autores para ensayar según la norma ASTM C496, sino difundir el
uso de este ensayo que como se demuestra en los resultados es confiable y válido
para determinar una referencia del esfuerzo a tracción del hormigón.
DESCRIPTORES:
ESFUERZO DE COMPRESIÓN / ESFUERZO DE TRACCIÓN / CANTERA DE
PIFO / CANTERA DE SAN ANTONIO /CEMENTO HOLCIM.
xxix
SUMMARY
CORRELATION BETWEEN THE COMPRESSION EFFORT RESISTANCE
AND CONCRETE TRACTION, USING QUARRIES AGGREGATES FROM
PIFO AND SAN ANTONIO, HOLCIM CEMENT TYPE GU
This document addresses the “Existing Correlation between the Compression Effort
Resistance in Relation to the Concrete Traction, using Quarries aggregates from Pifo
and San Antonio de Pichincha, Holcim Cement Type GU”, in which real terms are
specified regarding various factors within the performance and traction of the
concrete in respect of compression.
There has been a marked uncertainty about the accurate and valid percentage applied
to be judged regarding the effort traction in respect to compression that concrete
could resist. The present document defines the exact percentage through the use of
deployed diagrams with laboratory test results made with four different specified
resistances, the most used in the concrete commercial market such as 14MPa,
21MPa, 28MPa and 35MPa; thus getting interesting results that in part are
approaching to what has been written in specialized textbooks, giving the
opportunity to get advantageous conclusions based on scientifically found data in
relation to the international standards.
The contribution of knowledge and familiarization trial not only seeks to increase the
ability of the authors to test according to ASTM C 496 standard, but to spread the use
of this test as shown in the results is reliable and valid to determine a baseline of
effort strength of the concrete.
DESCRIPTORS:
EFFORT OF COMPRESSION / EFFORT OF TRACTION / QUARRIES FROM
PIFO / QUARRIES FROM SAN ANTONIO / CEMENT HOLCIM.
xxx
CERTIFICADO DE TRADUCCIÓN
A petición de los Señores: BERMUDEZ ANDRADE DARIO JAVIER, y
CADENA PERUGACHI HUGO ALEXANDER, yo Luis Alexander Ortega
Ushiña con CI: 1719633396, con título de Suficiencia en el Idioma Inglés otorgado
por la ESCUELA POLITÉCNICA DEL EJÉRCITO – DEPARTAMENTO DE
LENGUAS, he realizado la traducción del resumen de trabajo de graduación sobre el
tema:
CORRELACIÓN ENTRE LA RESISTENCIA AL ESFUERZO DE
COMPRESIÓN Y TRACCIÓN DEL HORMIGÓN, UTILIZANDO
AGREGADOS DE LAS CANTERAS DE PIFO Y SAN ANTONIO, CEMENTO
HOLCIM TIPO GU
Dado que poseo los conocimientos necesarios para realizar dicho trabajo y certifico
lo mencionado con el documento adjunto.
Quito, 15 de Enero de 2015
Atentamente,
Luis Alexander Ortega Ushiña
CI: 1719633396
xxxi
1
CAPÍTULO I
1 ANTECEDENTES.
Las materias primas del hormigón deberán ser estudiadas de manera específica, de
modo que sea posible definir sus características y propiedades físicas y mecánicas.
Estas propiedades dependen en gran magnitud del lugar de explotación, así como
también de su tratamiento posterior a su consecución e industrialización en el
mercado. Es por ello que se ha dedicado un capítulo entero en donde se señalan y
aclaran estos criterios mediante referencias de ubicación de canteras, aspectos
geológicos, mineros y la demanda de los materiales en el transcurso del tiempo
dentro de la ciudad.
El proyecto en desarrollo se enfoca en el uso de dos diferentes clases de materiales
pétreos como complemento del desarrollo del tema, los agregados de mayor uso en el
Distrito Metropolitano de Quito son provenientes de las canteras de Pifo y San
Antonio de Pichincha. Para efectuar la investigación se han seleccionado los más
opuestos en cuanto a características de resistencia mecánica, siendo así los
distribuidos por la cantera de HOLCIM PIFO y SAN ANTONIO DE PICHINCHA.
Con esta premisa es posible presentar a continuación en detalle los antecedentes de
los agregados seleccionados para la investigación, donde se podrá contemplar las
diferencias desde su extracción hasta su distribución.
1.1 Posición geográfica y ubicación de las canteras.
1.1.1 Mina HOLCIM Pifo.
La Mina HOLCIM Pifo se encuentra ubicada en el km 4 ½ en la vía Pifo –
Papallacta, el material que se produce es difundido de manera continua y en gran
cantidad debido a su calidad. La parroquia rural de Pifo se encuentra a una distancia
considerable del Distrito Metropolitano de Quito, precisamente al Sur-Este de la
2
ciudad, a una altura de 2830 msnm, la cantera posee 36 hectáreas disponibles para el
trabajo de extracción, tratamiento y comercialización del producto.
Foto 1: Planta Holcim Pifo, Explotación del Material.
Fuente: Google Earth
A través de coordenadas geográficas se puede ubicar a la plata de la siguiente
manera:
Planta Holcim Pifo: Latitud 0°17'24.55"S, Longitud 78°21'12.49"O
Lugar de Explotación del Material: Latitud 0°17'40.31"S, Longitud 78°21'28.49"O
1.1.2 Mina San Antonio de Pichincha.
En San Antonio de Pichincha se encuentran ubicadas algunas minas distribuidoras de
material pétreo, la extracción del material se la realiza sin un control técnico alguno
en la mayoría de casos, los pocos casos de minas existentes en la parroquia legales en
cuanto a su funcionamiento proporcionan un material de baja calidad en cuanto a su
función como parte del hormigón, una de ellas es la Mina de Tanlagua ubicada a una
3
altura de 2600 msnm. Con respecto del Distrito Metropolitano de Quito la parroquia
de San Antonio de Pichincha se ubica al Noroeste de la ciudad, vía San José de
Minas, a 8 kilómetros de distancia del centro urbano.
Foto 2: Explotación del Material, San Antonio de Pichincha, Tanlagua.
Fuente: Google Earth
A través de coordenadas geográficas se puede ubicar a la plata de la siguiente
manera:
Planta San Antonio Lugar de Explotación del Material: Latitud 0°02'38.36"S,
Longitud 78°27,23.16"O
1.2 Geología de las canteras.
1.2.1 Geología Regional.
Para hablar de la geología regional hay que mencionar que los agregados se originan
de varias maneras, dentro de la región existen clasificaciones por su origen de rocas
ígneas, rocas sedimentarias y metamórficas las primeras provenientes de la
4
explotación de grandes mantos rocosos generados por la solidificación del magma,
en tanto que en el caso de las rocas sedimentarias se habla principalmente de la
piedra de río preparada para usarla como material útil para hormigón. Las rocas
metamórficas que en sí no deberían ser usadas como ripio debido a su meteorización
que hace que su resistencia mecánica sea pobre y de lugar a fallas súbitas si se las
utiliza como constituyentes del hormigón. Para tener una pauta que nos ubique en
cuanto a la clasificación geológica de las rocas en la región con respecto de su origen
se expone la siguiente tabla:
Tabla 1-1: Clasificación de las Rocas por su Origen.
CLASIFICACIÓN DE LAS ROCAS POR SU ORIGEN
ROCAS ÍGNEAS
R. PLUTÓNICAS Formada por la solidificación del magma ya sea
cerca de la superficie terrestre o en su interior a gran profundidad.
R. FILONIANAS Representan magmas que se han introducido en
grietas, presentando geometría de filón.
R. VOLCÁNICAS Formadas por enfriamiento de lava solidificada
en la superficie o a pocas profundidades de la capa terrestre.
ROCAS
SEDIMENTARIAS
R. DETRÍTICAS Conformadas por fragmentos de rocas pre exis-
tentes acumuladas por la disminución de la velocidad de las corriente.
R. QUÍMICAS Formadas por precipitación química de sustan-
cias disueltas en agua, opuestas a la concepción de las detríticas.
R. ORGÁNICAS Formadas por acumulación de restos orgá-
nicos, ya sea de seres vivos u otros agentes biológicos animales.
ROCAS
METAMÓRFICAS
Se producen por los cambios ocurridos en las rocas ígneas y sedimentarias,
debido a movimientos corticales o intenso calor que producen meteorización
Fuente:
http://www.ciudadciencia.es/doc/files/FICHA_CLASIFICACION%20DE%20ROCAS_CC.pdf.
Mediante esta clasificación es posible definir las características de las rocas de
acuerdo al origen de la misma, siendo esta una guía práctica para el estudio y
desarrollo tanto de la geología como de la minería, la segunda es la que en el
desarrollo del tema interesa en gran manera ya que dicha industria se encarga de
proveer los agregados que forman parte del hormigón a fabricar.
5
En varios lugares de la región se encuentran minas que explotan material de origen
volcánico, presentes en la serranía ecuatoriana donde es común la conformación
montañosa geográficamente, y por ende la presencia de varios volcanes promotores
del origen del material. Las rocas de origen sedimentario, lo más común es
encontrarlas en los ríos que se encuentran a lo largo de la hidrografía extensa del país
(ríos montañosos en la serranía).
En cuanto a las rocas metamórficas encontramos pocos casos de explotación del
material con esta clasificación, que como agregado fino se puede implementarlo con
resultados satisfactorios, en tanto que como agregado grueso no causará una buena
función mecánica, tomando en cuenta que gran parte de la resistencia a compresión
del hormigón se basa en la resistencia del agregado grueso que la constituye.
1.2.2 Geología Local.
La Sierra ecuatoriana está limitada al Oeste por una zona de sutura (falla Jubones), la
misma que marca el límite de la Costa, al Este por el cinturón de fallas y pliegues de
la provincia oriental. La Sierra aunque tiene aproximadamente 150km de ancho,
siendo mucho más delgada que el resto de los Andes posee una extensa
conformación montañosa, existen dentro de esta tres zonas geológicas –
geomorfológicas; la Cordillera Occidental, el Valle Interandino y la Cordillera Real.
Fuente: A. S. Nieto Departamento de Geología, Universidad de Illinois.
En el caso de los materiales que se utilizarán en la investigación promovida, se
afianza un origen volcánico, por ello son rocas ígneas, es decir, ambos agregados
provienen de la explotación de un manto rocoso conformado, de donde por
trituración se obtiene el producto necesario como materia prima del concreto, con la
particularidad de que los agregados de la Mina de San Antonio de Pichincha
implementan la industrialización de material meteorizado que tiende a la
desintegración.
En el caso de la Mina HOLCIM Pifo el producto comercializado está conformado
por “Andesita Basáltica”, de buen desempeño mecánico, clasificándose esta como
6
una roca ígnea extrusiva o plutónica, la roca madre presenta características de
coloración definidas de dos tipos: rojizo pálido y blanquecino, con similares
características y desempeño. Su formación geológica da la idea de que se cuenta con
un agregado de buen desempeño, hipótesis que habrá que definirla de acuerdo a
ensayos aplicados al material.
Foto 3: Partículas Agregado Planta Holcim Pifo.
Fuente: Autores - Laboratorio de Ensayo de Materiales / Silos de Almacenamiento de Agregados.
El producto comercializado en San Antonio de Pichincha por la Mina Tanlagua está
conformado por granito con evidentes reseñas de meteorización debido a intensas
compresiones y tensiones por movimientos corticales y exceso de calor en los
mantos expuestos. En el desarrollo de la investigación la formación geológica del
material lo hará trabajar como crítico debido a sus señales evidentes de
desintegración y constitución resquebrajosa.
7
Foto 4: Partícula Agregado San Antonio de Pichincha.
Fuente: Autores - Laboratorio de Ensayo de Materiales / Silos de Almacenamiento de Agregados.
1.3 Aspectos mineros.
Los aspectos mineros son todos aquellos procedimientos que se deben desarrollar
para la obtención de los agregados, desde la zona de explotación hasta la zona de
almacenamiento o acopio del mismo.
1.3.1 Mina HOLCIM Pifo.
El mineral que se explota en la Cantera de estudio es roca andesítica volcánica.
1.3.1.1 Métodos y sistemas de explotación utilizados.
Por las condiciones y características topográficas de la cantera, el método de
explotación que utiliza la Mina Holcim Pifo es a cielo abierto.
Para el correcto uso de este método de explotación se deben considerar una serie de
factores, entre ellos citamos los siguientes: condiciones geológicas de orientación del
yacimiento, tipo de material a explotar, características físicas y mecánicas de los
minerales.
El sistema de explotación es el de perforación y voladura.
8
1.3.1.2 Perforación y voladura.
Para realizar la perforación y voladura se deben cumplir varias normas corporativas
de Holcim a nivel mundial, las cuales generan un procedimiento de trabajo seguro.
Perforación. Consiste en la apertura de barrenos en el frente de trabajo. La apertura
de los barrenos se realiza mediante la utilización de un compresor y una perforadora
neumática.
Voladura. Consiste en la fracturación de la roca del macizo rocoso.
A continuación se muestra tabla donde se encuentran los parámetros de perforación y
voladura utilizados en la Mina HOLCIM Pifo.
Tabla 1-2: Parámetros de perforación y voladura
Parámetros de perforación y voladura
Malla de perforación Rectangular
Longitud entre barrenos 3m
Longitud del barreno 11m
Inclinación del barreno 10°
Carga de fondo Pentolita
Diámetro de la broca 4pulg
Consumo de explosivos 131,43gr/ton
Fuente: Tesis: “Metodología de planificación minera a corto plazo y diseño minero a mediano plazo
en la cantera de Pifo”, Autor: Eduardo Recalde
El sistema de utilización de encendido de explosivos es: Hagan 1975.
9
1.3.1.3 Trituración, trozamiento y cargado.
Trituración. La trituración consiste en fragmentar partículas de un tamaño mayor a
un tamaño menor mediante la utilización de medios mecánicos.
Trozamiento. El trozamiento de agregados al igual que la trituración consiste en
hacer pedazos un objeto, por lo que se le da el mismo significado.
En la planta de agregados Holcim Pifo se realiza la trituración y trozamiento de los
agregados mediante la utilización de tres tipos de trituración: Primaria (agregados
desde 1 metro a 7 pulgadas), la cual utiliza un sistema de mandíbulas, secundaria
(agregados desde 7 pulgadas a 1 ½ pulgadas), la cual utiliza un sistema de cono y
terciaria (agregados desde 1 ½ pulgadas hasta obtener el producto final), de igual
manera se utiliza un sistema de cono.
Cargado. El cargado consiste en disponer el producto final en un medio de trasporte,
en el caso de Holcim Pifo se lo realiza mediante el uso de cargadoras frontales de
varias capacidades.
1.3.1.4 Plan de control ambiental. 1
Holcim Ecuador S. A., como parte de del Grupo Holcim, tiene la visión de crear los
cimientos del futuro de la sociedad de manera sostenible, para satisfacer las
necesidades del presente, sin poner en riesgo la capacidad de las generaciones futuras
para satisfacer sus propias necesidades.
De manera general, el modelo de Desarrollo Sostenible que aplica Holcim, enfatiza
la necesidad de un nuevo orden económico y social, un nuevo orden de relaciones
entre los seres humanos y la naturaleza, en el que la base fundamental deben ser los
principios políticos, económicos, sociales y ecológicos que garanticen un manejo
sostenible de los recursos naturales, para así lograr una mejor calidad de vida para
todos.
1 Reporte Desarrollo Sostenible 2012 – Holcim Ecuador S.A.
10
1.3.1.5 Demanda actual.
Mediante una visita a la planta de agregados Holcim Pifo, se pudo averiguar que la
producción mensual de agregados que produce la planta es de 50.000 toneladas de
promedio.
1.3.1.6 Sectores favorecidos.
La cantera Holcim Pifo, produce agregados para la construcción y al ubicarse
próxima a la cuidad de Quito, se encuentra dentro de un mercado que requiere una
gran demanda de agregados y áridos de buena calidad.
Por lo tanto el sector favorecido básicamente es el de la construcción, ya que es un
productor estratégico por el simple hecho de encontrarse cercano al Distrito
Metropolitano de Quito, el cual tiene un notorio incremento en la industria de la
construcción.
1.3.1.7 Estadísticas de consumo.
No se pueden obtener estadísticas de consumo, debido a que es información
confidencial de Holcim.
1.3.2 Mina San Antonio de Pichincha.2
En las minas existentes en la Parroquia de San Antonio de Pichincha, se tiene como
principal fuente inagotable de minerales a la roca andesítica, la cual es utilizada para
la construcciones de edificios en la ciudad de Quito.
Las actividades de explotación minera racional e irracional de materiales, son
realizadas sin ninguna técnica de explotación y control de calidad, alterando las áreas
de contorno natural de la parroquia, razón por la cual no es un material con buen
desempeño mecánico.
2 Plan de desarrollo y ordenamiento territorial de la Parroquia San Antonio de Pichincha 2012-2025
11
San Antonio de Pichincha cuenta con un gran cantidad de canteras en su territorio,
las cuales se puede clasificar en 3 grupos: legales, ilegales y abandonas. En total
existen 34 canteras en esta parroquia.
Los principales materiales que son extraídos en las canteras son los siguientes: polvo,
arena, ripio, piedra bola, lastre, basílica, chispa y cascajo.3
1.3.2.1 Métodos y sistemas de explotación utilizados.
En San Antonio de Pichincha se manejan altos niveles de extracción de diversos
materiales de construcción y adicionalmente se conoce que existen minas legales,
ilegales y abandonadas, razón por la cual se obtiene un sin número de métodos y
sistemas de explotación.
1.3.2.2 Perforación y voladura.
En las minas ilegales los sistemas de explotación no son controlados por el personal
técnico necesario, por ello se genera un alto índice de riesgo para los usuarios de las
minas.
Por lo antes expuesto, no se tienen registros de los procedimientos utilizados para la
perforación y voladura.
1.3.2.3 Trituración, trozamiento y cargado.
La trituración y trozamiento se la realiza mediante medios mecánicos y medios
manuales, lo cual está en función del tamaño del agregado, los medios mecánicos son
mediante mandíbulas o drill, y los manuales se realizan mediante combos y cinceles
y este método es para reducir el tamaño del agregado.
El cargado se lo realiza mediante dos variantes, el primero utilizando cargadoras
frontales de varias capacidades y el segundo por medios manuales
3 Los conflictos socio-ambientales en las canteras de San Antonio de Pichincha, Juan Carlos Baca
Cabrera, 2012
12
1.3.2.4 Plan de control ambiental.4
La explotación de canteras es un fenómeno con diversas consecuencias sobre el
medio ambiente de la ciudad de Quito. Los fenómenos ambientales suelen ser de
naturaleza compleja, por lo que resulta fundamental establecer de manera clara las
relaciones entre actividades generadoras de contaminación, afectaciones sobre el
medio ambiente y exposición de las personas a sustancias peligrosas o tóxicas. En el
caso de la actividad extractiva de materiales de construcción, es posible establecer
los efectos negativos que tiene esta actividad sobre la calidad del aire, bajo
parámetros de mal manejo y desatención de las normas necesarias de mitigación.
La contaminación ambiental es uno de los grandes desafíos de las sociedades
modernas. El recurso aire es uno de los aspectos que se ha visto más amenazado por
el crecimiento económico irresponsable, la falta de control y la explotación
indiscriminada de los recursos
Para determinar el estado del recurso aire y la evolución del mismo durante periodos
prolongados es necesario contar con un monitoreo continuo y validado. En términos
generales, Ecuador cuenta con pocos datos acerca de la calidad del aire, debido a
falta de recursos, limitaciones técnicas, debilidad institucional, etc. Sin embargo, el
Distrito Metropolitano de Quito cuenta con una red de monitoreo de la calidad del
aire, la cual se compone de 8 estaciones automáticas y más de 40 puntos de
monitoreo pasivo, con lo cual se ha conseguido obtener resultados de calidad del aire
en la mayoría de parroquias del DMQ (Secretaría de Ambiente, 2011:20-24). San
Antonio de Pichincha es uno de los puntos de monitoreo de tipo pasivo con los que
cuenta la red, por lo que se pueden establecer las características de la calidad del aire
y los problemas a los que esta comunidad se ve enfrentada.
4 Los conflictos socio-ambientales en las canteras de San Antonio de Pichincha, Juan Carlos Baca
Cabrera, 2012
13
1.3.2.5 Demanda actual.
Se conoce que en la actualidad que alrededor de 1’116.316 toneladas de materiales
son explotados procedentes de San Antonio de Pichincha, este dato es tomado del
reporte anual del Ministerio Recursos Naturales No Renovables, lo que corresponde
aproximadamente al 50% de la producción total de las canteras ubicadas en el
Distrito Metropolitano de Quito.
1.3.2.6 Sectores favorecidos.
Las canteras de San Antonio de Pichincha, producen agregados para la construcción
y al ubicarse dentro del Distrito Metropolitano de Quito, se encuentra dentro de un
potencial mercado el cual necesita materiales para la construcción, pero existe un
agravante que los materiales son de mediana calidad.
Por lo tanto el sector favorecido básicamente es el de la construcción, ya que es un
productor estratégico por el simple hecho de encontrarse dentro del Distrito
Metropolitano de Quito, el cual tiene un notorio incremento en la industria de la
construcción.
1.3.2.7 Estadísticas de consumo.
Debido a que San Antonio de Pichincha cuenta con minas legales, ilegales y
abandonas no se tienen los datos de consumo reales. Por esta razón no se pueden
determinar las respectivas estadísticas.
14
CAPÍTULO II
2 EL HORMIGÓN.
El hormigón es denominado como una piedra artificial conformada por pasta,
agregados y opcionalmente aditivo, que de acuerdo a la correcta selección de
cantidades de estas materias primas que lo constituyen es capaz de adquirir una
considerable resistencia a la compresión, e importantes propiedades mecánicas
después de haber pasado por el estado fresco y un eventual desarrollo de su fraguado.
Es además un conglomerado versátil en cuanto a sus usos dentro del campo de la
construcción, estando presente en obras hidráulicas, estructurales, viales y sanitarias,
es decir abarca un gran campo de aplicación que dentro de la ingeniería lo ubica
como el material más usado e importante.
Los aspectos de desempeño no solo dependen de la correcta aplicación de
dosificaciones, habrá que supervisar y controlar las propiedades que puede poseer la
mezcla en estado fresco y endurecido, estas contribuirán en varios aspectos dentro de
la producción del concreto, los cuales se conceptualizará a continuación.
El hormigón es clasificado como un material heterogéneo, debido a que sus materias
primas se comportan de forma variada, dicha variación le da esta característica, por
ello, hay que tomar en cuenta que no es similar su resistencia ante solicitaciones a
esfuerzos de compresión, comparado con las solicitaciones que hacen que el material
trabaje a esfuerzos de tracción. Entonces entra el concepto de anisotropía, dicha
particularidad será fundamental cuantificarla y calificar su efecto en su aplicación.
2.1 Propiedades Físicas y Mecánicas.
Las propiedades físicas del hormigón son inspeccionadas tanto en su estado fresco
como endurecido, teniendo mayor aplicabilidad en el estado fresco, donde es posible
juzgar visualmente la apariencia de la mezcla que dará la pauta para calificar
cualitativamente ciertos parámetros. Las propiedades mecánicas se juzgarán con
15
mayor rigurosidad en el estado endurecido del hormigón, siendo la más aplicable y
difundida la resistencia característica a la compresión.
2.1.1 Propiedades del Hormigón Fresco.
El hormigón en estados fresco debe tener la docilidad propicia tal que permita el
manejo adecuado de la mezcla, esto hará que en su amasado y puesta en obra no
cause inconveniente alguno, e impida el correcto desempeño de las actividades a
ejecutar. Un correcto control de las propiedades en estado fresco producirá una
efectiva conformación del hormigón en estado endurecido, obteniendo una superficie
específica óptima. Dentro de la inspección de las propiedades del hormigón en estado
fresco se describen las siguientes:
2.1.1.1 Trabajabilidad.
Se detalla como la propiedad más importante del hormigón en estado fresco aplicado
en obra, está referida a la facilidad con la que se puede manipular la mezcla, está en
relación al esfuerzo producido para mezclar de manera eficiente la masa de
hormigón. Para obtener una buena trabajabilidad es necesario aplicar varias
estrategias en el proceso de fabricación del hormigón, una de ellas es una correcta
granulometría de los agregados, la aplicación de una óptima cantidad de pasta que de
un cierto rango de plasticidad a la mezcla, la aplicación de aditivos plastificantes, etc.
2.1.1.2 Consistencia.
La consistencia se la define como la capacidad de deformación de la mezcla de
hormigón en estado fresco, mientras más se deforma se puede decir que es menos
consistente y viceversa, esta se mide con el ensayo de asentamiento del hormigón, ya
que en varios textos se define al asentamiento como la medida indirecta de la
consistencia. Se puede clasificar a la consistencia con respecto de las cualidades de la
mezcla en estado fresco como: seca, plástica, blanda, fluida o líquida de acuerdo al
asentamiento obtenido con el cono de Abrams.
16
Determinación del Asentamiento: El método del cono de Abrams es muy difundido
en el control de calidad del hormigón fabricado en obra, incluso es un proceso que
está normado (NTE INEN 1578) en razón a su importancia y aplicación, debido a
que el cono es portable y nos da una idea general del estado de la mezcla de
hormigón mediante la medida obtenida.
Tabla 2-1: Cono de Abrams.
Cono de Abrams para Ensayo de Asentamiento
Dimensiones: Altura: 300mm Diámetro Superior: 100mm
Diámetro Inferior: 200mm
Fuente: Imágenes extraídas de NTE INEN 1578.
Realización: Autores
Es aplicable solamente para hormigón fabricado con agregado de un tamaño no
mayor a 37,5mm, consiste en la utilización de un cono de dimensiones definidas
según la norma mencionada, el mismo que se lo apisona mediante una base o con los
pies del ensayista en las bisagras que posee el cono en sus lados, posterior a ello se
procede al llenado en tres capas, y compactando cada capa con 25 varilladas en
17
forma de espiral para distribuirlo en toda la masa del hormigón. Una vez que se han
llenado las tres capas se enrasa el sobrante de hormigón con la varilla compactadora,
se retira el cono verticalmente sin alterar el molde conformado de hormigón en un
tiempo estimado de 5 ± 2 segundos, el asentamiento es la medida desde el centro
superior de la masa de hormigón a la altura del cono que es de 300mm.
El ensayo de asentamiento se lo realiza tanto en laboratorio como en obra, es útil
para utilizarlo en el control de calidad del hormigón ya que mide su consistencia.
2.1.1.3 Cohesión.
El hormigón debe ser capaz de formar un solo conjunto entre todos sus componentes,
es decir, no dar paso a la segregación de agregados. El lograr una mezcla cohesiva
nos anunciará que se ha aplicado una correcta cantidad de pasta encargada de unir
todos los elementos que forman parte de la masa de hormigón.
2.1.1.4 Fluidez.
Esta propiedad permite juzgar la falta o exceso de la cantidad de agua existente en la
mezcla, cabe recalcar que a mayor fluidez en la mezcla de hormigón se obtendrá una
menor resistencia a la compresión, de acuerdo a ello es que las mezclas secas son
comunes en el diseño de hormigones de alta resistencia.
2.1.1.5 Densidad.
Es conocido que es la relación entre la cantidad de masa para unidad de volumen
ocupado, en el hormigón en estado fresco la cualidad de esta propiedad es que a
mayor fluidez o cantidad de pasta se obtiene un hormigón con valores de densidad
más alta, en tanto que si la mezcla es escasa de fluidez o pasta la densidad se verá
amenorada o disminuida, y al momento de compararla con la densidad del hormigón
en estado endurecido siempre la densidad en estado fresco será mayor, con un mayor
rango de variación en el caso de hormigones fluidos o con considerables cantidades
de pasta.
18
En sí todas las propiedades del hormigón en estado fresco se interrelacionan, de
manera que para hablar de una buena trabajabilidad será necesario concebirla
conjuntamente con una buena consistencia, cohesión entre agregados y fluidez no
excesiva. Es complicado obtener después de un diseño de mezclas de hormigón todas
las propiedades en estado fresco deseadas, por ello es que una vez obtenida la
dosificación habrá que verificar la forma de acondicionar la mezcla para así
obtenerlas cumpliendo con dicho objetivo.
Para poder determinar un rango de validez de cada una de las propiedades del
hormigón en estado fresco, que hará que se genere un control de calidad riguroso y
rápido, se tienen las siguientes clasificaciones en cuanto al estado de la masa de
hormigón observada:
Tabla 2-2: Clasificación de las Propiedades del Hormigón.
Ase
nta
mie
nto
(cm
)
Consistencia
Trabajabilidad Cohesión
Fluidez
Seca 0-2 Muy Alta
Plástica 3-5 Muy Buena Muy Buena Alta
Blanda 6-9 Buena Buena Media
Fluida 10-15 Mala Mala Baja
Líquida >15 Muy Mala Muy Mala Muy Baja
Fuente: Manual de Consejos Prácticos sobre el Concreto/ICCYC
Clasificación de las Propiedades del Hormigón/Laboratorio Ensayo de Materiales UCE
En la tabla 2.2 se muestra la clasificación de cada una de las propiedades, cabe
recordar que, la inspección realizada es visual, y se juzga con respecto de la
experiencia de quien realiza el control de calidad de la mezcla en estado fresco, es
decir es un método empírico de clasificación de las propiedades.
19
2.1.2 Propiedades del Hormigón Endurecido.
Posterior al fraguado del concreto, éste comienza su proceso de endurecimiento, que
es directamente proporcional a su edad, es decir, mientras más transcurre el tiempo
desde la elaboración del hormigón, tiende a ganar mayor rigidez, y por ende mayor
resistencia. Si durante el proceso de fraguado y endurecimiento se le da al producto
un correcto tratamiento se obtendrá resultados aún más provechosos.
El hormigón en estado endurecido es capaz de resistir a considerables esfuerzos de
compresión, siendo esta particularidad del material la más trascendental y aplicada.
Si las propiedades del hormigón en estado fresco fueron las deseadas, la constitución
del hormigón en estado endurecido también lo será, de la misma manera sus
propiedades mecánicas y la durabilidad a través del tiempo. Las principales
propiedades del hormigón en estado endurecido se pueden juzgar con respecto de las
siguientes consideraciones:
2.1.2.1 Durabilidad.
Se trata del mantenimiento del hormigón en estado íntegro en el transcurso del
tiempo, en la mayoría de casos se diseñan mezclas para determinadas resistencias,
dejando de lado la durabilidad, aunque, se presume que la técnica para determinar
altas resistencias a la compresión en hormigones produce indirectamente un
hormigón durable. El usar el término “indirectamente” es lo que deja mucho que
desear y por lo que en la actualidad se diseña las mezclas por durabilidad.
2.1.2.2 Porosidad.
La apariencia de un buen hormigón en estado endurecido presenta superficies
compactas y macizas interna y externamente, como se había ya mencionado en este
documento tratando de alcanzar la mayor superficie específica. Cuando no es posible
alcanzar el estado mencionado es que aparece el concepto de porosidad, que en sí es
la aparición de vacíos exhibidos en la constitución del hormigón incluso los no
exhibidos que se encuentran internamente. Estos se pueden generar por una
exagerada colocación de agua como parte de la mezcla de hormigón e inclusive por
20
una mala compactación o vibrado al momento de colocarlo más aun utilizando bajas
relaciones agua-cemento.
Un hormigón poroso virtualmente es antiestético y poco confiable, por ello la
porosidad es la propiedad del hormigón en estado endurecido que se debe evitar.
2.1.2.3 Impermeabilidad.
En el proceso de fraguado del hormigón es normal que internamente en la
constitución del mismo se produzcan procesos químicos que consoliden el estado
endurecido característico, la impermeabilidad se basa en el éxito de dicho proceso, es
decir, durante el fraguado y endurecimiento del hormigón las partículas de humedad
interna existentes se cristalizan, otras se evaporan dependiendo de la exposición del
hormigón, en el caso de la evaporación se da la creación de capilaridades que
producen permeabilidad, para contrarrestarlo se procede a tratar el hormigón
mediante “curado”.
Curado del Hormigón: El curado es un proceso mediante el cual se preserva el agua
de mezclado que es parte de la fabricación, el objetivo de no permitir la evaporación
del agua de mezclado es para que los procesos de fraguado y endurecimiento del
concreto se completen de manera efectiva mediante el proceso de cristalización de
todas sus partículas de agua.
Entonces es válido afirmar que la impermeabilidad del hormigón se la logra
empleando un estricto proceso de curado, o está directamente sujeta a la aplicación
de este proceso. Los requerimientos y especificaciones para el curado del hormigón
se detallan más a fondo en la NTE INEN 2528.
De igual manera, las propiedades del hormigón en estado endurecido están
estrictamente ligadas entre sí, de acuerdo al éxito que se alcance con las propiedades
en estado fresco y endurecido es que se obtendrá la propiedad más importante del
hormigón que es la resistencia mecánica del mismo, lo que en general pondera su
calidad sin llegar a profundizar el concepto de obtención de la misma.
21
Como se puede verificar en la tabla 2.3, mientras mayores sea el diámetro de las
porosidades existentes en la constitución del hormigón, mayores serán sus efectos en
las propiedades trascendentales para un buen hormigón y su resistencia mecánica.
Tabla 2-3: Influencia de la Porosidad en el Hormigón y sus Propiedades.
CLASIFICACIÓN DE LAS POROSIDADES PRODUCIDAS EN LA
PASTA AGUA/CEMENTO
Denominación Diámetro del Poro Descripción Propiedades Afectadas
Poro
s C
apil
are
s
Mayor a 50mm Capilares
Grandes Resistencia, Permeabilidad
10 a 50mm Capilares
Medianos
Resistencia, Permeabilidad,
Contracción
Poro
s G
el 2,5 a 10mm
Pequeños
Capilares Contracción
0,5 a 2,5mm Micro poros Contracción y Fluidez
Menores a 2,5mm
Espacios entre
Capas Contracción y Fluidez
Fuente: http://www.concrete.0catch.com/Capitulo2.htm
2.2 Requisitos de Resistencia Mecánica.
La resistencia mecánica del hormigón dependerá principalmente de la obra en la cual
se implementará el material, como para hacer una comparación podemos decir que
no se necesita obtener un hormigón con las mismas características mecánicas para
aplicarlo en la construcción de veredas y bordillos que para aplicarlo en la
construcción de un muro de contención. La resistencia mecánica del hormigón se
mide comúnmente a compresión a través de cilindros que se elaboran con encofrados
metálicos que conforman la probeta que se ensayará en efecto de lo mencionado,
otras aplicaciones no tienen la misma difusión a pesar de ser importantes en el diseño
de Hormigón Armado, tal es la resistencia a tracción, la cual es la falencia del
hormigón debido a su comportamiento anisotrópico.
22
2.2.1 Resistencia a la Tracción del Hormigón Endurecido.
El efecto desfavorable del hormigón ante esfuerzos a tracción, es un motivo
relevante, que dentro del diseño de hormigones no tiene la trascendencia necesaria,
pese a ello debería tomarse en cuenta la aplicación de soluciones ante dicha
vulnerabilidad del hormigón ante estos esfuerzos, contribuyendo de manera especial
en la aplicación estructural, obteniendo con dichos correctivos diseños óptimos y
económicos al utilizar el material de manera efectiva.
Dentro de los diversos usos del hormigón, sobretodo en su función de hormigón
armado, es casi imposible concebir una estructura en la cual el total de sus elementos
trabajen a compresión, aunque es lo que se quisiera en teoría para explotar solamente
el fuerte del hormigón (que es su resistencia a la compresión), pero en realidad no es
así. Un ejemplo típico se da en losas y vigas ya que trabajan a flexión.
El pavimento rígido comúnmente conocido y actualmente utilizado, cuenta con una
serie de losas de hormigón que forman la capa de rodadura de los vehículos, estando
expuesta directamente a cargas de impacto generadas por dichos automotores,
produciéndose así otro caso de flexión. Lo mismo sucede en las paredes de un tanque
de reserva. Es decir en varios campos de la ingeniería es posible encontrar elementos
constituidos por hormigón expuestos a esfuerzos que resisten a la compresión y
esfuerzos que resisten a la tracción, la misma que es la debilidad del material,
llamada así debido a su pobre desempeño ante solicitaciones estructurales.
No existe en el país una norma que determine de manera precisa ensayos que
representen de fielmente la resistencia del hormigón a la “tracción directa” (ft). El
módulo de rotura aplicado en vigas de hormigón nos da una medida indirecta del
esfuerzo a tracción, el procedimiento de aplicación de este ensayo se basa en la
norma NTE INEN 2554.
El ensayo brasileño es otro procedimiento que es posible aplicarlo, aunque en el país
no ha sido normado aún. Pese a que nos arroja resultados muy aproximados a la
realidad en cuanto a la tracción del hormigón ft, también se denomina un ensayo de
tracción indirecta debido a su peculiaridad al probar la capacidad mecánica de la
23
probeta. El ensayo se basa en la compresión de la probeta aplicando carga paralela a
su diámetro, se utiliza para el efecto cilindros estándar NTE INEN 1763. Es decir los
especímenes válidos para el ensayo descrito son los mismos que se utilizan en el
ensayo de compresión, con la variante de que el cilindro se ensayará recostado y con
una placa sobre la probeta que cuenta con guías de madera para que se distribuya de
mejor manera los esfuerzos como efecto de la carga aplicada.
2.2.2 Resistencia a la Compresión del Hormigón Endurecido.
La resistencia del hormigón a esfuerzos de compresión es en sí la cualidad que lo
hace el material de mayor uso en el ámbito constructivo, ya que un hormigón con
una considerable resistencia a la compresión produce resultados magníficos y su
aplicación resulta conveniente desde el punto de vista del desempeño. Es además,
casi en general la manera de juzgar la calidad del hormigón obtenido, debido a que
para obtener como producto hormigones con mayor resistencia a la compresión es
necesario implementar un riguroso control durante la fabricación de la mezcla y la
determinación de las cantidades de materias primas.
En el diseño de mezclas la resistencia a la compresión se expresa como f´c, cabe
mencionar que esta se cuantifica una vez que el hormigón haya llegado al cien por
ciento de su resistencia a compresión, y esto lo logra teóricamente a los 28 días desde
el inicio de su fraguado. Al diseñar una mezcla no se lo hace con el valor de f´c, sino
que se toma el f´cr que es la resistencia a la compresión requerida, esta será en
general mayor que el valor de f´c, es decir, diseñamos a partir del f´cr tomando este
valor como un factor de seguridad, debido a que a partir de este se selecciona la
relación agua/cemento que estará usándose en la mezcla que a mayor f´cr menor
relación a/c.
La resistencia a la compresión se la determina a través de ensayos representativos a
probetas cilíndricas estándar conformadas, de acuerdo a NTE INEN 1573, el valor de
la carga aplicada se lo deberá dividir para el área de aplicación que comúnmente es la
superficie circular que la soporta, por ello es necesario que al momento de ensayar se
lo realice de manera que la superficie de aplicación de carga y la superior e inferior
24
del cilindro coincidan perfectamente sin dar lugar a una mala distribución de
esfuerzos.
2.2.3 Correlaciones entre Resistencias Mecánicas
La resistencia a tracción del hormigón endurecido teóricamente está en el rango entre
el 8% y 12% (según Manual de la PCA, Capítulo I) con respecto de la resistencia a la
compresión del mismo, es lo que en síntesis en el desarrollo de la investigación se
demostrará mediante ensayos de laboratorio implementando el método brasileño. En
hormigón armado y en hormigón pre esforzado se asume comúnmente que es el 10%
de la compresión el esfuerzo a tracción que resiste el hormigón, para el diseño es
necesario obtener un dato exacto de la correlación entre tracción y compresión,
pudiendo optimizar los materiales si se lograse determinarla de manera directa.
Específicamente, el acero es el material que trabaja como el gran aliado del
hormigón, ya que se encarga de resistir los esfuerzo a tracción que el material
heterogéneo no es capaz de soportar, si se lograse establecer un porcentaje que se
acerque a ser preciso sería en gran dimensión útil para aplicarlo en diseño, de tal
forma que sea posible optimizar el porcentaje de refuerzo que comúnmente se
coloca, u optar por la creación de estrategias válidas para la obtención de bases
críticas y aplicativas para el diseño de hormigón basado en la resistencia a esfuerzos
de tracción.
Adam Neville fue uno de los pioneros en el estudio del hormigón y los ensayos que
se realizan para determinar la resistencia mecánica del mismo. Su texto sustenta la
investigación de manera que describe que la aplicación es válida si se utiliza el
ensayo brasileño, habrá que tomar en cuenta que al aplicar el ensayo no se estará
obteniendo el dato de la tracción pura, y lo demuestra gráficamente, aduciendo que el
porcentaje con respecto del ensayo de compresión es mayor que si se lograra aplicar
tracción pura a la probeta de hormigón a ensayar.
Pese a ello, se correlacionará las resistencias a tracción y compresión a través del
ensayo imponiendo el criterio necesario para asumir la validez y utilidad de los datos
obtenidos experimentalmente.
25
CAPÍTULO III
3 HISTORIA DEL TEMA
El ensayo de tracción indirecta se basa en la aplicación de estudios que fueron
primicia en Brasil por Fernando Carneiro, por ello es que se lo conoce con el nombre
de “Ensayo Brasileño”. El mencionado Ingeniero logró idealizar el ensayo debido a
que era necesario determinar la resistencia del hormigón a la compresión diametral
(recostado), a medida de que en Brasil debido a una reorganización urbanística había
la urgencia de movilizar una iglesia que estaba ubicada en medio de lo que sería una
avenida dentro del lugar, comúnmente este tipo de movilización de estructuras se los
realizaba con cilindros de acero, con resultados aceptables, debido a que el acero es
un material isotrópico (es decir cuenta con comportamiento similar si se lo somete a
esfuerzos de tracción y compresión), y su capacidad en este tipo de trabajos era
conocida debido a que los encargados de llevar a cabo la ejecución habían ya tenido
este tipo de experiencias.
Debido a la escasez de la aleación metálica es que se vio la posibilidad de usar
cilindros de hormigón, pero la interrogante era ¿si el hormigón era capaz de resistir
de manera efectiva? Despejando así la duda al analizar Carneiro probetas cilíndricas
mediante ensayos diametrales con la variante de que se producían esfuerzos de
tracción a través de fisuras verticales que desligaban la conformación del hormigón,
por ello es que paradójicamente se nombró al ensayo de tracción a través de
compresión como “Tracción Indirecta”.
Al final no hubo un acuerdo concreto entre los ejecutores del trabajo y los
encargados de la organización urbanística. La iglesia terminó siendo demolida incuso
debido a su estado y a lo no posible aplicación del método con cilindros de
hormigón. Pese a ello las investigaciones por parte del Ingeniero Carneiro no
culminaron ahí, determinó las desviaciones que se obtenían y aplicó el ensayo a
cilindros estándar con resultados efectivos, posterior a ello normalizó su iniciativa en
su país de origen y se encargó de presentarlo formalmente para ser admitido por la
26
American Society for Testing Materials (ASTM), donde tuvo acogida y se lo
normalizó correspondientemente como ASTM C 496-11
3.1 Evolución del tema
La evolución del hormigón ha dado pasos gigantes en los últimos tiempos dentro del
ámbito nacional e internacional, pese a ello existen algunos detalles en cuanto a
ensayos y control de calidad que en el país pasan por alto. La investigación de temas
concernientes al campo ingenieril engrandece la industrialización de los materiales
dentro de la región y crea un patrón de comparación internacional que es
relativamente útil, contribuyendo en cuanto a una mejor aplicación de los mismos,
mejor desempeño y seguridad en su uso.
El hormigón a pesar de estar en proceso de desarrollo dentro de la nación necesita
aún estudios que profundicen lo que a lo largo del tiempo se ha analizado a través de
una estricta indagación, incluyendo temas que vayan más allá de lo ya
experimentado, no solo centrándose en replicar especificaciones internacionales sino
aplicando juicios certeros que independicen la manera de concebir todo lo
concerniente a estos temas de trascendencia.
Mediante estudios y aplicación de ensayo prácticos se ha logrado determinar las
cuantiosas diferencias en cuanto a la obtención del producto entre el ámbito local y el
internacional, debido principalmente a los factores atmosféricos que varían por la
ubicación geográfica, la falta de un proceso de industrialización implantado de
manera estricta que genera un inadecuado tratamiento en la producción de materias
primas, sobretodo de los agregados que conforman el hormigón. Estas diferencias
hace necesario el reformar las especificaciones nacionales de forma que se adecúen y
encajen de mejor manera a las condiciones existentes dentro del país, obteniéndose a
futuro con seguridad mejores resultados.
El ensayo brasileño de tracción indirecta no tiene una norma que especifique el
procedimiento a seguir para determinar los esfuerzos de tracción a los que es capaz
de resistir el hormigón, para aplicarlo hay que seguir la norma ASTM C 496-11, el
27
ensayo no es lo suficientemente difundido a pesar de ser importante y fundamental
en cuanto a su aplicación en temas ingenieriles.
3.1.1 Estudios Realizados
Según el Libro “Tecnología del Concreto – A. M. Neville, publicado por el Instituto
Mexicano del Cemento y el Concreto” la prueba brasileña de tensión es “Un método
indirecto de aplicar la tensión en forma de separación longitudinal”, explica también
que “Si se aplica la carga a lo largo de la generatriz, un elemento del diámetro
vertical del cilindro queda sometido a un esfuerzo horizontal de tensión”, de donde
se desprende la ecuación que se muestra en la tabla adjunta a continuación, en donde
para mejor entendimiento de la deducción se añade un esquema de la forma del
ensayo:
Tabla 3-1: Ecuación definida por efecto de la Tracción Indirecta.
Ecuación
Tracción Indirecta
2P
π l d
P: Carga Aplicada
l : Altura del Cilindro
(apoyado sobre su base)
d: Diámetro del Cilindro
Fuente: Tecnología del Concreto A. M. Neville
Realización: Autores
Como es obvio una de las razones por las cuales el ensayo no puede ser definido
como de tracción pura, es la inminente forma de someter a la probeta para que arroje
28
el resultado, es decir se desliga de la compresión diametral, de esta forma es que el
autor define que en primera instancia la probeta produce una cuña que trata de crear
el esfuerzo réplica de compresión en el interior del cilindro, esto a “Inmediaciones de
las Cargas”, generando una fractura o falla a lo largo del diámetro del cilindro (en el
sentido de las cargas), donde en sentido perpendicular se producen esfuerzos que
tratan de desligar las fibras internas del elemento obteniendo así el efecto de la
tracción.
Para tratar de evitar el gran efecto de la compresión en los resultados del ensayo
brasileño se emplea tiras de madera a lo largo de la longitud del cilindro o altura (si
está apoyado sobre su base), de tal forma que actúen induciendo la carga a que se
concentre frontalmente entre dos puntos opuestos del cilindro estando separados
estos por el diámetro del mismo. En la fotografía adjunta a la tabla se puede observar
este condicionante que contribuye a obtener un resultado más cercano al de la
tracción indirecta del hormigón.
Tabla 3-2: Diagrama de Influencia de los Esfuerzos de Compresión en el Ensayo Brasileño.
Eje X : Esfuerzo * (π l d / 2 P)
Eje Y : Distancia desde la Parte Superior de la Probeta
Fuente: Tecnología del Concreto A. M. Neville
29
Realización: Autores.
No es posible producir que en el ensayo no haga efecto la influencia de la
compresión en el punto inmediato a la carga, a pesar de este efecto desfavorable para
el resultado del ensayo el autor del texto anteriormente mencionado diagrama el
efecto que produce este esfuerzo de compresión, expresándolo de la siguiente
manera:
Donde divide al diámetro en doce puntos, y define que el efecto de la compresión
influye a una distancia de 1/12 de la longitud del diámetro del cilindro de prueba
como se puede observar en la figura anexada. Siendo este parámetro influyente en
los resultados que se obtengan al aplicar el ensayo, así como también habrá que
tomarlo en cuenta para el desarrollo de la investigación y sobre todo comprobar las
variantes que puedan darse al respecto.
3.2 Importancia de la Investigación
El hecho de que no exista una norma definida del ensayo que se va a utilizar en la
investigación le da al proyecto la debida importancia, como para que sea
trascendental un estudio minucioso de su procedimiento y aplicación. De acuerdo a
ello se podrá pensar en la posibilidad de patentar la iniciativa de determinar una
ecuación a partir de un diagrama con cuatro variantes en cuanto a resistencias. En
base a lo expresado y previo a un extenso control de datos que documenten la
aplicabilidad del proyecto se optará por su posterior interpretación y uso como guía
para futuras experimentaciones.
Se incluye a esto que aún es clara la incertidumbre acerca de los porcentajes exactos
que se manejan en el diseño de hormigón armado en cuanto a la exactitud de la
tracción con respecto de la compresión. Un valor confiable determinado a través de
ensayos de laboratorio nos dará la seguridad de afirmar lo que en los textos
encargados del estudio del hormigón nos detalla (8% al 12%), particularizando que
depende también de las materias primas con las que se trabaje, lo cual es factor
determinante para la variación entre estos porcentajes que se los puede determinar a
través del ensayo de cilindros de prueba.
30
Mediante los resultados que nos arrojen los ensayos, aplicándolos con estrictos
controles propios de la investigación, se logrará obtener una curva representativa que
correlacionará los esfuerzos a tracción y los esfuerzos a compresión mediante la
elaboración de cuatro diferentes diseños de mezclas. Se ha determinado conveniente
trabajar con cuatro resistencias debido a que en los estudios ya realizados se denota
la influencia del aumento de la resistencia en los resultados, produciéndose un menor
porcentaje de los esfuerzos de tracción con respecto de los de compresión en
resistencias altas a la compresión, debido a que el hormigón a medida que tiene
mayor resistencia mecánica a la compresión gana en fragilidad, algo que podemos
comprobarlo en su forma explosiva de fallar (en ensayos de probetas) mientras
mayor es su resistencia. A continuación se muestra los tipos de falla que
posiblemente se obtendrán al comprimir las probetas:
Tabla 3-3: Tipos de Falla en Cilindros de Hormigón
Tipos de Falla
Tipo I Tipo II Tipo III Tipo IV
Conos en Ambos Extremos Conos en Bien Formado Fisura vertical Columnar Fractura Diagonal
razonablemente bien en uno de los extremos a través de ambos extremos evidentemente
formados, fisuras a través fisuras verticales que conos no muy definidos producida por corte
de la cabecera recorren a través de la
Cabecera
Fuente: Notas Técnicas INECYC – Control de Calidad del Hormigón Parte I
Realización: Autores
A través de las resistencias a la compresión diseñadas para 14MPa, 21MPa, 28MPa,
35MPa, es que se obtendrá cuatro puntos en el diagrama comparativo, dichos puntos
serán útiles para obtener una curva representativa de la cual se desplegará una
ecuación característica para cada agregado con el que se trabajará, de tal forma que
31
se dará la posibilidad de representar fielmente los porcentajes equivalente a la
tracción del hormigón con respecto de la compresión. Por ello es sumamente
importante y necesario el obtener la resistencia para la cual se realizará el diseño, y
guardar la diferencia entre los rangos establecidos (7MPa entre cada resistencia).
Al ejecutar los ensayos y las respectivas comparaciones con agregados que difieren
en cuanto a sus características mecánicas, principalmente su resistencia (como se
había ya aclarado en el primer capítulo del documento), analíticamente se busca
determinar la influencia que tiene la utilización de materiales pétreos con
características distintas puntualizando y aclarando las causas que las generan desde el
punto de vista experimental y técnico.
El éxito de la investigación estará fundamentado en la correcta realización de los
ensayos de laboratorio que se aplicarán, desde la correcta determinación de las
propiedades de los materiales, el diseño y fabricación de cada una de las mezclas, un
correcto curado de probetas y continuo control del proceso de fraguado, hasta los
ensayos para medir las respectivas resistencias mecánicas. Siendo fundamental cada
proceso que se aplique para dar continuidad al proyecto y así llegar al objetivo
planteado.
3.3 Investigaciones Realizadas Sobre el Tema Propuesto Dentro del País
Para el estudio del hormigón, y su industrialización ha sido necesario imponer como
base normas y especificaciones basadas en las ya elaboradas internacionalmente,
Norteamérica se ha encargado de realizar detallados estudios en cuanto al tema,
dentro del país el Instituto Ecuatoriano del Cemento y el Concreto “INECYC”, se
encarga de controlar los procesos y logística en cuanto a cemento y hormigón, su
correcta aplicación por parte de las entidades productoras a nivel nacional, y sobre
todo la difusión de información relevante y de gran interés para quienes estudian
estos materiales de construcción tan utilizados e importantes en la profesión.
La abstracción y acertada idea de llevar a cabo este proceso de indagación se dio
debido a una interesante publicación del citado Instituto, en la cual se hace referencia
32
de la utilización del ensayo brasileño para determinar la correlación entre resistencias
mecánicas entre los esfuerzos a tracción y compresión del hormigón simple. El autor
de la nota técnica “Ing. José Camposano”, aclara textualmente que: - Es
recomendable utilizar las ecuaciones definidas por “Adam Neville” para determinar
el porcentaje de la compresión que es correspondiente a la tracción del hormigón -.
Aunque para altas resistencias calcula los valores de la tracción con una ecuación
diferente, definida por “Burg y Ost” debido a que el autor asume que en dichos casos
la resistencia a la tracción del hormigón presenta un diferente comportamiento, el
mismo que durante el desarrollo de la investigación será descifrado de acuerdo a los
resultados que puedan obtenerse.
Tabla 3-4: Ecuaciones Notas Técnicas del INECYC y Manual de la PCA.
Ecuaciones que Constan en Nota Técnica
INECYC
Ecuaciones Propuesta en Manual
PCA
Adam M. Neville Burg y Ost (1992) 0,4*f´c0.5
ft = 0.3*f´c2/3 ft = 0.61*fc0.5 0,7*f´c0.5
Fuente: Notas Técnicas INECYC – Control de Calidad del Hormigón Parte I / Manual de la PCA
Tanto las ecuaciones propuestas por el Manual de la PCA y las Notas Técnicas del
INECYC varían en cuanto a su concepción, ya que a través de experimentaciones se
ha tratado de acoplar los resultados obtenidos a la más cercana de las publicadas en
la tabla expuesta, de esta manera es que se publica en la Nota Técnica mencionada
una tabla adicional que hace la comparación entre la resistencia a la compresión del
hormigón y la resistencia a la tracción, aplicando las ecuaciones descritas en la tabla
3.1, pero cabe mencionar que define el uso de las ecuaciones aplicando para
resistencias mayores a los 80MPa la descrita por “Burg y Ost (1992)”, en resistencias
menores a la mencionada utiliza normalmente la descrita por “Adam M. Neville”, de
esta manera no mantiene el porcentaje teórico de relación entre resistencias, con la
justificación de que a medida que incrementa la resistencia a la compresión el
porcentaje de tracción con respecto a esta va disminuyendo progresivamente, debido
a que el hormigón gana en fragilidad mientras es más resistente.
33
Tabla 3-5: Correlación entre Resistencias a Tracción y Compresión.
Correlación de Resistencias
f’c ft Ecuación
10 1,39
Adam N. Neville
20 2,21
30 2,89
25 3,20
40 3,50
50 4,06
60 4,59
70 5,08
80 5,55
90 5,79
Burg y Ost (1992) 100 6,10
120 6,68
Fuente: Notas Técnicas INECYC – Control de Calidad del Hormigón Parte I
El autor aclara textualmente que “Los Valores consignados en la tabla establecen
correlaciones suficientemente aproximadas como para definir el régimen de
variación de resistencias del hormigón sometidos a esfuerzos de compresión y de
tracción por compresión diametral.
Sin embargo para efectos de control de calidad por resistencia, es indispensable
comprobar en el laboratorio”. Siendo esta premisa de gran ayuda para el desarrollo
de la investigación, ya que nos orienta en gran manera en cuanto a la noción del
trabajo a realizarse.
No está por demás aclarar que no fue posible obtener información certera de los
agregados que se utilizaron para desarrollar la tabla 3.2, tampoco el cemento,
paradójicamente esto está enriqueciendo así aún más el desarrollo del presente
proyecto una vez que se lo culmine y utilice como fuente de información.
34
Este es la única fuente de investigación local que se ha encontrado sobre el tema, por
ello es que en el capítulo anterior se citó que a partir de ello conlleva un gran grado
de importancia el desarrollo del presente estudio su correcto análisis y comprobación
de resultados.
3.4 Objetivos de la Investigación
3.4.1 Objetivos Generales
1. Determinar experimentalmente la correlación que existe entre el esfuerzo de
tracción y el esfuerzo de compresión del hormigón simple, utilizando como
base el ensayo brasilero en el caso de la tracción de cilindros para probetas
cilíndricas estándar.
2. Realizar una curva representativa de la influencia de la resistencia en los
esfuerzos de tracción del hormigón a través de la realización de 4 distintos
diseños de mezclas utilizando materiales de uso común en el DMQ.
3.4.2 Objetivos Específicos
1. Establecer por generalidad los materiales a usarse en la investigación con
respecto de la demanda o difusión mayoritaria que tengan los mismos dentro
del DMQ, utilizando como mínimo dos tipos de agregados diferentes de
manera que se pueda comparar cualitativamente los resultados obtenidos.
2. Realizar ensayos de laboratorio previos necesarios para la comprobación de la
idoneidad de las materias primas que se utilizarán durante el desarrollo de la
investigación.
3. Diseñar cuatro mezclas de hormigón de 14MPa, 21MPa, 28MPa, 35MPa de
modo que se tenga suficientes puntos en el diagrama, representando así una
curva de la cual se despliegue una ecuación específica por cada material.
35
4. Demostrar la variación producida en el proceso de fraguado del hormigón,
obteniendo la curva Resistencia vs Edad mediante ensayos de prueba a los 7,
14 y 28 días de fabricada la mezcla.
5. Obtener la correlación entre el esfuerzo a tracción y el esfuerzo a compresión
del hormigón simple a través de los datos obtenidos en el laboratorio,
comparando dichos valores con los teóricos estipulados en los textos que
estudian el hormigón y su comportamiento.
36
CAPÍTULO IV
4 PROPIEDADES DE LOS MATERIALES
Como parte fundamental del diseño de la mezcla de hormigón está la determinación
de las características de los materiales que se utilizarán. Existen algunos
procedimientos normados para establecerlas, lo importante antes de proceder a la
fabricación del concreto es saber con qué contamos y si será posible llegar al
producto final deseado que es un hormigón endurecido con características aceptables
en cuanto a resistencia mecánica y durabilidad.
Las propiedades de los materiales reflejan su idoneidad para formar parte del
hormigón, empezando desde su aporte en el estado fresco de la mezcla para obtener
el concreto hasta una vez endurecido. Lo que se busca en las materias primas es que
entre ellas puedan aglutinarse con un alto grado de compatibilidad, hablando en
sentido figurado se puede decir que entre agua, cemento, arena y ripio sepan trabajar
como equipo, para formar un solo conjunto bien constituido. Es así que el agregado
grueso, agregado fino, agua y cemento cuentan con funciones obvias dentro del
hormigón y al mismo tiempo específico, como por ejemplo:
- El agregado grueso estará encargado de propinar al hormigón su resistencia
mecánica característica, es decir, la resistencia del hormigón bien constituido
es un reflejo de la resistencia del agregado grueso.
- El agregado fino será el idóneo para ocupar los espacios vacíos que al
agregado grueso no le sea posible cubrir, por ende se encargará además de
brindarle trabajabilidad a la mezcla en estado fresco.
- El cemento conjuntamente con el agua conformarán la pasta necesaria para
recubrir por completo cada partícula de agregado dentro de la mezcla, es
decir tiene la función de ligar correctamente el conjunto conformado, a más
de ello contribuye con la resistencia mecánica del concreto.
37
Con esta descripción se aclara la premisa expuesta de que no es posible concebir un
buen hormigón si los materiales que se utilizan no son correctamente compatibles, ya
que deben cumplir estrictamente cada uno de estos su función y papel, que en gran
porcentaje dependerá de las propiedades características de cada uno de ellos.
Foto 5: Distribución Granulométrica de Agregados y Cemento
Fuente: Imagen extraída del Manual de la PCA, CAPÍTULO V, página 106.
4.1 Selección de los Materiales a Utilizar para el Desarrollo del Tema
La selección de los materiales principalmente está en función de sus características y
disponibilidad dentro del Distrito Metropolitano de Quito. Éstos y algunos otros
aspectos tomados en cuenta para usar los materiales y desarrollar el proyecto se
detallan a continuación:
4.1.1 Selección de los Agregados
Para el inicio de la investigación fue necesario primeramente tener claro los objetivos
de la misma, dentro de estos se plantea el usar determinados materiales, en el caso de
los agregados:
38
- Fino y Grueso: Provenientes de Mina Holcim, Pifo.
- Fino y Grueso: Provenientes de Mina Tanlagua, San Antonio de Pichincha.
Esto debido a que se requiere tener un rango de comparación entre estos agregados
que como se pudo detallar en los aspectos geológicos y como se podrá observar a
continuación en los ensayos de laboratorio realizados para definir su idoneidad,
tienen grandes diferencias en cuanto a resistencia, de acuerdo a esto no se podrá
admitir dentro del diseño utilizar las mismas dosificaciones y su comportamiento
mecánico será variable a pesar de contar con resistencias equivalentes, dando espacio
a un análisis detallado que conlleve a experimentar de manera específica los
resultados obtenidos.
A más de ello son los materiales más utilizados dentro de la localidad, lo que
también está detallado en el capítulo I, donde se aclara la producción mensual de la
cual se puede partir para tener una referencia de su producción anual dentro del
Distrito Metropolitano de Quito, inclusive, la mayoría de estructuras que forman
parte de la urbanización están construidas con estos dos tipos de agregados. De
acuerdo a ello se seleccionó estos dos tipos de agregados para llevar a cabo la
investigación con la convicción de que se obtendrán resultados novedosos e
interesantes.
4.1.2 Selección del Cemento
En cuanto al cemento:
- Cemento: Marca Holcim tipo GU
Es un cemento que presenta regularidad en su función, es decir, al momento de
trabajar con esta marca se garantizará una desviación dentro del rango admisible de
variación, hablando de probetas de hormigón conformadas. A más de ello es uno de
los cementos con mayor índice de producción dentro del país que cuenta gran
renombre adjudicado por su trayectoria y aplicación de procesos industriales basados
en los estándares de calidad exigidos.
39
El cemento Holcim GU, es un material que cumple con la NTE INEN 2380 está
dentro del grupo de los cementos clasificados por desempeño, “GU” son siglas en
inglés que significan “General Use”, es decir de uso general, esto quiere decir que
está de acuerdo a las necesidades de todo tipo de obra, por ello esta marca y tipo es el
producto más difundido de la empresa razón por la cual se lo seleccionó como parte
de la investigación, de acuerdo a sus características se podrá estar seguro de que lo
único que hará que difieran los resultados sea los agregados más no el cemento, que
será el elemento que va a trabajar equitativamente sea cual sea el agregado que se
utilice. A continuación se muestra la siguiente tabla para ver la clasificación de los
cementos:
Tabla 4-1: Clasificación de los Tipos de Cemento Existentes
TIPO DESCRIPCIÓN NORMA
INEN ASTM
PU
RO
S
I Uso común 152 C 150
II Moderada resistencia a los sulfatos, bajo calor de hidratación 152 C 150
III Alta resistencia inicial 152 C 150
IV Bajo calor de Hidratación 152 C 150
V Alta resistencia a la acción de los sulfatos 152 C 150
Los tipos IA, IIA, IIA incluyen incorporador de aire
CO
MP
UE
ST
OS
IS Portland con escoria altos hornos 490 C 595
IP Portland puzolánico 490 C 595
P Portland puzolánico (Cuando no se requiere altas resistencias inic.) 490 C 595
I(PM) Portland puzolánico Modificado 490 C 595
I(SM) Portland con escoria altos hornos modificado 490 C 595
S Cemento de Escoria 490 C 595
PO
R D
ES
EM
PE
ÑO
GU USO EN CONSTRUCCIÓN EN GENERAL 2380 C 1157
HE Elevada resistencia Inicial 2380 C 1157
MS Moderada resistencia a los sulfatos 2380 C 1157
HS Alta resistencia a los sulfatos 2380 C 1157
MH Moderado calor de Hidratación 2380 C 1157
LH Bajo calor de Hidratación 2380 C 1157
Si adicionalmente tiene "R", tiene baja reactividad con áridos alcali – reactivos
Fuente: El Manual de Pepe Hormigón – INECYC 2007
40
Se detalla una imagen del cemento Holcim tipo GU, donde es evidente visualizar en
la parte inferior del empaque la NTE INEN con la cual cumple el producto, según lo
detallado en la tabla 4.1:
Foto 6: Cemento Holcim tipo GU
Fuente: Autores - Laboratorio de Ensayo de Materiales / Bodega de Almacenamiento de Materiales y
Herramientas.
4.2 Estudio de las Propiedades Físicas y Mecánicas de los Agregados
Seleccionados
A continuación se detallarán las variantes en cuanto a las características de cada
agregado utilizado en la investigación, basados en el detalle de las propiedades de los
mismos determinadas a través de ensayos, siguiendo las normas nombradas en cada
caso al expresar los valores obtenidos a través de la experimentación. Las principales
propiedades que deben cumplir los agregados son las siguientes:
Granulometría.
Forma y redondez de la partícula.
Propiedades superficiales.
41
Impurezas.
Abrasión.
Ensayo de peso específico, capacidad de absorción y contenido de humedad.
4.2.1 Ensayo de abrasión de los Ángeles (NTE INEN 860).
El ensayo de abrasión de los ángeles es aplicable al agregado grueso. Es útil para
determinar el coeficiente de uniformidad y el porcentaje de desgaste característico
del material pétreo mencionado. Consiste en obtener una muestra graduada del árido
a ensayar, de acuerdo a graduaciones definidas que serán útiles para el desarrollo del
estudio, de acuerdo a esta graduación se coloca un determinado número de esferas de
acero que serán en número las necesarias para que el material experimente el proceso
abrasivo que trata de pulverizar la masa de agregado colocada creando un efecto de
desgaste. La tabla mencionada se muestra a continuación para una mejor
comprensión del ensayo.
Tabla 4-2: Graduaciones del Ensayo de Abrasión
TAMAÑO DE LA MALLA Pesos de los Tamaños Indicados (Aberturas Cuadradas) Pulgadas
(mm) Graduación
Pasa: Se retiene en: A B C D
1,5 (37,5) 1 (25,4) 1250±25
1 (25,4) 3/4 (19,0) 1250±25
3/4 (19,0) 1/2 (12,5) 1250±10 2500±10
1/2 (12,5) 3/8 (9,5) 1250±10 2500±10
3/8 (9,5) 1/4 (6,25) 2500±10
1/4 (6,25) No4 (4,75) 2500±10
No4 (4,75) No8 (2,36) 5000±10
Número de Esferas 12 11 8 6
TOTAL 5000±10 5000±10 5000±10 5000±10
Fuente: Laboratorio de Ensayo de Materiales 2014, Autores.
La graduación se escogerá con respecto de la finura del material, siendo utilizada
desde la graduación A cuando se cuente con agregados con un tamaño máximo de
1½ pulgadas, B cuando se cuente con agregados de tamaño máximo de ¾ de
42
pulgada, C cuando se cuente con agregados de tamaño máximo 3/8 de pulgada y por
último, D cuando se cuente con agregados de tamaño máximo de 4 pulgadas. Esta
descripción es útil para preparar la muestra, que una vez que esté lista de acuerdo a
las cantidades expresadas, se colocará en el interior del tambor de la máquina de los
ángeles, conjuntamente con el respectivo número de esferas metálicas que
interaccionarán conjuntamente con la masa de agregado, una vez listo el equipo se
procede a dar inicio a las revoluciones, en primera instancia son en total 100
revoluciones, posterior a ello se retira el material del tambor y se tamiza para
determinar el peso del material que pasa y retiene el tamiz número 12, con respecto
de esto se verifica la pérdida a las 100 revoluciones. Toda la masa se vuelve a
introducir dentro del tambor de la máquina de los Ángeles para proceder a ensayar
con 400 revoluciones más, de igual manera se retira el material y se procede a
tamizar para el mismo fin anterior. En total sumadas a las 100 revoluciones
realizadas son 500 revoluciones, que servirán para determinar el coeficiente de
uniformidad y el porcentaje de desgaste que denotará la calidad del material que está
siendo ensayado.
Foto 7: Máquina de abrasión Los Ángeles
Fuente: Estudio tecnológico de los agregados 2011.
43
001
Abrasión de los Ángeles
1.- Graduación Escogida
2.- Tamices Utilizados
3.- Número de Esferas
a.- Masa Inicial de Agregado g
b.- Retenido en el Tamiz N°12 después de 100 Revoluciones g
c.- Pérdida después de 100 Revoluciones en gramos g
d.- Pérdida después de 100 Revoluciones en porcentaje
e.- Retenido en el Tamiz N°12 después de 500 Revoluciones
f.- Pérdida después de 500 Revoluciones en gramos
g.- Pérdida después de 500 Revoluciones en porcentaje
%
Relizado por:
Bermúdez Andrade Darío Javier
Cadena Perugachi Hugo Alexander
5,32
23,16
Día/Hora:
24 de Abril del 2014
Jueves 14h00
23,16
3842,00
DETERMINACIÓN DEL PORCENTAJE DE DESGASTE: Abrasión de los Ángeles
Agregado:
1158,00
5000,00
B
8
0,23
Fecha de Ensayo:
3/4", 1/2", 3/8"
266,00
4734,00
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d o
Laboratorio de Ensayo de Materiales
N° Ensayo:
Norma: NTE Inen 860
RIPIO - Mina de Pifo
Coeficiente de Uniformidad
Porcentaje de Desgaste
44
002
Abrasión de los Ángeles
1.- Graduación Escogida
2.- Tamices Utilizados
3.- Número de Esferas
a.- Masa Inicial de Agregado g
b.- Retenido en el Tamiz N°12 después de 100 Revoluciones g
c.- Pérdida después de 100 Revoluciones en gramos g
d.- Pérdida después de 100 Revoluciones en porcentaje
e.- Retenido en el Tamiz N°12 después de 500 Revoluciones
f.- Pérdida después de 500 Revoluciones en gramos
g.- Pérdida después de 500 Revoluciones en porcentaje
%
Relizado por:
Bermúdez Andrade Darío Javier
Cadena Perugachi Hugo Alexander
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d o
Laboratorio de Ensayo de Materiales
DETERMINACIÓN DEL PORCENTAJE DE DESGASTE: Abrasión de los Ángeles
N° Ensayo: Fecha de Ensayo: 24 de Abril del 2014
Norma: NTE Inen 860 Día/Hora: Jueves 14h00
Agregado: RIPIO - Mina de Pifo
B
3/4", 1/2", 3/8"
8
5000,00
4755,00
245,00
4,90
3871,00
1129,00
22,58
Coeficiente de Uniformidad 0,22
Porcentaje de Desgaste 22,58
45
003
RIPIO - Mina de San Antonio
Abrasión de los Ángeles
1.- Graduación Escogida
2.- Tamices Utilizados
3.- Número de Esferas
a.- Masa Inicial de Agregado g
b.- Retenido en el Tamiz N°12 después de 100 Revoluciones g
c.- Pérdida después de 100 Revoluciones en gramos g
d.- Pérdida después de 100 Revoluciones en porcentaje
e.- Retenido en el Tamiz N°12 después de 500 Revoluciones
f.- Pérdida después de 500 Revoluciones en gramos
g.- Pérdida después de 500 Revoluciones en porcentaje
%
Relizado por:
Bermúdez Andrade Darío Javier
Cadena Perugachi Hugo Alexander
Coeficiente de Uniformidad 0,27
Porcentaje de Desgaste 46,06
4379,90
620,10
12,40
2697,10
2302,90
46,06
Agregado:
C
1/4", N° 4
8
5000,00
N° Ensayo: Fecha de Ensayo: 25 de Abril del 2014
Norma: NTE Inen 860 Día/Hora: Viernes 10h30
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d o
Laboratorio de Ensayo de Materiales
DETERMINACIÓN DEL PORCENTAJE DE DESGASTE: Abrasión de los Ángeles
46
004
RIPIO - Mina de San Antonio
Abrasión de los Ángeles
1.- Graduación Escogida
2.- Tamices Utilizados
3.- Número de Esferas
a.- Masa Inicial de Agregado g
b.- Retenido en el Tamiz N°12 después de 100 Revoluciones g
c.- Pérdida después de 100 Revoluciones en gramos g
d.- Pérdida después de 100 Revoluciones en porcentaje
e.- Retenido en el Tamiz N°12 después de 500 Revoluciones
f.- Pérdida después de 500 Revoluciones en gramos
g.- Pérdida después de 500 Revoluciones en porcentaje
%
Relizado por:
Bermúdez Andrade Darío Javier
Cadena Perugachi Hugo Alexander
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d o
Laboratorio de Ensayo de Materiales
DETERMINACIÓN DEL PORCENTAJE DE DESGASTE: Abrasión de los Ángeles
N° Ensayo: Fecha de Ensayo: 25 de Abril del 2014
Norma: NTE Inen 860 Día/Hora: Viernes 10h30
Agregado:
C
1/4", N° 4
8
5000,00
4369,00
631,00
12,62
2881,00
2119,00
42,38
Coeficiente de Uniformidad 0,30
Porcentaje de Desgaste 42,38
47
4.2.2 Ensayo de determinación de impurezas existentes en el agregado
fino (NTE INEN 855).
En los agregados finos naturales a veces se presentan impurezas orgánicas, las cuales
menoscaban la hidratación del cemento y el desarrollo consecuente de la resistencia
del concreto.5
La detección del alto contenido orgánico en la arena se lleva a cabo con facilidad por
medio de la prueba colorimétrica con hidróxido de sodio. Algunas impurezas en la
arena pueden dar indicación de un elevado contenido orgánico pero, en realidad, no
siempre puede ser dañino.
En resumen la prueba consiste en colocar al interior de unos botes de vidrio claros y
transparentes un determinado volumen de arena, añadiendo a continuación una
solución de hidróxido de sodio al 3% en un volumen ligeramente mayor que el de la
arena. Se tapa el bote se agita vigorosamente de forma tal que la solución se mezcle
completamente con todas las partículas de arena y se deja reposar. Al cabo de 24
horas se observa la intensidad de coloración de la solución que está por encima de la
arena. La comparación de colores se la realiza en la escala de Gardner.
Foto 8: Colorímetro o escala de Gardner.
Fuente: Norma ASTM C40.
5http://www.uca.edu.sv/mecanica-estructural/materias/materialesCostruccion
48
001
Colorimetría del agregado fino
a.- Procedencia del material
b.- Color determinado a las 24 horas
c.- Observaciones
002
Colorimetría del agregado fino
a.- Procedencia del material
b.- Color determinado a las 24 horas
c.- Observaciones
Relizado por:
Bermúdez Andrade Darío Javier
Cadena Perugachi Hugo Alexander
PIFO
Figura 3
Material con
presencia de
materia
orgánica
PIFO
Material con
presencia de
materia
orgánica
Agregado:
Norma: NTE Inen 855 Día/Hora: Lunes 11h00
Laboratorio de Ensayo de Materiales
DETERMINACIÓN DE IMPUREZAS EXISTENTES EN EL AGREGADO FINO: Colorimetría.
ARENA - Mina de Pifo
Agregado: ARENA - Mina de Pifo
Figura 3
N° Ensayo: Fecha de Ensayo: 28 de Abril del 2014
N° Ensayo: Fecha de Ensayo: 28 de Abril del 2014
Norma: NTE Inen 855 Día/Hora: Lunes 11h00
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería CivilT e s i s d e G r a d o
49
003
ARENA - Mina de San Antonio
Colorimetría del agregado fino
a.- Procedencia del material
b.- Color determinado a las 24 horas
c.- Observaciones
004
ARENA - Mina de San Antonio
Colorimetría del agregado fino
a.- Procedencia del material
b.- Color determinado a las 24 horas
c.- Observaciones
Relizado por:
Bermúdez Andrade Darío Javier
Cadena Perugachi Hugo Alexander
Figura 1
Material sin
presencia de
materia
orgánica
Norma: NTE Inen 855 Día/Hora: Martes 12h00
Agregado:
SAN ANTONIO
Agregado:
SAN ANTONIO
Figura 1
Material sin
presencia de
materia
orgánica
N° Ensayo: Fecha de Ensayo: 29 de Abril del 2014
N° Ensayo: Fecha de Ensayo: 29 de Abril del 2014
Norma: NTE Inen 855 Día/Hora: Martes 12h00
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d o
Laboratorio de Ensayo de Materiales
DETERMINACIÓN DE IMPUREZAS EXISTENTES EN EL AGREGADO FINO: Colorimetría.
50
4.2.3 Ensayo de peso específico, capacidad de absorción y contenido
de humedad de agregados (NTE INEN 856 agregado fino, NTE
INEN 857 agregado grueso). 6
Peso específico:
El peso específico de una sustancia se define como su peso por unidad de volumen.
Se calcula dividiendo el peso de un cuerpo o porción de materia entre el volumen que
éste ocupa. En el Sistema Internacional de Unidades sus unidad son: newton
por metro cúbico(N/m³).La densidad relativa es una característica generalmente
utilizada para el cálculo del volumen ocupado por el agregado en varias mezclas
incluido concreto con cemento.
Capacidad de absorción:
Capacidad que tienen los agregados para llenar de agua los vacíos permeables de su
estructura interna, al ser sumergidos durante 24 horas en ésta, depende de la
porosidad. Esta particularidad de los agregados, que dependen de la porosidad, es de
suma importancia para realizar correcciones en las dosificaciones de mezclas de
concreto. Además esta influye en otras propiedades del agregado, como la adherencia
con el cemento, la estabilidad química, la resistencia a la abrasión y la resistencia del
concreto al congelamiento y deshielo. Es aconsejable, determinar el porcentaje de
absorción entre los 10 y 30 primeros minutos, ya que la absorción total en la práctica
nunca se cumple.
Contenido de humedad:
Es la cantidad de agua que contiene el agregado en un momento dado. Cuando dicha
cantidad se exprese como porcentaje de la muestra seca al horno, se denomina
contenido de humedad, pudiendo ser mayor o menor que el porcentaje de absorción.
6 http://www.academia.edu/4010256/ESTUDIO_TECNOLOGICO_DE_LOS_AGREGADOS
51
Los agregados generalmente se los encuentra húmedos, y varían con el estado del
tiempo, razón por la cual se debe determinar frecuentemente el contenido de
humedad, para luego corregir las proporciones de una mezcla.
001
NTE Inen 857
RIPIO - Mina de Pifo
Gravedad Específica
1.- Masa del Agregado en Estado SSS g
2.- Masa del Agregado Sumergido en Agua + Canastilla g
3.- Masa de la Canastilla g
4.- Masa del Agregado Sumergido en Agua g
5.- Volumen de Líquido Desalojado cm³
g/cm³
002
NTE Inen 856
ARENA - Mina de Pifo
Gravedad Específica
1.- Masa del Picnómetro Vacío g
2.- Masa del Picnómetro + Agregado SSS g
3.- Masa del Picnómetro + Agregado SSS + Agua h500ml g
4.- Masa del Picnómetro + Agua h500ml g
5.- Masa del Agregado SSS g
6.- Volumen de Líquido Desalojado cm³
g/cm³
Relizado por:
Bermúdez Andrade Darío JavierCadena Perugachi Hugo Alexander
Peso Específico del Agregado
Fecha de Ensayo: 30 de Abril del 2014
Día/Hora:
249
672
423
817
Agregado:
Norma:
N° Ensayo:
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d o
2,39
104
174
2,45Peso Específico del Agregado
Fecha de Ensayo: 30 de Abril del 2014
Día/Hora: Miércoles 13h00
N° Ensayo:
Norma:
Agregado:
408
592
1650
2242
1000
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Laboratorio de Ensayo de Materiales
PESO ESPECÍFICO DE LOS AGREGADOS: Gravedad Específica
Miércoles 13h00
52
003
NTE Inen 857
RIPIO - Mina de Pifo
Gravedad Específica
1.- Masa del Agregado en Estado SSS g
2.- Masa del Agregado Sumergido en Agua + Canastilla g
3.- Masa de la Canastilla g
4.- Masa del Agregado Sumergido en Agua g
5.- Volumen de Líquido Desalojado cm³
g/cm³
004
NTE Inen 856
ARENA - Mina de Pifo
Gravedad Específica
1.- Masa del Picnómetro Vacío g
2.- Masa del Picnómetro + Agregado SSS g
3.- Masa del Picnómetro + Agregado SSS + Agua h500ml g
4.- Masa del Picnómetro + Agua h500ml g
5.- Masa del Agregado SSS g
6.- Volumen de Líquido Desalojado cm³
g/cm³
Relizado por:
Bermúdez Andrade Darío JavierCadena Perugachi Hugo Alexander
672
249
105
Peso Específico del Agregado 2,37
Norma:
Agregado:
176
425
816
Día/Hora: Lunes 13h00
1650
545
384
2,42
N° Ensayo: Fecha de Ensayo: 05 de Mayo del 2014
Peso Específico del Agregado
Norma: Día/Hora: Lunes 13h00
Agregado:
929
2195
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d o
Laboratorio de Ensayo de Materiales
PESO ESPECÍFICO DE LOS AGREGADOS: Gravedad Específica
N° Ensayo: Fecha de Ensayo: 05 de Mayo del 2014
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
53
005
NTE Inen 857
RIPIO - Mina de Pifo
Capacidad de Absorción y Contenido de Humedad
1.- Peso del Agregado en Estado SSS g
2.- Peso del Agregado Seco Al Aire g
3.- Peso del Agregado Seco Al Horno CA g
4.- Peso del Agregado Seco Al Horno CH g
%
%
006
NTE Inen 856ARENA - Mina de Pifo
Capacidad de Absorción y Contenido de Humedad
1.- Peso del Agregado en Estado SSS g
2.- Peso del Agregado Seco Al Aire g
3.- Peso del Agregado Seco Al Horno CA g
4.- Peso del Agregado Seco Al Horno CH g
%
%
Relizado por:
Bermúdez Andrade Darío Javier
Cadena Perugachi Hugo Alexander
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
15 de Mayo del 2014N° Ensayo:
978
998
Agregado:
Fecha de Ensayo:
Día/Hora:
15 de Mayo del 2014N° Ensayo:
Norma:
Jueves 14h00Norma: Agregado:
Jueves 14h00
CAPACIDAD DE ABSORCIÓN Y CONTENIDO DE HUMEDAD DE LOS AGREGADOS
1000
474
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d o
Laboratorio de Ensayo de Materiales
0,60
500
500
5,49
497
1000
Capacidad de Absorción 2,25
Contenido de Humedad 0,20
Capacidad de Absorción
Contenido de Humedad
Día/Hora:
Fecha de Ensayo:
54
007
NTE Inen 857
RIPIO - Mina de Pifo
Capacidad de Absorción y Contenido de Humedad
1.- Peso del Agregado en Estado SSS g
2.- Peso del Agregado Seco Al Aire g
3.- Peso del Agregado Seco Al Horno CA g
4.- Peso del Agregado Seco Al Horno CH g
%
%
008
NTE Inen 856ARENA - Mina de Pifo
Capacidad de Absorción y Contenido de Humedad
1.- Peso del Agregado en Estado SSS g
2.- Peso del Agregado Seco Al Aire g
3.- Peso del Agregado Seco Al Horno CA g
4.- Peso del Agregado Seco Al Horno CH g
%
%
Relizado por:
Bermúdez Andrade Darío Javier
Cadena Perugachi Hugo Alexander
0,60
Agregado:
502
502
476
499
5,46
Agregado:
929
929
913,5
Contenido de Humedad
N° Ensayo: Fecha de Ensayo: 15 de Mayo del 2014
Norma: Día/Hora:
Laboratorio de Ensayo de Materiales
CAPACIDAD DE ABSORCIÓN Y CONTENIDO DE HUMEDAD DE LOS AGREGADOS
N° Ensayo: Fecha de Ensayo: 15 de Mayo del 2014
Norma: Día/Hora: Jueves 14h00
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d o
927
1,70
0,22
Capacidad de Absorción
Capacidad de Absorción
Contenido de Humedad
Jueves 14h00
55
009
NTE Inen 857
Gravedad Específica
1.- Masa del Agregado en Estado SSS g
2.- Masa del Agregado Sumergido en Agua + Canastilla g
3.- Masa de la Canastilla g
4.- Masa del Agregado Sumergido en Agua g
5.- Volumen de Líquido Desalojado cm³
g/cm³
010
NTE Inen 856
Gravedad Específica
1.- Masa del Picnómetro Vacío g
2.- Masa del Picnómetro + Agregado SSS g
3.- Masa del Picnómetro + Agregado SSS + Agua h500ml g
4.- Masa del Picnómetro + Agua h500ml g
5.- Masa del Agregado SSS g
6.- Volumen de Líquido Desalojado cm³
g/cm³
Relizado por:
Bermúdez Andrade Darío Javier
Cadena Perugachi Hugo Alexander
2,55
823
670
252
99
Peso Específico del Agregado
N° Ensayo:
Peso Específico del Agregado
Norma:
Agregado:
173
425
Norma: Día/Hora: Martes 13h00
Agregado:
1000
2314
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d o
Laboratorio de Ensayo de Materiales
PESO ESPECÍFICO DE LOS AGREGADOS: Gravedad Específica
N° Ensayo: Fecha de Ensayo: 06 de Mayo del 2014
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
RIPIO - Mina de San Antonio
Fecha de Ensayo: 06 de Mayo del 2014
Día/Hora: Martes 13h00
ARENA - Mina de San Antonio
1731
583
417
2,40
56
011
NTE Inen 857
Gravedad Específica
1.- Masa del Agregado en Estado SSS g
2.- Masa del Agregado Sumergido en Agua + Canastilla g
3.- Masa de la Canastilla g
4.- Masa del Agregado Sumergido en Agua g
5.- Volumen de Líquido Desalojado cm³
g/cm³
012
NTE Inen 856
Gravedad Específica
1.- Masa del Picnómetro Vacío g
2.- Masa del Picnómetro + Agregado SSS g
3.- Masa del Picnómetro + Agregado SSS + Agua h500ml g
4.- Masa del Picnómetro + Agua h500ml g
5.- Masa del Agregado SSS g
6.- Volumen de Líquido Desalojado cm³
g/cm³
Relizado por:
Bermúdez Andrade Darío Javier
Cadena Perugachi Hugo Alexander
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d o
Laboratorio de Ensayo de Materiales
PESO ESPECÍFICO DE LOS AGREGADOS: Gravedad Específica
N° Ensayo: Fecha de Ensayo: 07 de Mayo del 2014
Norma: Día/Hora: Miércoles 13h00
Agregado: RIPIO - Mina de San Antonio
1003
2317
1731
586
417
Peso Específico del Agregado 2,41
N° Ensayo: Fecha de Ensayo: 07 de Mayo del 2014
Norma: Día/Hora: Miércoles 13h00
Agregado: ARENA - Mina de San Antonio
173
423
823
672
250
99
Peso Específico del Agregado 2,53
57
013
NTE Inen 857
Capacidad de Absorción y Contenido de Humedad
1.- Peso del Agregado en Estado SSS g
2.- Peso del Agregado Seco Al Aire g
3.- Peso del Agregado Seco Al Horno CA g
4.- Peso del Agregado Seco Al Horno CH g
%
%
014
NTE Inen 856
Capacidad de Absorción y Contenido de Humedad
1.- Peso del Agregado en Estado SSS g
2.- Peso del Agregado Seco Al Aire g
3.- Peso del Agregado Seco Al Horno CA g
4.- Peso del Agregado Seco Al Horno CH g
%
%
Relizado por:
Bermúdez Andrade Darío Javier
Cadena Perugachi Hugo Alexander
3,26
12,36
Norma: Día/Hora: Viernes 9h00
Agregado:
507
500
Agregado:
N° Ensayo: Fecha de Ensayo: 16 de Mayo del 2014
Laboratorio de Ensayo de Materiales
CAPACIDAD DE ABSORCIÓN Y CONTENIDO DE HUMEDAD DE LOS AGREGADOS
N° Ensayo: Fecha de Ensayo: 16 de Mayo del 2014
Norma: Día/Hora: Viernes 9h00
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d o
1000
1045
999
Capacidad de Absorción
Capacidad de Absorción
Contenido de Humedad
3,97
0,10
1086,5
RIPIO - Mina de San Antonio
ARENA - Mina de San Antonio
Contenido de Humedad
491
445
58
015
NTE Inen 857
Capacidad de Absorción y Contenido de Humedad
1.- Peso del Agregado en Estado SSS g
2.- Peso del Agregado Seco Al Aire g
3.- Peso del Agregado Seco Al Horno CA g
4.- Peso del Agregado Seco Al Horno CH g
%
%
016
NTE Inen 856
Capacidad de Absorción y Contenido de Humedad
1.- Peso del Agregado en Estado SSS g
2.- Peso del Agregado Seco Al Aire g
3.- Peso del Agregado Seco Al Horno CA g
4.- Peso del Agregado Seco Al Horno CH g
%
%
Relizado por:
Bermúdez Andrade Darío Javier
Cadena Perugachi Hugo Alexander
Contenido de Humedad 12,61
500
500
485
444
Capacidad de Absorción 3,09
16 de Mayo del 2014
Norma: Día/Hora: Viernes 9h00
Agregado: ARENA - Mina de San Antonio
Capacidad de Absorción 3,95
Contenido de Humedad 0,10
N° Ensayo: Fecha de Ensayo:
Agregado: RIPIO - Mina de San Antonio
1000
1000
962
999
Laboratorio de Ensayo de Materiales
CAPACIDAD DE ABSORCIÓN Y CONTENIDO DE HUMEDAD DE LOS AGREGADOS
N° Ensayo: Fecha de Ensayo: 16 de Mayo del 2014
Norma: Día/Hora: Viernes 9h00
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d o
59
4.2.4 Ensayo de densidad aparente suelta y compactada de los
agregados (NTE INEN 858).7
Densidad aparente suelta:
Es aquella en el que se establece la relación peso/volumen del agregado dejándolo
caer libremente desde cierta altura el agregado aproximadamente 5 cm, en un
recipiente de volumen conocido y estable.
Este dato es importante porque permite convertir pesos en volúmenes y viceversa
cuando se trabaja con agregados.
Densidad compactada:
Este proceso es parecido al del peso unitario suelto, pero compactando el material
dentro del molde con la varilla punta de bala de 16 mm de diámetro, se deben
realizar 3 capas de material y a cada una de estas se le proporcionan 25 golpes.
Foto 9: Densidad compactada de los agregados
Fuente: Estudio tecnológico de los agregados 2011.
7 http://www.academia.edu/4010256/ESTUDIO_TECNOLOGICO_DE_LOS_AGREGADOS
60
001
NTE Inen 858
Densidad aparente suelta y compactada agregado grueso
1.- Masa del recipiente vacío g
2.- Volumen del recipiente cm³
g g
g g
g g
g g
g/cm³ g/cm³
002
NTE Inen 858
Densidad aparente suelta y compactada agregado fino
1.- Masa del recipiente vacío g
2.- Volumen del recipiente cm³
g g
g g
g g
g g
g/cm³ g/cm³
Relizado por:
Bermúdez Andrade Darío Javier
Cadena Perugachi Hugo Alexander
N° Ensayo: Fecha de Ensayo:
Compactado + Recipiente
1,33 1,43
Suelta
Masa del ripio
Promedio
Densidad aparente
26400
26000
26200
26200
Suelto + Recipiente
28000
27400
27800
27733
Agregado:
5323
15710
08 de Mayo del 2014
Norma: Día/Hora: Jueves 10h00
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d o
N° Ensayo:
Masa del ripio
6200 6400
6200
1981
2891
Suelto + Recipiente Compactado + Recipiente
Laboratorio de Ensayo de Materiales
DENSIDAD APARENTE SUELTA Y COMPACTADA DE LOS AGREGADOS
Compactada
6200
Suelta Compactada
6600
Promedio 6200 6467
Densidad aparente 1,46
6400
1,55
RIPIO - Mina de Pifo
Fecha de Ensayo: 08 de Mayo del 2014
Norma: Día/Hora: Jueves 10h00
Agregado: ARENA - Mina de Pifo
61
003
NTE Inen 858
Densidad aparente suelta y compactada agregado grueso
1.- Masa del recipiente vacío g
2.- Volumen del recipiente cm³
g g
g g
g g
g g
g/cm³ g/cm³
004
NTE Inen 858
Densidad aparente suelta y compactada agregado fino
1.- Masa del recipiente vacío g
2.- Volumen del recipiente cm³
g g
g g
g g
g g
g/cm³ g/cm³
Relizado por:
Bermúdez Andrade Darío Javier
Cadena Perugachi Hugo Alexander
N° Ensayo:
Norma:
Agregado: ARENA - Mina de Pifo
1983
6400 6733Promedio
Densidad aparente 1,51 1,62
2924
Suelto + Recipiente Compactado + Recipiente
6400 6800
6400 6600
Masa del ripio 6400 6800
Suelta Compactada
Fecha de Ensayo: 09 de Mayo del 2014
Día/Hora: Viernes 9h00
Promedio 25200 27400
Densidad aparente 1,25 1,39
15810
Suelto + Recipiente Compactado + Recipiente
Masa del ripio
25400 27600
25000 27200
25200 27400
Norma: Día/Hora: Viernes 9h00
Agregado: RIPIO - Mina de Pifo
5378
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d o
Laboratorio de Ensayo de Materiales
DENSIDAD APARENTE SUELTA Y COMPACTADA DE LOS AGREGADOS
N° Ensayo: Fecha de Ensayo: 09 de Mayo del 2014
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Suelta Compactada
62
005
NTE Inen 858
Densidad aparente suelta y compactada agregado grueso
1.- Masa del recipiente vacío g
2.- Volumen del recipiente cm³
g g
g g
g g
g g
g/cm³ g/cm³
006
NTE Inen 858
Densidad aparente suelta y compactada agregado fino
1.- Masa del recipiente vacío g
2.- Volumen del recipiente cm³
g g
g g
g g
g g
g/cm³ g/cm³
Relizado por:
Bermúdez Andrade Darío Javier
Cadena Perugachi Hugo Alexander
Suelta Compactada
6733Promedio
Densidad aparente 1,45 1,64
Suelta Compactada
N° Ensayo: 08 de Mayo del 2014
Norma: Día/Hora:
2928
6200 6800
Promedio 30867 32533
Densidad aparente 1,43 1,54
Masa del ripio
31000 32400
30800 32600
30800 32600
Agregado: RIPIO - Mina de San Antonio
8000
15944
Suelto + Recipiente Compactado + Recipiente
DENSIDAD APARENTE SUELTA Y COMPACTADA DE LOS AGREGADOS
N° Ensayo: Fecha de Ensayo: 08 de Mayo del 2014
Norma: Día/Hora: Jueves 10h00
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d o
Laboratorio de Ensayo de Materiales
Suelto + Recipiente Compactado + Recipiente
Masa del ripio 6200
Agregado: ARENA - Mina de San Antonio
1942
Jueves 10h00
6200 6800
6600
6200
Fecha de Ensayo:
63
007
NTE Inen 858
Densidad aparente suelta y compactada agregado grueso
1.- Masa del recipiente vacío g
2.- Volumen del recipiente cm³
g g
g g
g g
g g
g/cm³ g/cm³
008
NTE Inen 858
Densidad aparente suelta y compactada agregado fino
1.- Masa del recipiente vacío g
2.- Volumen del recipiente cm³
g g
g g
g g
g g
g/cm³ g/cm³
Relizado por:
Bermúdez Andrade Darío Javier
Cadena Perugachi Hugo Alexander
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d o
Laboratorio de Ensayo de Materiales
DENSIDAD APARENTE SUELTA Y COMPACTADA DE LOS AGREGADOS
N° Ensayo: Fecha de Ensayo: 09 de Mayo del 2014
Norma: Día/Hora: Viernes 9h00
Agregado: RIPIO - Mina de San Antonio
8000
15944
Suelto + Recipiente Compactado + Recipiente
Masa del ripio
30600 32400
30600 31800
30600 32400
Promedio 30600 32200
Densidad aparente 1,42 1,52
2928
Suelto + Recipiente Compactado + Recipiente
Suelta Compactada
1942
6200 6800
6400 6800
Masa del ripio 6200 6800
6267 6800Promedio
Densidad aparente 1,48 1,66
Suelta Compactada
ARENA - Mina de San Antonio
N° Ensayo: Fecha de Ensayo: 09 de Mayo del 2014
Norma: Día/Hora: Viernes 9h00
Agregado:
64
4.2.5 Ensayo de densidad aparente máxima y óptima de los agregados
(Departamento de Ensayo de Materiales UCE).8
Los agregados fino y grueso ocupan cerca del 60 % al 75 % del volumen del
hormigón (70 % a 85 % de la masa) e influyen fuertemente en las propiedades tanto
en estado fresco como endurecido, en las proporciones de la mezcla y en la economía
del hormigón.
Para dosificar los hormigones es preciso conocer el tamaño de las partículas. Al
colocar partículas dentro de un recipiente y llenarlo, existe una cantidad de espacios
llenos y un conjunto de espacios vacíos entre partículas. La cantidad de partículas y
de vacíos dependen de la distribución de tamaños y de la forma de las primeras. El
máximo de vacíos para partículas esféricas se produce cuando el diámetro de las
mismas es único. En estas condiciones se tiene 50 % del volumen lleno y otro 50 %
de volumen de vacíos. La pasta debe rodear y unir a las partículas y llenar los
espacios vacíos, por lo que se deduce que el volumen de pasta está relacionado con la
distribución de tamaños de las partículas.
Los vacíos logrados, pueden rellenarse con partículas más pequeñas a fin de reducir
el volumen de pasta. En consecuencia para lograr hormigones de gran estabilidad
volumétrica, bien graduados y económicos, es necesario emplear agregados
perfectamente graduados, donde las más pequeñas van haciendo de rodamiento a las
mayores. La mezcla tendrá así una mayor movilidad y será más trabajable. Si las
partículas fuesen esferas de distinto diámetro, caso ideal, ello arrojaría un mínimo
contenido de cemento a emplear.
8 www.frsf.utn.edu.ar/matero/visitante/bajar_apunte.php?id_catedra
65
001
Ensayo de materiales UCE
Densidad óptima de los agregados
Resultados: g/cm³
g/cm³
%
%
Relizado por:
Bermúdez Andrade Darío Javier
Cadena Perugachi Hugo Alexander
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
ArenaRipio
Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d o
Laboratorio de Ensayo de Materiales
DENSIDAD APARENTE MÁXIMA Y ÓPTIMA DE LOS AGREGADOS
MASA (kg)MEZCLA (%)
Mina de Pifo
Densidad
Aparente (g/cm³)
Día/Hora: Viernes 10h00
55
40,0
65,0
60,0
Densidad Aparente Máxima
% óptimo de Arena
% óptimo de Ripio
46
Norma:
70,0
Agregados:
Añadir
Arena (kg)
Masa del Recip.
+ Mezcla (kg)
N° Ensayo: Fecha de Ensayo: 09 de Mayo del 2014
50
40
55,0 45
40,0 0,0 0,0 1,3221,0
Ripio Arena
Masa de la
Mezcla (kg)
90,0 10
20
25
30
29,0
80,0
75,0
100 0
50,0
45,0
40,0
40,0
40,0
40,0
40,0
40,0
40,0
35
40,0
4,4 4,4 32,0 24,0
13,3 3,3 35,6 27,6
4,4
1,51
10,0 5,6 35,0 27,0 1,69
1,73
17,1 3,8 36,2 28,2 1,77
37,4 29,4 1,84
26,7 5,1 37,8 29,8 1,87
21,5
32,7 6,1 37,6 29,6 1,86
40,0 7,3 37,8 29,8 1,87
1,87
Densidad Óptima
54
48,9 8,9 37,4 29,4 1,84
1,86
1,20
1,40
1,60
1,80
2,00
Den
sida
d
CURVA DE DENSIDAD APARENTE ÓPTIMA VS % DE MEZCLA
4%
1,86
Densidad máxima
Densidad óptima
1,87
100 90 80 75 70 65 60 55 50 45 Ripio0 10 20 25 30 35 40 45 50 55 Arena
% MEZCLA
66
002
Ensayo de materiales UCE
Densidad óptima de los agregados
Resultados: g/cm³
g/cm³
%
%
Relizado por:
Bermúdez Andrade Darío Javier
Cadena Perugachi Hugo Alexander
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
ArenaRipio
Mina de San Antoniode Pichincha
Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d o
Laboratorio de Ensayo de Materiales
DENSIDAD APARENTE MÁXIMA Y ÓPTIMA DE LOS AGREGADOS
MASA (kg)MEZCLA (%) Densidad
Aparente (g/cm³)
Día/Hora: Viernes 12h00
40,0
65,0
60,0
Densidad Aparente Máxima
% óptimo de Arena
% óptimo de Ripio
31
Norma:
70,0
Agregados:
Añadir
Arena (kg)
Masa del Recip.
+ Mezcla (kg)
N° Ensayo: Fecha de Ensayo: 09 de Mayo del 2014
50
40
55,0 45
40,0 0,0 0,0
Ripio Arena
Masa de la
Mezcla (kg)
90,0 10
20
25
30
80,0
75,0
100 0
50,0
40,0
40,0
40,0
40,0
40,0
40,0
40,0
35
4,4 4,4 34,2 26,2
13,3 3,3 36,2 28,2
4,4
1,64
10,0 5,6 35,6 27,6 1,73
1,77
17,1 3,8 36,6 28,6 1,79
36,6 28,6 1,79
26,7 5,1 36,6 28,6 1,79
21,5
32,7 6,1 36,6 28,6 1,79
40,0 7,3 36,2 28,2 1,77
1,79
Densidad Óptima
69
1,79
1,20
1,40
1,60
1,80
2,00
Den
sida
d
CURVA DE DENSIDAD APARENTE ÓPTIMA VS % DE MEZCLA
4%
1,79
Densidad máxima
Densidad óptima
1,79
100 90 80 75 70 65 60 55 50 45 Ripio0 10 20 25 30 35 40 45 50 55 Arena
% MEZCLA
67
4.2.6 Estudio granulométrico de los agregados (NTE INEN 696).
La distribución del tamaño de partículas o la granulometría de un agregado es la
característica que más influye en la cantidad de pasta, para obtener una determinada
trabajabilidad.
Considerando que el cemento es el más costoso de los componentes es preferible
minimizar su uso, disminuyendo la cantidad de pasta sin afectar la trabajabilidad, la
resistencia y la durabilidad del hormigón. La importancia de la granulometría del
agregado se aprecia si se considera al hormigón como un conjunto no muy compacto
de partículas adheridas entre sí con una pasta de cemento que también llena los
vacíos existentes entre las mismas. La cantidad de pasta necesaria dependerá
entonces del volumen de vacíos y del área específica de las partículas.
Cuando las partículas presentan un tamaño uniforme, el volumen de pasta es elevado,
que se reduce sensiblemente cuando se utilizan distintos tamaños, o cuando se anula
el tamaño máximo. Si bien para cada tamaño de partículas existe una distribución
teórica de tamaño que provoca un mínimo espacio de vacíos, las muestras no son las
más trabajables por lo cual hay que llegar a una solución de compromiso entre la
trabajabilidad y la economía.
Se entiende por granulometría a la determinación de la cantidad en porcentaje de los
diversos tamaños de las partículas que constituyen un material o agregado, de
acuerdo a los intervalos teóricos de clasificación. También se verifica el tamaño
máximo y mínimo de agregados.
Este estudio es muy importante porque una mala graduación de los agregados
provoca huecos o deficiencias en tamaño, así mismo se obtendrá un concreto
sumamente caro por el alto contenido de cemento; por consiguiente, el elemento
estructural resulta antieconómico.9
9 http://tesis.uson.mx/digital/tesis/docs/7321/Capitulo4.pdf
68
001
Granulometría del agregado fino
1
2
3
4
5
6
7
8
Relizado por:
Bermúdez Andrade Darío Javier
Cadena Perugachi Hugo Alexander
NTE Inen 696 Día/Hora: Lunes 13h00
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d o
Módulo de Finura:
Agregado: ARENA - Mina de Pifo
N°
Laboratorio de Ensayo de Materiales
ESTUDIO GRANULOMÉTRICO DE LOS AGREGADOS
N° Ensayo: Fecha de Ensayo: 12 de Mayo del 2014
Norma:
1
Tamiz
.3/8
4
8
16
Acumulado(g)
3,6
30
50
100
Bandeja
51,7
64,7
40,4
45,7
52,8
CURVA GRANULOMÉTRICA AGREGADO FINO
3,2
2
Parcial (g)
3,6
14,8
124,8
3
Retenido
18,4
143,2
194,9
259,6
300
345,7
398,5
4
%
Retenido
0,9
4,6
35,9
48,9
65,1
75,3
50 a 85
86,8
100,0
5
%
Pasa
99,1
95,4
64,1
51,1
6
Límites
Especificados
100
95 a 100
80 a 100
25 a 60
5 a 30
0 a 10
-
Masa Inicial: 400g
24,7
13,2
0,0
34,9
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
PO
RC
ENTA
JE Q
UE
PA
SA
TAMIZ N°
CURVA GRANULOMÉTRICA AGREGADO FINO
N°100 N°50 N°30 N°16 N°8 N°4 3/8”
69
002
Granulometría del agregado fino
1
2
3
4
5
6
7
8
Relizado por:
Bermúdez Andrade Darío Javier
Cadena Perugachi Hugo Alexander
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d o
Laboratorio de Ensayo de Materiales
ESTUDIO GRANULOMÉTRICO DE LOS AGREGADOS
N° Ensayo: Fecha de Ensayo: 12 de Mayo del 2014
Norma: NTE Inen 696 Día/Hora: Lunes 14h00
Agregado: ARENA - Mina de Pifo
1 2 3 4 5 6
N° TamizRetenido % % Límites
Parcial (g) Acumulado(g) Retenido Pasa Especificados
.3/8 2,8 2,8 0,7 99,3 100
4 17,6 20,4 5,1 94,9 95 a 100
8 96,1 116,5 29,2 70,8 80 a 100
16 73,3 189,8 47,5 52,5 50 a 85
30 60,9 250,7 62,8 37,2 25 a 60
50 56,2 306,9 76,9 23,1 5 a 30
-
100 68,1 375 93,9 6,1 0 a 10
Masa Inicial: 400g
Módulo de Finura: 3,2
CURVA GRANULOMÉTRICA AGREGADO FINO
Bandeja 24,3 399,3 100,0 0,0
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
PO
RC
ENTA
JE Q
UE
PA
SA
TAMIZ N°
CURVA GRANULOMÉTRICA AGREGADO FINO
N°100 N°50 N°30 N°16 N°8 N°4 3/8”
70
003
Granulometría del agregado grueso
1
2
3
4
5
6
Relizado por:
Bermúdez Andrade Darío Javier
Cadena Perugachi Hugo Alexander
1 2 3
Norma: NTE Inen 696 Día/Hora: Martes 10h00
Agregado: RIPIO - Mina de Pifo
T e s i s d e G r a d o
Laboratorio de Ensayo de Materiales
ESTUDIO GRANULOMÉTRICO DE LOS AGREGADOS
N° Ensayo: Fecha de Ensayo: 13 de Mayo del 2014
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
4 5 6
N° TamizRetenido % % Límites
Parcial (g) Acumulado(g) Retenido Pasa Especificados
3/4 0 0 0,0 100 100
1/2 469 469 6,7 93,3 90 - 100
3/8 1862 2331 33,3 66,7 40 - 70
N° 4 3668 5999 85,7 14,3 0 - 15
N° 8 679 6678 95,4 4,6 0 - 5
N° 16 322 7000 100,0 0,0 0
Masa Inicial: 7000g
N° TAMAÑO 7,0
CURVA GRANULOMÉTRICA AGREGADO GRUESO
6,1Módulo de Finura
TNM 1/2"
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
PO
RC
ENTA
JE Q
UE
PA
SA
TAMIZ N°
CURVA GRANULOMÉTRICA AGREGADO GRUESO
N°16 N°8 N°4 3/8” 1/2" 3/4”
71
004
Granulometría del agregado fino
1
2
3
4
5
6
7
8
Relizado por:
Bermúdez Andrade Darío Javier
Cadena Perugachi Hugo Alexander
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d o
Laboratorio de Ensayo de Materiales
ESTUDIO GRANULOMÉTRICO DE LOS AGREGADOS
N° Ensayo: Fecha de Ensayo: 14 de Mayo del 2014
Norma: NTE Inen 696 Día/Hora: Miércoles 13h00
Agregado: ARENA - Mina de San Antonio
1 2 3 4 5 6
N° TamizRetenido % % Límites
Parcial (g) Acumulado(g) Retenido Pasa Especificados
.3/8 0,0 0,0 0,0 100,0 100
4 34,7 34,7 8,7 91,3 95 a 100
8 117,6 152,3 38,1 61,9 80 a 100
16 11,7 164,0 41,0 59,0 50 a 85
30 82,0 246,0 61,5 38,5 25 a 60
50 69,1 315,1 78,8 21,2 5 a 30
100 35,6 350,7 87,7 12,3 0 a 10
Bandeja 49,1 399,8 100,0 0,0 -
Masa Inicial: 400g
Módulo de Finura: 3,2
CURVA GRANULOMÉTRICA AGREGADO FINO
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
PO
RC
ENTA
JE Q
UE
PA
SA
TAMIZ N°
CURVA GRANULOMÉTRICA AGREGADO FINO
N°100 N°50 N°30 N°16 N°8 N°4 3/8”
72
005
Granulometría del agregado fino
1
2
3
4
5
6
7
8
Relizado por:
Bermúdez Andrade Darío Javier
Cadena Perugachi Hugo Alexander
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d o
Laboratorio de Ensayo de Materiales
ESTUDIO GRANULOMÉTRICO DE LOS AGREGADOS
N° Ensayo: Fecha de Ensayo: 15 de Mayo del 2014
Norma: NTE Inen 696 Día/Hora: Miércoles 14h00
Agregado: ARENA - Mina de San Antonio
1 2 3 4 5 6
N° TamizRetenido % % Límites
Parcial (g) Acumulado(g) Retenido Pasa Especificados
.3/8 0,0 0 0,0 100,0 100
4 32,6 32,6 6,5 93,5 95 a 100
8 123,7 156,3 31,3 68,7 80 a 100
16 113,0 269,3 53,9 46,1 50 a 85
30 91,0 360,3 72,1 27,9 25 a 60
50 58,9 419,2 83,9 16,1 5 a 30
-
100 34,2 453,4 90,7 9,3 0 a 10
Masa Inicial: 500g
Módulo de Finura: 3,4
CURVA GRANULOMÉTRICA AGREGADO FINO
Bandeja 46,4 499,8 100,0 0,0
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
PO
RC
ENTA
JE Q
UE
PA
SA
TAMIZ N°
CURVA GRANULOMÉTRICA AGREGADO FINO
N°100 N°50 N°30 N°16 N°8 N°4 3/8”
73
006
Granulometría del agregado grueso
1
2
3
4
5
6
Relizado por:
Bermúdez Andrade Darío Javier
Cadena Perugachi Hugo Alexander
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d o
Laboratorio de Ensayo de Materiales
ESTUDIO GRANULOMÉTRICO DE LOS AGREGADOS
N° Ensayo: Fecha de Ensayo: 16 de Mayo del 2014
6
Norma: NTE Inen 696 Día/Hora: Jueves 11h00
Agregado: RIPIO - Mina de San Antonio
Retenido Pasa
1 2 3 4 5
96,2 90 - 100
N° TamizRetenido % % Límites
Parcial (g) Acumulado(g)
1/2 2725 2915 58,3 41,7
Especificados
3/4 190 190 3,8
415 4805 96,1 3,9
3/8 1475 4390 87,8 12,2
N° 8 195 5000 100,0 0,0 0
N° TAMAÑO 6,0
CURVA GRANULOMÉTRICA AGREGADO GRUESO
Masa Inicial: 5000g
Módulo de Finura 6,4
TNM 1/2"
40 - 70
0 - 15
0 - 5
1 0 0 0,0 100,0 100
N° 4
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
PO
RC
ENTA
JE Q
UE
PA
SA
TAMIZ N°
CURVA GRANULOMÉTRICA AGREGADO GRUESO
N°8 N°4 3/8" 1/2" 3/4" 1"
74
4.3 Estudio de las propiedades del cemento.10
El cemento es un material aglomerante que tiene las propiedades de adherencia y
cohesión requeridas para unir fragmentos minerales entre sí, formando una masa
sólida continua, de resistencia y durabilidad adecuadas.
Para fabricar hormigón estructural se utilizan únicamente los cementos
hidráulicos (utilizan agua para reaccionar químicamente y adquirir sus propiedades
cementantes durante los procesos de endurecimiento inicial y fraguado). Entre los
diferentes cementos hidráulicos destaca, por su uso extendido, el cemento Portland,
existiendo además los cementos naturales y los cementos con alto contenido de
alúmina.
El cemento Portland es un polvo muy fino, de color grisáceo, que se compone
principalmente de silicatos de calcio y de aluminio, que provienen de la combinación
de calizas, arcillas o pizarras, y yeso, mediante procesos especiales. El color parecido
a las piedras de la región de Portland, en Inglaterra, dio origen a su nombre.
El proceso de manufactura del cemento consiste, esencialmente, en la trituración de
los materiales crudos (calizas y arcillas); su mezcla en proporciones apropiadas; y su
calcinación a una temperatura aproximada de 1400°C, dentro de un cilindro rotativo,
lo que provoca una fusión parcial del material, conformándose bolas del producto
llamadas clinker. El clinker es enfriado y luego es molido junto con el yeso hasta
convertirlo en un polvo fino llamado cemento Portland.
10 http://publiespe.espe.edu.ec/academicas/hormigon/hormigon01.htm
75
4.3.1 Ensayo de densidad del cemento utilizando el método del frasco
de LeChatellier (NTE INEN 156).11
La densidad del cemento hidráulico está definida como la masa de un volumen
unitario de los sólidos.
La determinación de la densidad de cemento hidráulico consiste en establecer la
relación entre una masa de cemento y el volumen del líquido no reactivo, (para
nuestro caso se utilizó gasolina, la cual es un líquido no reactivo con el cemento) que
esta masa desplaza en el frasco de LeChatellier.
Foto 10: Frasco de LeChatellier.
Fuente: Tomado de la NTE INEN 156.
El frasco Le Chatelier es un frasco normalizado que tiene la sección transversal
circular con forma y dimensiones especiales.
11 NTE INEN 156:2009 2R, Cemento hidráulico. Determinación de la densidad,
76
001 22°C
NTE Inen 156 08 de Mayo del 2014
Holcim Tipo GU
Método del Frasco Le Chatellier
1.- Masa del Frasco LeChatellier + Gasolina g
2.- Volumen Inicial. g
3.- Masa del Frasco LeChatellier + Gasolina + Cemento g
4.- Volumen Final. cm³
5.- Masa del Cemento g
6.- Volumen de Cemento cm³
DENSIDAD DEL CEMENTO g/cm³
002 22°C
NTE Inen 156 08 de Mayo del 2014
Holcim Tipo GU
1.- Masa del Frasco LeChatellier + Gasolina g
2.- Volumen Inicial. g
3.- Masa del Frasco LeChatellier + Gasolina + Cemento g
4.- Volumen Final. cm³
5.- Masa del Cemento g
6.- Volumen de Cemento cm³
DENSIDAD DEL CEMENTO g/cm³
Relizado por:
Bermúdez Andrade Darío Javier
Cadena Perugachi Hugo Alexander
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d oLaboratorio de Ensayo de Materiales
DENSIDAD DE CEMENTO: Método del Frasco LeChatellier
Cemento:
284,7
0,5
348,2
23,0
N° Ensayo:
Norma:
Cemento:
Temperatura:
22,5
N° Ensayo:
Norma:
Fecha de Ensayo:
324,5
0,2
387,8
22,8
63,3
22,6
2,80
2,82
Temperatura:
Fecha de Ensayo:
63,5
77
4.3.2 Ensayo de consistencia normal del cemento (NTE INEN 157 y
NTE INEN 155).12
Estas normas establecen el procedimiento para determinar la consistencia normal de
una pasta de cemento hidráulico.
Este procedimiento se aplica a los cementos hidráulicos empleados en la fabricación
de morteros y hormigones. Este ensayo permite determinar la consistencia normal
del cemento hidráulico.
La temperatura ambiente del laboratorio se debe mantener entre 20 °C y 27,5 °C, y la
temperatura de los materiales secos, paleta, y tazón estará dentro del límite superior
al momento del ensayo. La temperatura del agua de mezclado no variará de 23 °C en
±2 °C.
La humedad relativa del laboratorio no debe ser menor del 50 %.
La determinación de la consistencia normal de los cementos hidráulicos se basa en la
resistencia que opone la pasta de cemento a la penetración de la varilla del aparato de
Vicat en un tiempo normalizado.
El aparato de Vicat, consiste de un armazón, que soporta una varilla móvil, que pesa
300 g, uno de cuyos extremos que sirve para penetración, tiene un diámetro de 10
mm, en una longitud de al menos 50 mm, y el otro extremo tiene una aguja
desmontable, de 1 mm de diámetro y 50 mm de longitud. La varilla es reversible y
puede ser sujetada en cualquier posición por un tornillo de ajuste, Un indicador
ajustable que se mueve sobre una escala (graduada en milímetros) sujeta al armazón.
La pasta se coloca en un anillo cónico rígido, que descansa sobre una placa de base
cuadrada plana no absorbente, de alrededor de 100 mm de lado.
12 NTE INEN 157:2009 2R, Cemento hidráulico. Determinación de la consistencia normal. Método de
Vicat.
NTE INEN 155:2009 2R, Cemento hidráulico. Mezclado mecánico de pastas y morteros de
Consistencia plástica.
78
Foto 11: Mezcladora y Aparato de Vicat.
Fuente: Tomado de la NTE INEN 155 y NTE INEN 157.
79
003 22°C
NTE Inen 157 08 de Mayo del 2014
Holcim Tipo GU Hora de Inicio: 11H30
Método de Vicat
1.- Cantidad de Cemento g
2.- Porcentaje de Agua Añadida %
3.- Cantidad de Agua en Masa g
4.- Penetración de la Aguja de Vicat mm
004 22°C
NTE Inen 157 08 de Mayo del 2014
Holcim Tipo GU Hora de Inicio: 11H30
Método de Vicat
1.- Cantidad de Cemento g
2.- Porcentaje de Agua Añadida %
3.- Cantidad de Agua en Masa g
4.- Penetración de la Aguja de Vicat mm
005 22°C
NTE Inen 157 08 de Mayo del 2014
Holcim Tipo GU Hora de Inicio: 11H30
Método de Vicat
1.- Cantidad de Cemento g
2.- Porcentaje de Agua Añadida %
3.- Cantidad de Agua en Masa g
4.- Penetración de la Aguja de Vicat mm
%
Relizado por:
Bermúdez Andrade Darío Javier
Cadena Perugachi Hugo Alexander
182,7
Norma: Fecha de Ensayo:
Cemento:
650,0
Norma:
Cemento:
N° Ensayo:
Norma:
4,0
N° Ensayo:
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d o
Cemento:
650,0
28,0
182,0
Porcentaje de Consistencia Normal 28,1
Temperatura:
Fecha de Ensayo:
Temperatura:
Fecha de Ensayo:
11,0
Laboratorio de Ensayo de Materiales
CONSISTENCIA NORMAL DEL CEMENTO: Método de Vicat
N° Ensayo: Temperatura:
650,0
28,5
185,3
21,0
28,1
80
4.3.3 Ensayo de tiempos de fraguado del cemento (NTE INEN 158).13
Tiempo de fraguado inicial:
Para determinar el tiempo de fraguado inicial se debe dejar reposar el espécimen en
la placa de vidrio por un lapso 30 minutos, luego del moldeado sin ser alterado.
Montar el espécimen y la placa de vidrio en el aparato de Vicat y colocar la aguja de
1 mm de diámetro debajo del émbolo.
Colocar la aguja en la parte superior de la pasta de cemento y fijar el tornillo de
sujeción y registrar la lectura inicial.
Soltar el émbolo y dejar que la aguja se asiente por 30 s y registrar la lectura de
penetración.
Retirar la aguja y limpiarla, y tomar lecturas sucesivas a intervalos de 15 minutos.
Tiempo de fraguado final:
Para determinar el tiempo de fraguado final se debe continuar con las penetraciones
hasta determinar el tiempo transcurrido en el primer instante en que la aguja no haga
una marca visible en la pasta endurecida. Éste tiempo será reportado como el tiempo
de fraguado final. La precisión encontrada para un solo operador es una desviación
estándar de 12 minutos para el tiempo de fraguado inicial. A través del rango de 49 a
202 minutos, y de 20 minutos para un tiempo de fraguado final que esté dentro del
rango de 185 a 312 minutos.
Este dato del tiempo de fraguado final se lo utiliza para realizar el desencofrado de
probetas y posteriormente proceder a dar inicio al curado del hormigón.
13 http://www.uca.edu.sv/mecanica-estructural/materias/materialesCostruccion
81
006 22°C
NTE Inen 158 08 de Mayo del 2014
Holcim Tipo GU Hora de Inicio: 11H30
Método de Vicat
1.- Porcentaje de Consistencia Normal %
2.- Hora de Penetración de la Aguja de Vicat 25mm h
3.- Tiempo de Fraguado Inicial min
4.- Hora de Rigidez donde la Aguja no deja Huella h
5.- Tiempo de Fraguado Final min
Relizado por:
Bermúdez Andrade Darío Javier
Cadena Perugachi Hugo Alexander
Norma:
Cemento:
28,1
N° Ensayo:
12H15
Temperatura:
Fecha de Ensayo:
45
T e s i s d e G r a d o
TIEMPOS DE FRAGUADO DEL CEMENTO: Método de Vicat
17H15
345
Laboratorio de Ensayo de Materiales
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
82
4.4 Resumen de propiedades.
%
g/cm³
g/cm³
%
%
%
%
g/cm³
g/cm³
g/cm³
g/cm³
g/cm³
g/cm³
%
%
g/cm³
%
min
min
Relizado por:
Bermúdez Andrade Darío Javier
Cadena Perugachi Hugo Alexander
RESUMEN DE PROPIEDADES
5,49 3,26
Capacidad de absorción Ripio 2,25 3,97
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d oLaboratorio de Ensayo de Materiales
Contenido de humedad Arena 0,60 12,36
Contenido de humedad Ripio 0,20 0,10
Densidad aparente compactada Ripio 1,43 1,54
Densidad aparente suelta Ripio 1,33 1,43
Densidad aparente compactada Arena 1,55 1,64
Densidad aparente suelta Arena 1,46 1,45
Peso específico Arena 2,39 2,52
Capacidad de absorción Arena
Densidad aparente óptima 1,86 1,79
Densidad aparente máxima 1,87 1,79
Colorimetría Figura 3 Figura 1
Peso específico Ripio 2,45 2,41
SAN ANTONIOPIFOENSAYOS DE LOS AGREGADOS
Abrasión 23,16 46,06
Porcentaje de Arena 46,00 31,00
Porcentaje de Ripio 54,00 69,00
ENSAYOS DEL CEMENTO HOLCIM
Densidad del cemento
Consistencia normal del cemento
Tiempo de fraguado inicial
Tiempo de fraguado final 345
28,1
45
2,81
83
CAPÍTULO V
5 DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN.
La aplicación de estrategias para llevar a cabo el diseño de mezclas de hormigón es
fundamental si se requiere obtener características de resistencia específicas, se basa
en las propiedades intrínsecas de los materiales utilizados, a razón de este criterio es
que se puede afirmar y demostrar más adelante que si utilizamos materiales de
diferente procedencia, y queremos una determinada resistencia en común no la
obtendremos con las mismas dosificaciones (cantidades a emplear de cada una de las
materias primas que se utilizarán en la mezcla), debido a las variaciones entre sus
características. Las cantidades aproximadamente están entre estos porcentajes:
Tabla 5-1: Porcentaje Tentativos de Materiales que Forman parte del Hormigón
Materia Prima
Cantidad
de Denominación
Materiales
Aire Incorporado 3% - 5%
Lec
hada
Mort
ero
Horm
igón
Agua 6% -12%
Cemento 15%-20%
Arena 25%-35%
Ripio 35%-45%
Fuente: Boletín Técnico Lafarge.
Realización: Autores
Cuando se aplican diseños de mezclas de hormigón para obtener una resistencia
determinada se aplican los conocimientos y la familiarización que tiene el fabricante
sobre los elementos constituyentes de la mezcla que se conformará, por ello es
fundamental el estudio de las mismas, como en esta ocasión, donde en el capítulo
anterior se definió las variantes entre los agregados que se utilizaron si hacemos la
respectiva comparación.
84
Si se ha logrado realizar un correcto estudio de las materias primas este se verá
reflejado en el diseño de mezclas y su aplicación, de modo que no es posible
concebir una mezcla de hormigón que brinde resultados óptimos si no se ha
estudiado los materiales que se utilizarán. El estudio como ya se había mencionado
se basa en los resultados de los ensayos que se realiza a los agregados y el cemento
primordialmente, los mismos que forman parte del hormigón.
A pesar de que el hormigón es un material muy noble y deja construir aún sin un
criterio formado, el diseño de mezclas para obtener las cantidades correctas a agregar
es imprescindible, a pesar de que casi en general los métodos de diseños sean
empíricos, en la actualidad se cuenta solo con métodos de diseño con respecto de la
resistencia que se quiere alcanzar, dejando de lado los diseños de mezclas por
durabilidad, y en ámbitos más avanzados de investigación el diseño a tracción del
hormigón, que son necesarios para fortalecer la aplicación de este material de gran
difusión dentro de la ingeniería civil.
El objetivo del diseño de mezclas principalmente es:
- Obtener la resistencia requerida
- Lograr un hormigón durable
- Contribuir con la economía con la optimización de materiales.
5.1 Elección de Resistencias a Compresión para Desarrollar el Tema.
Dentro de la investigación existen algunas hipótesis que conforme al avance de la
conformación del documento serán aclaradas, pudiéndose notar la claridad en la
interpretación y en la ejecución de estrategias para llevar a cabo el proyecto.
Una de las estrategias para complementar el trabajo de graduación fue la realización
de cuatro diseños de mezclas, con el motivo de comprobar la variación del porcentaje
de tracción con respecto de la compresión conforme al avance de la resistencia
mecánica, es decir, demostrar mediante los ensayos como influye el aumento de la
resistencia a la compresión en los esfuerzos de tracción que soporta el hormigón, ya
85
que en las investigaciones realizadas a cerca del tema se evidencia que el autor de
dichos documentos aclara que si existe una influencia, lo que con los materiales
utilizados y la aplicación de los ensayos será demostrado a continuación pudiendo
juzgar dicha afirmación.
Para obtener la curva característica de los esfuerzos a tracción que resiste el
hormigón, a través de los ensayos se necesita por lo menos cuatro puntos que entre sí
varíen periódicamente, (de la misma manera deberemos en el diseño de mezclas de
hormigón ser cautelosos al aplicar el diseño que nos brinde resistencias similares sin
mucha desviación entre hormigones con distintos agregados) para que de esa forma
al realizar el diagrama se facilite la interpretación de resultados y la obtención de
ecuaciones características, así como también la respectiva comparación entre
mezclas con los diferentes agregados utilizados.
Otra cuestión que orientó la elección de las resistencias a utilizar en la investigación
fue las estadísticas de resistencias usadas en obras de hormigón dentro del país, en
general, se utilizan resistencia que oscilan entre los 14MPa (para replantillos), y
35MPa, basándose en esta premisa es que las hormigoneras disponibles dentro de la
zona (DMQ) que brindan el servicio de hormigón pre mezclado fabrican resistencias
de hasta 42MPa, en casos especiales hasta los 60MPa, ya que en el país los
profesionales de la construcción aún no implementan una cultura rentable en cuanto
al uso del hormigón de alta resistencia para bienestar de las obras a constituirse.
Poniendo por delante todos estos parámetros descritos, así como también pensando
en la contribución al correcto desarrollo del tema es que se definió las resistencias a
utilizar de la siguiente manera:
86
Tabla 5-2: Resistencias Especificadas para el Diseño de Hormigones de la Investigación
Intervalo
7 MPa 7 MPa 7 MPa
Resistencia Especificada 14 MPa 21 MPa 28 MPa 35 MPa f´c
Resistencia Requerida 20,9 MPa 29,3 MPa 36,3 MPa 43,3 MPa f´cr
8,4 MPa 7 MPa 7 MPa
Intervalo
Realización: Autores; Fuente: Autores.
En la tabla se expone las resistencias seleccionadas para el desarrollo del tema, como
se había aclarado llevan una secuencia definida y constante. Se procedió a
seleccionar la resistencia de 14 MPa no por su uso sino por su pobre capacidad, en la
cual será interesante determinar el porcentaje de tracción que soporta con respecto de
la compresión y llegar a compararla de manera analítica con la máxima escogida que
es de 35MPa.
Pese a que las resistencias especificadas están en secuencia ascendente empezando
desde los 14MPa, para el diseño, la resistencia requerida hace variar los intervalos,
provocando así una discordancia en la manera de visualizar los valores a obtener, e
incluso, al momento de realizar las mezclas de prueba se podrá comprobar que no es
posible obtener fielmente los valores designados.
De modo que habrá que tener cautela en la obtención de resistencias posterior a la
fabricación de las probetas de hormigón, más aún en el caso del agregado
proveniente de San Antonio de Pichincha el cual se lo ha nombrado como un “caso
crítico” por los autores de la investigación debido a su escaza capacidad de otorgar
altas resistencias, ya que lo que se espera es que no exista un gran rango de variación
entre las resistencias obtenidas para poder sintetizar los resultados de manera más
precisa.
87
5.2 Elección del Método de Diseño de Mezclas.
Existe un gran número de métodos de diseños de mezclas que pueden ser aplicados a
favor de la obtención de una dosificación que haga cumplir las características
requeridas del hormigón a fabricar, tanto en estado fresco como en estado
endurecido, pese a ello, hay que saber determinar cuál es el método óptimo para
utilizarlo como el exacto de acuerdo a las condiciones de los materiales con los que
se cuenta y a la exposición que tendrá el hormigón. Esto quiere decir que queda a
disposición del fabricante del hormigón el método que se usará para la obtención del
producto. Dentro del tema de métodos de diseño de mezclas de hormigón habrá que
hacer una clasificación entre los más aplicados para fabricar hormigón en el
laboratorio, y estos son:
- Método ACI
- Método de la Densidad Óptima
El método propuesto por el ACI se basa en una serie de valores tabulados que se
obtuvieron a partir de experiencias sobre el tema realizadas en Norteamérica, es un
método forjado a detalle, se centra principalmente en los efectos de los agentes
externos que puede afectar la integridad del material una vez constituido como aporte
a la durabilidad del hormigón y el tipo de estructura que se va a construir,
obteniéndose datos para la selección de contenido de aire, relación agua/cemento y
tamaño de las partículas de agregado respectivamente.
Aunque el método es muy confiable se debe considerar que se aplica a materiales
como se los concibe en el lugar donde se idealizó el método. Las condiciones de
dichos materiales difieren en gran porcentaje a las condiciones en las que se
encuentran los materiales que se utilizan en nuestro país. A esto se le suma la razón
de que las resistencias en función de la relación agua/cemento se establecen a través
de ensayos realizados a hormigones fabricados en esas condiciones, en pocas
palabras, el tema del hormigón en el país tiene que ser más industrializado para
utilizar el método propuesto por el ACI con alto índice de confiabilidad.
88
El método de la densidad óptima se enfoca en la cantidad de pasta que se coloca en la
mezcla de hormigón a través del porcentaje óptimo de vacíos que se lo obtiene
comparando la densidad real de la mezcla de agregados y la densidad óptima
obtenida en el ensayo con el mismo nombre. La relación agua/cemento está en
función de la resistencia requerida, estos valores difieren de los que se aplican en el
método ACI, ya que son resultados de investigaciones realizadas en el Laboratorio de
Ensayo de Materiales de la Universidad Central.
De acuerdo a dicha razón se puede afirmar que está más acorde a las características
de los materiales propios de la región, con lo cual nos puede asegurar resultados
óptimos, y de acuerdo a las necesidades planteadas para el desarrollo de la
investigación, sin dejar de mencionar la facilidad de aplicación y obtención de las
cantidades a fabricar. Es así entonces que, se ha escogido el “Método de la Densidad
Óptima” para la realización de los diseños de las mezclas que se fabricarán como
complemento del tema.
5.2.1 Método de Densidad Óptima.
El método de la Densidad Óptima se basa principalmente en la cantidad de pasta
necesaria para lubricar por completo toda la superficie de los agregados de tal
manera que sea capaz de recubrirlos por completo a partir de la determinación del
porcentaje óptimo de vacíos que se lo obtiene relacionando la densidad real de la
mezcla de agregados y la densidad óptima obtenida del ensayo.
La aplicación del método inicia con el mencionado ensayo de densidad óptima de los
agregados, en donde se coloca una cantidad definida de agregado grueso inicialmente
(20kg cuando se tiene tamaño nominal menor a 3/8” y 40kg cuando se cuenta con
tamaños nominales mayores a 3/8”) a la cual se le va adicionando arena en
porcentajes definidos, mezclando el conjunto, llenándolo al ras compactado en tres
capas y pesándolo por cada vez que se añada el agregado fino, de manera que la
arena vaya ocupando los espacios vacíos que deja el ripio, hasta que llegue a un
punto en el cual no existan vacíos donde se considera que se encuentra el punto de
densidad máxima debido a que se obtiene la masa máxima. Entonces se grafica una
89
curva representativa “Densidad aparente vs Porcentaje de Agregados” en donde se
define el punto de densidad óptima recorriendo del 2% al 5% hacia atrás del
diagrama y determinando incluso los porcentajes, tal como se figura en los datos
tabulados en el ítem 4.2.5.
5.2.1.1 Datos Necesarios para el Diseño.
Resistencia Especificada (f´c): La resistencia especificada es aquella que se define
como dato preliminar a la realización del diseño, a partir de esta se orienta la
fabricación del hormigón que se requiere, en este caso para cada mezcla se detallan
resistencias de 14MPa, 21MPa, 28MPa y 35MPa.
Resistencia Requerida (f´cr): La resistencia requerida es aquella que se basa en la
resistencia especificada, y se utiliza en el diseño de la mezcla de hormigón, se puede
decir que es un factor de seguridad que se toma para el diseño ya que en general
mayora el f´c para entrar a determinar la relación agua/cemento con la que se
trabajará en el diseño.
Densidades Reales de Materias Primas (DRC, DsssA, DssR): La densidad es una
propiedad que transciende dentro de los cálculos de la dosificación a obtener para la
fabricación de la mezcla. Se conoce como DRC a la densidad real del cemento, la
misma que se la utiliza en el cálculo de la cantidad de pasta. DsssA es la densidad de
la arena en estado SSS la misma que se la obtiene a través del ensayo de peso
específico al igual que DsssR que es la densidad del ripio en estado SSS.
En los áridos se toman las densidades SSS como reales ya que se comprende que los
poros interiores son llenados por el agua que absorbe la partícula de agregado en el
lapso que se encuentra sumergida, para el diseño serán expresadas en kg/m3.
La densidad real del cemento (DRC) oscila entre valores de 2700kg/m3 hasta
3100kg/m3. Depende de la marca y la edad con respecto de la fabricación.
La densidad real de los agregados está entre los valores de 2300kg/m3 hasta
2700kg/m3. Siendo estos valores de densidad considerados para agregados que se
denominan densos, o no livianos. Depende del manto rocoso de donde se lo extrajo.
90
No está por demás señalar que la densidad del agua que se utilizará en el diseño de la
mezcla es 1000kg/m3. Siendo el agua potable la utilizada.
Densidad Óptima de la Mezcla de agregados (DOM), Porcentaje de Arena
Añadida (%AA), Porcentaje de Ripio Añadido (%RA): La densidad óptima de la
mezcla de agregados (DOM) se basa en la combinación óptima entre agregado fino y
grueso y la medida de su masa por unidad de volumen, obtenido a partir de la
densidad aparente máxima a través de la curva “Densidad Aparente vs Porcentaje de
Agregados”, mediante la determinación de este valor de densidad se obtiene además
los porcentajes óptimos de la mezcla de agregados a ser colocados en el diseño, es
decir la cantidad en porcentaje de arena a ser colocada %AA, y la cantidad en
porcentaje de ripio a ser colocado %RA.
La Densidad Óptima de la Mezcla (DOM) depende de los agregados que se utilizan,
en especial de su peso específico, porosidad, y graduación.
El porcentaje de Arena Añadida (%AA), y de Ripio Añadido (%RA), se
determinarán en función de la densidad óptima de la mezcla de agregados a través
del diagrama señalado.
Capacidad de Absorción (CA) y Contenido de Humedad de los Agregados (CH):
Cuando hablamos de capacidad de absorción (CA) nos referimos a la cantidad de
agua que la partícula de agregado es capaz de retener, cuantificada desde el estado
seco al horno hasta saturado superficie seca, es decir es el 100% de retención de
agua.
El contenido de humedad (CH) de los agregados busca determinar la cantidad de
agua en porcentaje que está dentro de la partícula de agregado, es en definición la
cantidad de agua que es capaz de retener una partícula de agregado, cuantificada
desde el estado seco al horno, hasta el estado en el que se encuentra al ambiente, ya
sea seco al aire o sobresaturado, ya que no es posible que se encuentre en estado SSS
ya que es un estado que se lo puede obtener solo en el laboratorio.
91
La Capacidad de Absorción de un agregado depende de la porosidad del mismo,
mientras más poros contenga este tendrá la posibilidad de retener mayor cantidad de
agua entre su constitución, la capacidad de absorción en un agregado está entre los
valores de 1,5% hasta 6%.
El contenido de humedad depende de las condiciones en las cuales se encuentra el
agregado, ya sea en un depósito, o a la intemperie la cantidad de agua en un agregado
siempre es variable, ya que los agregados tienen la capacidad de absorber la
humedad del aire. Entonces el contenido de humedad varía con respecto de ese
criterio.
Foto 12: Estado de Humedad de las Partículas
Realización: Autores
Asentamiento: El asentamiento deberá ser definido con respecto de la consistencia
que se quiera darle a la pasta que conformará el hormigón, el seleccionar este valor
de manera correcta brindará una buena trabajabilidad a la mezcla que es la propiedad
más importante del hormigón en estado fresco.
Para precisar este valor es necesario estar consciente de la obra en la cual se utilizará
el hormigón, o el elemento a fundir, esto depende de la experiencia del fabricante del
producto o si no se cuenta con la suficiente experiencia puede ser útil basarse en la
tabla del método ACI.
92
Tabla 5-3: Asentamiento con Respecto del Elemento a Fabricar
Construcción de Concreto Asentamiento (mm)
Máximo Mínimo
Zapatas y muros de 75 25
cimentación reforzado
Zapatas , cajones y muros 75 25
de subestructuras sin refuerzo
Vigas y muros reforzados 100 25
Columnas de edificios 100 25
Pavimentos y losas 75 25
Concreto masivo 75 25
Realización: Autores; Fuente: Manual de la PCA, Diseño de Mezclas y Proporcionamiento de
Materiales.
Para efectos de laboratorio se puede aceptar asentamientos bajos, a través del ensayo
del cono de Abrams, pero no menores de 15mm ya que para asentamientos menores
al descrito se utiliza otro método de medida de asentamiento.
Si se requiere asentamientos mayores se debe aumentar pasta para mejorar la
consistencia de la mezcla.
5.2.1.2 Tablas y Ecuaciones Utilizadas.
Una vez obtenidos los datos necesarios para el diseño se procede a determinar la
relación agua/cemento con la cual se trabajará, a través de la siguiente tabla que ha
sido conformada de acuerdo a un sin número de experiencias en diseños de mezclas
realizado en el Laboratorio de Ensayo de Materiales de la Universidad Central del
Ecuador.
93
Tabla 5-4: Cuadro Empírico de la Relación Agua/Cemento en función de la Resistencia
Resistencia
(MPa)
W/C
(Al Peso)
14 0,80
18 0,70
22 0,60
26 0,54
30 0,48
34 0,43
38 0,38
42 0,35
Realización: Autores; Fuente: Método de la Densidad Óptima – Biblioteca Laboratorio de Ensayo de
Materiales.
La determinación de la densidad real de la mezcla de agregados (DRM), se la realiza
a través de la siguiente ecuación:
DRM = DAsss * %AA
+ DRsss * %RA
100 100
Y a partir del resultado obtenido mediante la aplicación del a ecuación e incluyendo
el dato de densidad óptima de la mezcla de agregados (DOM), se obtiene el
porcentaje óptimo de vacíos:
%OV = (DRM - DOM)
* 100 DRM
Se definirá la cantidad de pasta a través del resultado obtenido del porcentaje óptimo
de vacíos, aplicándolo en una de las ecuaciones que se seleccionarán a partir del
asentamiento que se requiera en la mezcla del hormigón en estado fresco, esto de
acuerdo a la tabla que se muestra a continuación, que se basa de igual manera en
94
experiencias realizadas en el Laboratorio de Ensayo de Materiales de la Universidad
Central:
Tabla 5-5: Tabla para la Selección de la Ecuación Aplicable para el Cálculo de la Cantidad de Pasta
Asentamiento Ecuación para Determinar
(cm) la Cantidad de Pasta (CP)
0 a 3 %OV + 0,03(%OV)
3,5 a 6 %OV + 0,06(%OV)
6,5 a 9 %OV + 0,09(%OV)
9,5 a 12 %OV + 0,12(%OV)
12,5 a 15 %OV + 0,14(%OV)
Realización: Autores; Fuente: Método de la Densidad Óptima – Biblioteca Laboratorio de Ensayo de
Materiales.
La cantidad de pasta estará expresada en porcentaje, influye en gran manera siendo la
premisa para determinar las cantidades de materiales a utilizar, en especial agua y
cemento a parir de la obtención del valor de la cantidad de cemento en kg/m3
principalmente, mediante la utilización de la siguiente ecuación que se define de la
siguiente manera:
CP = W + C (Cantidades en Masa)
CP = (W/δw) + (C/δc) (Cantidades al Volumen)
CP = (W) + (C/DRC)
CP = C*[ (W/C) + (1/DRC) ]
Entonces:
C = 10*CP
(W/C) + (1/DRC)
Donde:
W/C: Relación Agua/Cemento
W: Cantidad de agua (kg/m3)
95
C: Cantidad de Cemento (kg/m3)
CP: Cantidad de Pasta (%)
10: Coeficiente útil para expresar la cantidad de cemento en kg/m3.
Posterior a la obtención del valor de la cantidad de Cemento (C), a través de la
relación Agua/Cemento se realiza el respectivo artificio simple matemático para
obtener la cantidad de agua con los resultados ya obtenidos:
W = (W/C (Peso))*C
Finalmente a través de las ecuaciones que se exponen a continuación se determina las
cantidades de agregados en kg/m3, es decir arena y ripio para la mezcla:
A = (1 - CP) * DAsss * %AA
100
R = (1 - CP) * DRsss * %RA
100
La dosificación de materiales se expresará de la siguiente manera:
W : C : A : R
Las cantidades de materiales para la fabricación de la mezcla de hormigón estarán
definidos en las unidades ya indicadas, pero el proceso aún no termina ahí, ya que se
debe realizar la corrección por humedad, para lo cual utilizamos los datos ya
determinados de capacidad de absorción y contenido de humedad de los áridos, ya
que se asume en el diseño que las partículas se encuentran en estado SSS.
96
5.2.2 Diseño de mezclas a partir de los datos obtenidos.
Después de haber definido: los datos que son necesarios para llevar a cabo el diseño,
el procedimiento que se debe seguir para obtener la dosificación clave del diseño de
mezclas, se prosigue con los cálculos para llevar a cabo el diseño en diez pasos:
35 MPa, Mina de Pifo
1.- Calidad del Agua: Mezclas de Prueba
2.- Marca y Tipo de Cemento: f´c = 35 MPa
3.- Procedencia Agregado Grueso: Número de Probetas = 4
4.- Procedencia Agregado Fino:
Datos para el Diseño:
1.- Resistencia Especificada f´c MPa
2.- Resistencia Requerida f´cr MPa
3.- Densidad Real del Cemento DRC kg/m³
4.- Densidad SSS del Ripio DsssR kg/m³
5.- Densidad SSS de la Arena DsssA kg/m³
6.- Densidad Óptima de Mezcla de Agregados DOM kg/m³
7.- Porcentaje de Arena a Añadir % AA %
8.- Porcentaje de Ripio a Añadir % RA %
9.- Capacidad de Absorción de la Arena CAA %
10.- Capacidad de Absorción del Ripio CAR %
11.- Contenido de Humedad de la Arena CHA %
12.- Contenido de Humedad del Ripio CHR %
13.- Asentamiento de la Mezcla As mm
2,25
0,6
0,2
50
Materias Primas: Especificaciones:
Potable
Holcim Tipo GU
Mina de Pifo
Mina de Pifo
35,00
43,30
2810,00
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d o
Laboratorio de Ensayo de Materiales
DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad Óptima
2450,00
2390,00
1862,00
46,00
54,00
5,50
97
1.- Determinación de la Relación Agua/ Cemento (W/C) 4.- Ecuación utilizada para el Cálculo de la Cantidad de Pasta
f c = MPa
f cr = MPa
Mediante Extrapolación:
Expresado al Peso
2.- Cálculo de la Densidad Real de la Mezcla
%AA %RA
100 100
kg/m³
3.- Cálculo del Porcentaje Óptimo de Vacíos
%
Realizado por:
Darío Javier Bermúdez Andrade
Hugo Alexander Cadena Perugachi
DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad Óptima
* 100%
%OV = 23,13
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d o
Laboratorio de Ensayo de Materiales
DRM = 2422,40
%OV =DRM
DRM - DOM
35,00
43,30
W/C = 0,340
DRM = DsssA * + DsssR *
0,6
0,54
0,48
0,43
0,38
0,35
22
26
30
34
38
42
f'cr
14
18
W/C
0,8
0,7
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d o
Laboratorio de Ensayo de Materiales
DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad Óptima
98
4.- Ecuación utilizada para el Cálculo de la Cantidad de Pasta
Asentamiento = 5cm
%
5.- Cálculo de la Cantidad de Cemento en kg/m³
W 1 C = kg/m³
C DRC
6.- Cálculo de la Cantidad de Agua en kg/m³
W W = * C
C W = kg/m³
Realizado por: Darío Javier Bermúdez Andrade
Hugo Alexander Cadena Perugachi
0,340
119,86
12,5 a 15 %OV + 0,14(%OV)
CP = %OV + 0,06(%OV)
24,52CP =
C =
+
10*CP
3,5 a 6 %OV + 0,06(%OV)
6,5 a 9 %OV + 0,09(%OV)
9,5 a 12 %OV + 0,12(%OV)
DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad Óptima
Asentamiento Ecuación para Determinar
(cm) la Cantidad de Pasta (CP)
0 a 3 %OV + 0,03(%OV)
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d o
Laboratorio de Ensayo de Materiales
352,27
= 0,340
99
7.- Cálculo de la Cantidad de Agregado Fino, Arena en kg/m³
%AA
100
A = kg/m³
8.- Cálculo de la Cantidad de Agregado Grueso, Ripio en kg/m³
%RA
100
R = kg/m³
9.- Dosificación Expresada en kg por cada m³ de Hormigón
: : :
Cant. : : :
10.- Dosificación al Peso (SSS)
: : :
Cant. : : :
Realizado por:
Darío Javier Bermúdez Andrade
Hugo Alexander Cadena Perugachi
Cemento Arena RipioMat.
Mat.Agua Cemento Arena Ripio
C A R
0,34 1,00 2,36 2,83
998,57
119,86
W C A R
352,27 829,80 998,57
Agua
(1 - CP%)*DsssA
829,80
*
R = (1 - CP%)*DsssR *
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Carrera de Ingeniería Civil
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Laboratorio de Ensayo de Materiales
DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad Óptima
A =
W
100
28MPa; Mina de Pifo
1.- Determinación de la Relación Agua/ Cemento (W/C)
1.- Calidad del Agua: Mezclas de Prueba
2.- Marca y Tipo de Cemento: f´c = 28 MPa
3.- Procedencia Agregado Grueso: Número de Probetas = 4
4.- Procedencia Agregado Fino:
Datos para el Diseño:
1.- Resistencia Especificada f´c MPa
2.- Resistencia Requerida f´cr MPa
3.- Densidad Real del Cemento DRC kg/m³
4.- Densidad SSS del Ripio DsssR kg/m³ 2.- Cálculo de la Densidad Real de la Mezcla
5.- Densidad SSS de la Arena DsssA kg/m³
6.- Densidad Óptima de Mezcla de Agregados DOM kg/m³
7.- Porcentaje de Arena a Añadir % AA %
8.- Porcentaje de Ripio a Añadir % RA %
9.- Capacidad de Absorción de la Arena CAA %
10.- Capacidad de Absorción del Ripio CAR %
11.- Contenido de Humedad de la Arena CHA %
12.- Contenido de Humedad del Ripio CHR % 3.- Cálculo del Porcentaje Óptimo de Vacíos
13.- Asentamiento de la Mezcla As mm
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Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d o
Laboratorio de Ensayo de Materiales
DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad Óptima
2,25
0,6
0,2
50
Materias Primas: Especificaciones:
Potable
Holcim Tipo GU
Mina de Pifo
Mina de Pifo
28,00
36,30
2810,00
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d o
Laboratorio de Ensayo de Materiales
DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad Óptima
2450,00
2390,00
1862,00
46,00
54,00
5,50
101
1.- Determinación de la Relación Agua/ Cemento (W/C) 4.- Ecuación utilizada para el Cálculo de la Cantidad de Pasta
f c = MPa
f cr = MPa
Mediante Interpolación:
Expresado al Peso
2.- Cálculo de la Densidad Real de la Mezcla
%AA %RA
100 100 5.- Cálculo de la Cantidad de Cemento en kg/m³
kg/m³
3.- Cálculo del Porcentaje Óptimo de Vacíos
6.- Cálculo de la Cantidad de Agua en kg/m³
%
Realizado por:
Darío Javier Bermúdez Andrade Realizado por:
Hugo Alexander Cadena Perugachi
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Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
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Laboratorio de Ensayo de Materiales
DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad Óptima
DRM = 2422,40
%OV =DRM
DRM - DOM* 100%
%OV = 23,13
28,00
36,30
W/C = 0,401
DRM = DsssA * + DsssR *
0,6
0,54
0,48
0,43
0,38
0,35
22
26
30
34
38
42
f'cr
14
18
W/C
0,8
0,7
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d o
Laboratorio de Ensayo de Materiales
DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad Óptima
102
4.- Ecuación utilizada para el Cálculo de la Cantidad de Pasta 7.- Cálculo de la Cantidad de Agregado Fino, Arena en kg/m³
Asentamiento = 5cm
8.- Cálculo de la Cantidad de Agregado Grueso, Ripio en kg/m³
%
9.- Dosificación Expresada en kg por cada m³ de Hormigón
5.- Cálculo de la Cantidad de Cemento en kg/m³
Cant.
W 1 C = kg/m³
C DRC
10.- Dosificación al Peso (SSS)
6.- Cálculo de la Cantidad de Agua en kg/m³
W W = * C Cant.
C W = kg/m³
Realizado por:
Realizado por: Darío Javier Bermúdez Andrade
Hugo Alexander Cadena Perugachi
Mat.
Mat.
0,401
129,96
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Carrera de Ingeniería Civil
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Laboratorio de Ensayo de Materiales
DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad Óptima
12,5 a 15 %OV + 0,14(%OV)
CP% = %OV + 0,06(%OV)
24,52CP% =
C =
+
10*CP%
3,5 a 6 %OV + 0,06(%OV)
6,5 a 9 %OV + 0,09(%OV)
9,5 a 12 %OV + 0,12(%OV)
DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad Óptima
Asentamiento Ecuación para Determinar
(cm) la Cantidad de Pasta (CP)
0 a 3 %OV + 0,03(%OV)
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d o
Laboratorio de Ensayo de Materiales
323,89
= 0,401
103
7.- Cálculo de la Cantidad de Agregado Fino, Arena en kg/m³ 11.- Dosificación en kg para 4 Cilindros de Prueba.
%AA
100
A = kg/m³
8.- Cálculo de la Cantidad de Agregado Grueso, Ripio en kg/m³
%RA
100
R = kg/m³
0,40
9.- Dosificación Expresada en kg por cada m³ de Hormigón
: : :
Cant. : : :
10.- Dosificación al Peso (SSS)
: : :
Cant. : : : Cant.
Realizado por: Realizado por:
Darío Javier Bermúdez Andrade
Hugo Alexander Cadena Perugachi
Cantidad de Materiales en kg para Fabricar 4 cilindros
Mat.
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d o
Laboratorio de Ensayo de Materiales
DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad Óptima
Cemento Arena RipioMat.
Mat.Agua Cemento Arena Ripio
C A R
0,40 1,00 2,56 3,08
998,57
129,96
W C A R
323,89 829,80 998,57
Agua
(1 - CP%)*DsssA
829,80
*
R = (1 - CP%)*DsssR *
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d o
Laboratorio de Ensayo de Materiales
DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad Óptima
A =
W
104
21MPa; Mina de Pifo
1.- Determinación de la Relación Agua/ Cemento (W/C)
1.- Calidad del Agua: Mezclas de Prueba
2.- Marca y Tipo de Cemento: f´c = 21 MPa
3.- Procedencia Agregado Grueso: Número de Probetas = 4
4.- Procedencia Agregado Fino:
Datos para el Diseño:
1.- Resistencia Especificada f´c MPa
2.- Resistencia Requerida f´cr MPa
3.- Densidad Real del Cemento DRC kg/m³
4.- Densidad SSS del Ripio DsssR kg/m³ 2.- Cálculo de la Densidad Real de la Mezcla
5.- Densidad SSS de la Arena DsssA kg/m³
6.- Densidad Óptima de Mezcla de Agregados DOM kg/m³
7.- Porcentaje de Arena a Añadir % AA %
8.- Porcentaje de Ripio a Añadir % RA %
9.- Capacidad de Absorción de la Arena CAA %
10.- Capacidad de Absorción del Ripio CAR %
11.- Contenido de Humedad de la Arena CHA %
12.- Contenido de Humedad del Ripio CHR % 3.- Cálculo del Porcentaje Óptimo de Vacíos
13.- Asentamiento de la Mezcla As mm
2450,00
2390,00
1862,00
46,00
54,00
5,50
21,00
29,30
2810,00
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d o
Laboratorio de Ensayo de Materiales
DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad Óptima
2,25
0,6
0,2
50
Materias Primas: Especificaciones:
Potable
Holcim Tipo GU
Mina de Pifo
Mina de Pifo
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
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Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d o
Laboratorio de Ensayo de Materiales
DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad Óptima
105
1.- Determinación de la Relación Agua/ Cemento (W/C) 4.- Ecuación utilizada para el Cálculo de la Cantidad de Pasta
f c = MPa
f cr = MPa
Mediante Interpolación:
Expresado al Peso
2.- Cálculo de la Densidad Real de la Mezcla
%AA %RA
100 100 5.- Cálculo de la Cantidad de Cemento en kg/m³
kg/m³
3.- Cálculo del Porcentaje Óptimo de Vacíos
6.- Cálculo de la Cantidad de Agua en kg/m³
%
Realizado por:
Darío Javier Bermúdez Andrade Realizado por:
Hugo Alexander Cadena Perugachi
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
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Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d o
Laboratorio de Ensayo de Materiales
DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad Óptima
DRM = 2422,40
%OV =DRM
DRM - DOM* 100%
%OV = 23,13
21,00
29,30
W/C = 0,491
DRM = DsssA * + DsssR *
0,6
0,54
0,48
0,43
0,38
0,35
22
26
30
34
38
42
f'cr
14
18
W/C
0,8
0,7
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d o
Laboratorio de Ensayo de Materiales
DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad Óptima
106
4.- Ecuación utilizada para el Cálculo de la Cantidad de Pasta 7.- Cálculo de la Cantidad de Agregado Fino, Arena en kg/m³
Asentamiento = 5cm
8.- Cálculo de la Cantidad de Agregado Grueso, Ripio en kg/m³
%
9.- Dosificación Expresada en kg por cada m³ de Hormigón
5.- Cálculo de la Cantidad de Cemento en kg/m³
Cant.
W 1 C = kg/m³
C DRC
10.- Dosificación al Peso (SSS)
6.- Cálculo de la Cantidad de Agua en kg/m³
W W = * C Cant.
C W = kg/m³
Realizado por:
Realizado por: Darío Javier Bermúdez Andrade
Hugo Alexander Cadena Perugachi
0,491
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
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Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d o
Laboratorio de Ensayo de Materiales
289,73
=
DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad Óptima
Asentamiento Ecuación para Determinar
(cm) la Cantidad de Pasta (CP)
0 a 3 %OV + 0,03(%OV)
3,5 a 6 %OV + 0,06(%OV)
6,5 a 9 %OV + 0,09(%OV)
9,5 a 12 %OV + 0,12(%OV)
12,5 a 15 %OV + 0,14(%OV)
CP% = %OV + 0,06(%OV)
24,52CP% =
C =
+
10*CP%
0,491
142,11
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
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Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d o
Laboratorio de Ensayo de Materiales
DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad Óptima
Mat.
Mat.
107
7.- Cálculo de la Cantidad de Agregado Fino, Arena en kg/m³ 11.- Dosificación en kg para 4 Cilindros de Prueba.
%AA
100
A = kg/m³
8.- Cálculo de la Cantidad de Agregado Grueso, Ripio en kg/m³
%RA
100
R = kg/m³
0,49
9.- Dosificación Expresada en kg por cada m³ de Hormigón
: : :
Cant. : : :
10.- Dosificación al Peso (SSS)
: : :
Cant. : : : Cant.
Realizado por: Realizado por:
Darío Javier Bermúdez Andrade
Hugo Alexander Cadena Perugachi
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Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d o
Laboratorio de Ensayo de Materiales
DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad Óptima
A =
W
(1 - CP%)*DsssA
829,80
*
R = (1 - CP%)*DsssR *
998,57
142,11
W C A R
289,73 829,80 998,57
Agua
A R
0,49 1,00 2,86 3,45
Cemento Arena RipioMat.
Mat.Agua Cemento Arena Ripio
C
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Laboratorio de Ensayo de Materiales
DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad Óptima
Mat.
Cantidad de Materiales en kg para Fabricar 4 cilindros
108
14MPa; Mina de Pifo
1.- Determinación de la Relación Agua/ Cemento (W/C)
1.- Calidad del Agua: Mezclas de Prueba
2.- Marca y Tipo de Cemento: f´c = 14 MPa
3.- Procedencia Agregado Grueso: Número de Probetas = 4
4.- Procedencia Agregado Fino:
Datos para el Diseño:
1.- Resistencia Especificada f´c MPa
2.- Resistencia Requerida f´cr MPa
3.- Densidad Real del Cemento DRC kg/m³
4.- Densidad SSS del Ripio DsssR kg/m³ 2.- Cálculo de la Densidad Real de la Mezcla
5.- Densidad SSS de la Arena DsssA kg/m³
6.- Densidad Óptima de Mezcla de Agregados DOM kg/m³
7.- Porcentaje de Arena a Añadir % AA %
8.- Porcentaje de Ripio a Añadir % RA %
9.- Capacidad de Absorción de la Arena CAA %
10.- Capacidad de Absorción del Ripio CAR %
11.- Contenido de Humedad de la Arena CHA %
12.- Contenido de Humedad del Ripio CHR % 3.- Cálculo del Porcentaje Óptimo de Vacíos
13.- Asentamiento de la Mezcla As mm
2450,00
2390,00
1862,00
46,00
54,00
5,50
14,00
20,10
2810,00
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
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Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d o
Laboratorio de Ensayo de Materiales
DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad Óptima
2,25
0,6
0,2
50
Materias Primas: Especificaciones:
Potable
Holcim Tipo GU
Mina de Pifo
Mina de Pifo
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Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d o
Laboratorio de Ensayo de Materiales
DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad Óptima
109
1.- Determinación de la Relación Agua/ Cemento (W/C) 4.- Ecuación utilizada para el Cálculo de la Cantidad de Pasta
f c = MPa
f cr = MPa
Mediante Interpolación:
Expresado al Peso
2.- Cálculo de la Densidad Real de la Mezcla
%AA %RA
100 100 5.- Cálculo de la Cantidad de Cemento en kg/m³
kg/m³
3.- Cálculo del Porcentaje Óptimo de Vacíos
6.- Cálculo de la Cantidad de Agua en kg/m³
%
Realizado por:
Darío Javier Bermúdez Andrade Realizado por:
Hugo Alexander Cadena Perugachi
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d o
Laboratorio de Ensayo de Materiales
DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad Óptima
DRM = 2422,40
%OV =DRM
DRM - DOM* 100%
%OV = 23,13
14,00
20,10
W/C = 0,647
DRM = DsssA * + DsssR *
0,6
0,54
0,48
0,43
0,38
0,35
22
26
30
34
38
42
f'cr
14
18
W/C
0,8
0,7
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
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Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d o
Laboratorio de Ensayo de Materiales
DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad Óptima
110
4.- Ecuación utilizada para el Cálculo de la Cantidad de Pasta 7.- Cálculo de la Cantidad de Agregado Fino, Arena en kg/m³
Asentamiento = 5cm
8.- Cálculo de la Cantidad de Agregado Grueso, Ripio en kg/m³
%
9.- Dosificación Expresada en kg por cada m³ de Hormigón
5.- Cálculo de la Cantidad de Cemento en kg/m³
Cant.
W 1 C = kg/m³
C DRC
10.- Dosificación al Peso (SSS)
6.- Cálculo de la Cantidad de Agua en kg/m³
W W = * C Cant.
C W = kg/m³
Realizado por:
Realizado por: Darío Javier Bermúdez Andrade
Hugo Alexander Cadena Perugachi
0,647
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Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d o
Laboratorio de Ensayo de Materiales
244,40
=
DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad Óptima
Asentamiento Ecuación para Determinar
(cm) la Cantidad de Pasta (CP)
0 a 3 %OV + 0,03(%OV)
3,5 a 6 %OV + 0,06(%OV)
6,5 a 9 %OV + 0,09(%OV)
9,5 a 12 %OV + 0,12(%OV)
12,5 a 15 %OV + 0,14(%OV)
CP% = %OV + 0,06(%OV)
24,52CP% =
C =
+
10*CP%
0,647
158,25
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
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Laboratorio de Ensayo de Materiales
DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad Óptima
Mat.
Mat.
111
7.- Cálculo de la Cantidad de Agregado Fino, Arena en kg/m³ 11.- Dosificación en kg para 4 Cilindros de Prueba.
%AA
100
A = kg/m³
8.- Cálculo de la Cantidad de Agregado Grueso, Ripio en kg/m³
%RA
100
R = kg/m³
0,65
9.- Dosificación Expresada en kg por cada m³ de Hormigón
: : :
Cant. : : :
10.- Dosificación al Peso (SSS)
: : :
Cant. : : : Cant.
Realizado por: Realizado por:
Darío Javier Bermúdez Andrade
Hugo Alexander Cadena Perugachi
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d o
Laboratorio de Ensayo de Materiales
DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad Óptima
A =
W
(1 - CP%)*DsssA
829,80
*
R = (1 - CP%)*DsssR *
998,57
158,25
W C A R
244,40 829,80 998,57
Agua
A R
0,65 1,00 3,40 4,09
Cemento Arena RipioMat.
Mat.Agua Cemento Arena Ripio
C
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Carrera de Ingeniería Civil
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DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad Óptima
Mat.
Cantidad de Materiales en kg para Fabricar 4 cilindros
112
35MPa; Mina de San Antonio de Pichincha
1.- Determinación de la Relación Agua/ Cemento (W/C)
1.- Calidad del Agua: Mezclas de Prueba
2.- Marca y Tipo de Cemento: f´c = 21 MPa
3.- Procedencia Agregado Grueso: Número de Probetas = 4
4.- Procedencia Agregado Fino:
Datos para el Diseño:
1.- Resistencia Especificada f´c MPa
2.- Resistencia Requerida f´cr MPa
3.- Densidad Real del Cemento DRC kg/m³
4.- Densidad SSS del Ripio DsssR kg/m³ 2.- Cálculo de la Densidad Real de la Mezcla
5.- Densidad SSS de la Arena DsssA kg/m³
6.- Densidad Óptima de Mezcla de Agregados DOM kg/m³
7.- Porcentaje de Arena a Añadir % AA %
8.- Porcentaje de Ripio a Añadir % RA %
9.- Capacidad de Absorción de la Arena CAA %
10.- Capacidad de Absorción del Ripio CAR %
11.- Contenido de Humedad de la Arena CHA %
12.- Contenido de Humedad del Ripio CHR % 3.- Cálculo del Porcentaje Óptimo de Vacíos
13.- Asentamiento de la Mezcla As mm
2410,00
2520,00
1789,20
31,00
69,00
5,32
35,00
43,30
2810,00
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d o
Laboratorio de Ensayo de Materiales
DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad Óptima
4,97
0,18
0,07
70
Materias Primas: Especificaciones:
Potable
Holcim Tipo GU
Mina de San Antonio
Mina de San Antonio
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d o
Laboratorio de Ensayo de Materiales
DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad Óptima
113
1.- Determinación de la Relación Agua/ Cemento (W/C) 4.- Ecuación utilizada para el Cálculo de la Cantidad de Pasta
f c = MPa
f cr = MPa
Mediante Extrapolación:
Expresado al Peso
2.- Cálculo de la Densidad Real de la Mezcla
%AA %RA
100 100 5.- Cálculo de la Cantidad de Cemento en kg/m³
kg/m³
3.- Cálculo del Porcentaje Óptimo de Vacíos
6.- Cálculo de la Cantidad de Agua en kg/m³
%
Realizado por:
Darío Javier Bermúdez Andrade Realizado por:
Hugo Alexander Cadena Perugachi
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d o
Laboratorio de Ensayo de Materiales
DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad Óptima
f'cr
14
18
W/C
0,8
0,7
0,48
0,43
0,38
0,35
22
26
30
34
38
42
35,00
43,30
W/C = 0,340
DRM = DsssA * + DsssR *
0,6
0,54
DRM = 2444,10
%OV =DRM
DRM - DOM* 100%
%OV = 26,80
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d o
Laboratorio de Ensayo de Materiales
DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad Óptima
114
4.- Ecuación utilizada para el Cálculo de la Cantidad de Pasta 7.- Cálculo de la Cantidad de Agregado Fino, Arena en kg/m³
Asentamiento = 7cm
8.- Cálculo de la Cantidad de Agregado Grueso, Ripio en kg/m³
%
9.- Dosificación Expresada en kg por cada m³ de Hormigón
5.- Cálculo de la Cantidad de Cemento en kg/m³
Cant.
W 1 C = kg/m³
C DRC
10.- Dosificación al Peso (SSS)
6.- Cálculo de la Cantidad de Agua en kg/m³
W W = * C Cant.
C W = kg/m³
Realizado por:
Realizado por: Darío Javier Bermúdez Andrade
Hugo Alexander Cadena Perugachi
142,76= 0,340
0,340
Mat.
+419,56
C =10*CP%
Mat.
CP% = 29,21
CP% = %OV + 0,09(%OV)
12,5 a 15 %OV + 0,14(%OV)
6,5 a 9 %OV + 0,09(%OV)
9,5 a 12 %OV + 0,12(%OV)
3,5 a 6 %OV + 0,06(%OV)
0 a 3 %OV + 0,03(%OV)
(cm) la Cantidad de Pasta (CP)
Asentamiento Ecuación para Determinar
DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad ÓptimaDISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad Óptima
Laboratorio de Ensayo de Materiales Laboratorio de Ensayo de Materiales
T e s i s d e G r a d o T e s i s d e G r a d o
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Carrera de Ingeniería Civil Carrera de Ingeniería Civil
115
7.- Cálculo de la Cantidad de Agregado Fino, Arena en kg/m³ 11.- Dosificación en kg para 4 Cilindros de Prueba.
%AA
100
A = kg/m³
8.- Cálculo de la Cantidad de Agregado Grueso, Ripio en kg/m³
%RA
100
R = kg/m³
0,34
9.- Dosificación Expresada en kg por cada m³ de Hormigón
: : :
Cant. : : :
10.- Dosificación al Peso (SSS)
: : :
Cant. : : : Cant.
Realizado por: Realizado por:
Darío Javier Bermúdez Andrade
Hugo Alexander Cadena Perugachi
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d o
Laboratorio de Ensayo de Materiales
DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad Óptima
A =
W
(1 - CP%)*DsssA
553,04
*
R = (1 - CP%)*DsssR *
1177,22
142,76
W C A R
419,56 553,04 1177,22
Agua
A R
0,34 1,00 1,32 2,81
Cemento Arena RipioMat.
Mat.Agua Cemento Arena Ripio
C
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d o
Laboratorio de Ensayo de Materiales
DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad Óptima
Mat.
Cantidad de Materiales en kg para Fabricar 4 cilindros
116
28MPa; Mina de San Antonio de Pichincha
1.- Determinación de la Relación Agua/ Cemento (W/C)
1.- Calidad del Agua: Mezclas de Prueba
2.- Marca y Tipo de Cemento: f´c = 21 MPa
3.- Procedencia Agregado Grueso: Número de Probetas = 4
4.- Procedencia Agregado Fino:
Datos para el Diseño:
1.- Resistencia Especificada f´c MPa
2.- Resistencia Requerida f´cr MPa
3.- Densidad Real del Cemento DRC kg/m³
4.- Densidad SSS del Ripio DsssR kg/m³ 2.- Cálculo de la Densidad Real de la Mezcla
5.- Densidad SSS de la Arena DsssA kg/m³
6.- Densidad Óptima de Mezcla de Agregados DOM kg/m³
7.- Porcentaje de Arena a Añadir % AA %
8.- Porcentaje de Ripio a Añadir % RA %
9.- Capacidad de Absorción de la Arena CAA %
10.- Capacidad de Absorción del Ripio CAR %
11.- Contenido de Humedad de la Arena CHA %
12.- Contenido de Humedad del Ripio CHR % 3.- Cálculo del Porcentaje Óptimo de Vacíos
13.- Asentamiento de la Mezcla As mm
2410,00
2520,00
1789,20
31,00
69,00
5,32
28,00
36,30
2810,00
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d o
Laboratorio de Ensayo de Materiales
DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad Óptima
4,97
0,18
0,07
70
Materias Primas: Especificaciones:
Potable
Holcim Tipo GU
Mina de San Antonio
Mina de San Antonio
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d o
Laboratorio de Ensayo de Materiales
DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad Óptima
117
1.- Determinación de la Relación Agua/ Cemento (W/C) 4.- Ecuación utilizada para el Cálculo de la Cantidad de Pasta
f c = MPa
f cr = MPa
Mediante Interpolación:
Expresado al Peso
2.- Cálculo de la Densidad Real de la Mezcla
%AA %RA
100 100 5.- Cálculo de la Cantidad de Cemento en kg/m³
kg/m³
3.- Cálculo del Porcentaje Óptimo de Vacíos
6.- Cálculo de la Cantidad de Agua en kg/m³
%
Realizado por:
Darío Javier Bermúdez Andrade Realizado por:
Hugo Alexander Cadena Perugachi
%OV = 26,80
%OV =DRM - DOM
* 100%DRM
DRM = 2444,10
DRM = DsssA * + DsssR *
42 0,35
38 0,38
30 0,48
34 0,43
26 0,54 W/C = 0,401
22 0,6
18 0,7
14 0,8
36,30f'cr W/C
28,00
DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad ÓptimaDISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad Óptima
Laboratorio de Ensayo de Materiales Laboratorio de Ensayo de Materiales
T e s i s d e G r a d o T e s i s d e G r a d o
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Carrera de Ingeniería Civil Carrera de Ingeniería Civil
118
4.- Ecuación utilizada para el Cálculo de la Cantidad de Pasta 7.- Cálculo de la Cantidad de Agregado Fino, Arena en kg/m³
Asentamiento = 7cm
8.- Cálculo de la Cantidad de Agregado Grueso, Ripio en kg/m³
%
9.- Dosificación Expresada en kg por cada m³ de Hormigón
5.- Cálculo de la Cantidad de Cemento en kg/m³
Cant.
W 1 C = kg/m³
C DRC
10.- Dosificación al Peso (SSS)
6.- Cálculo de la Cantidad de Agua en kg/m³
W W = * C Cant.
C W = kg/m³
Realizado por:
Realizado por: Darío Javier Bermúdez Andrade
Hugo Alexander Cadena Perugachi
154,79= 0,401
0,401
Mat.
+385,76
C =10*CP%
Mat.
CP% = 29,21
CP% = %OV + 0,09(%OV)
12,5 a 15 %OV + 0,14(%OV)
6,5 a 9 %OV + 0,09(%OV)
9,5 a 12 %OV + 0,12(%OV)
3,5 a 6 %OV + 0,06(%OV)
0 a 3 %OV + 0,03(%OV)
(cm) la Cantidad de Pasta (CP)
Asentamiento Ecuación para Determinar
DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad ÓptimaDISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad Óptima
Laboratorio de Ensayo de Materiales Laboratorio de Ensayo de Materiales
T e s i s d e G r a d o T e s i s d e G r a d o
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Carrera de Ingeniería Civil Carrera de Ingeniería Civil
119
7.- Cálculo de la Cantidad de Agregado Fino, Arena en kg/m³ 11.- Dosificación en kg para 4 Cilindros de Prueba.
%AA
100
A = kg/m³
8.- Cálculo de la Cantidad de Agregado Grueso, Ripio en kg/m³
%RA
100
R = kg/m³
0,40
9.- Dosificación Expresada en kg por cada m³ de Hormigón
: : :
Cant. : : :
10.- Dosificación al Peso (SSS)
: : :
Cant. : : : Cant.
Realizado por: Realizado por:
Darío Javier Bermúdez Andrade
Hugo Alexander Cadena Perugachi
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Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d o
Laboratorio de Ensayo de Materiales
DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad Óptima
A =
W
(1 - CP%)*DsssA
553,04
*
R = (1 - CP%)*DsssR *
1177,22
154,79
W C A R
385,76 553,04 1177,22
Agua
A R
0,40 1,00 1,43 3,05
Cemento Arena RipioMat.
Mat.Agua Cemento Arena Ripio
C
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Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d o
Laboratorio de Ensayo de Materiales
DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad Óptima
Mat.
Cantidad de Materiales en kg para Fabricar 4 cilindros
120
21MPa; Mina de San Antonio de Pichincha
1.- Determinación de la Relación Agua/ Cemento (W/C)
1.- Calidad del Agua: Mezclas de Prueba
2.- Marca y Tipo de Cemento: f´c = 21 MPa
3.- Procedencia Agregado Grueso: Número de Probetas = 4
4.- Procedencia Agregado Fino:
Datos para el Diseño:
1.- Resistencia Especificada f´c MPa
2.- Resistencia Requerida f´cr MPa
3.- Densidad Real del Cemento DRC kg/m³
4.- Densidad SSS del Ripio DsssR kg/m³ 2.- Cálculo de la Densidad Real de la Mezcla
5.- Densidad SSS de la Arena DsssA kg/m³
6.- Densidad Óptima de Mezcla de Agregados DOM kg/m³
7.- Porcentaje de Arena a Añadir % AA %
8.- Porcentaje de Ripio a Añadir % RA %
9.- Capacidad de Absorción de la Arena CAA %
10.- Capacidad de Absorción del Ripio CAR %
11.- Contenido de Humedad de la Arena CHA %
12.- Contenido de Humedad del Ripio CHR % 3.- Cálculo del Porcentaje Óptimo de Vacíos
13.- Asentamiento de la Mezcla As mm
2410,00
2520,00
1789,20
31,00
69,00
5,32
21,00
29,30
2810,00
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Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d o
Laboratorio de Ensayo de Materiales
DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad Óptima
4,97
0,18
0,07
70
Materias Primas: Especificaciones:
Potable
Holcim Tipo GU
Mina de San Antonio
Mina de San Antonio
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Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d o
Laboratorio de Ensayo de Materiales
DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad Óptima
121
1.- Determinación de la Relación Agua/ Cemento (W/C) 4.- Ecuación utilizada para el Cálculo de la Cantidad de Pasta
f c = MPa
f cr = MPa
Mediante Interpolación:
Expresado al Peso
2.- Cálculo de la Densidad Real de la Mezcla
%AA %RA
100 100 5.- Cálculo de la Cantidad de Cemento en kg/m³
kg/m³
3.- Cálculo del Porcentaje Óptimo de Vacíos
6.- Cálculo de la Cantidad de Agua en kg/m³
%
Realizado por:
Darío Javier Bermúdez Andrade Realizado por:
Hugo Alexander Cadena Perugachi
%OV = 26,80
%OV =DRM - DOM
* 100%DRM
DRM = 2444,10
DRM = DsssA * + DsssR *
42 0,35
38 0,38
30 0,48
34 0,43
26 0,54 W/C = 0,491
22 0,6
18 0,7
14 0,8
29,30f'cr W/C
21,00
DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad ÓptimaDISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad Óptima
Laboratorio de Ensayo de Materiales Laboratorio de Ensayo de Materiales
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Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
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Carrera de Ingeniería Civil Carrera de Ingeniería Civil
122
4.- Ecuación utilizada para el Cálculo de la Cantidad de Pasta 7.- Cálculo de la Cantidad de Agregado Fino, Arena en kg/m³
Asentamiento = 7cm
8.- Cálculo de la Cantidad de Agregado Grueso, Ripio en kg/m³
%
9.- Dosificación Expresada en kg por cada m³ de Hormigón
5.- Cálculo de la Cantidad de Cemento en kg/m³
Cant.
W 1 C = kg/m³
C DRC
10.- Dosificación al Peso (SSS)
6.- Cálculo de la Cantidad de Agua en kg/m³
W W = * C Cant.
C W = kg/m³
Realizado por:
Realizado por: Darío Javier Bermúdez Andrade
Hugo Alexander Cadena Perugachi
169,26= 0,491
0,491
Mat.
+345,08
C =10*CP%
Mat.
CP% = 29,21
CP% = %OV + 0,09(%OV)
12,5 a 15 %OV + 0,14(%OV)
6,5 a 9 %OV + 0,09(%OV)
9,5 a 12 %OV + 0,12(%OV)
3,5 a 6 %OV + 0,06(%OV)
0 a 3 %OV + 0,03(%OV)
(cm) la Cantidad de Pasta (CP)
Asentamiento Ecuación para Determinar
DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad ÓptimaDISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad Óptima
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Carrera de Ingeniería Civil Carrera de Ingeniería Civil
123
7.- Cálculo de la Cantidad de Agregado Fino, Arena en kg/m³ 11.- Dosificación en kg para 4 Cilindros de Prueba.
%AA
100
A = kg/m³
8.- Cálculo de la Cantidad de Agregado Grueso, Ripio en kg/m³
%RA
100
R = kg/m³
0,49
9.- Dosificación Expresada en kg por cada m³ de Hormigón
: : :
Cant. : : :
10.- Dosificación al Peso (SSS)
: : :
Cant. : : : Cant.
Realizado por: Realizado por:
Darío Javier Bermúdez Andrade
Hugo Alexander Cadena Perugachi
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Carrera de Ingeniería Civil
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Laboratorio de Ensayo de Materiales
DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad Óptima
A =
W
(1 - CP%)*DsssA
553,04
*
R = (1 - CP%)*DsssR *
1177,22
169,26
W C A R
345,08 553,04 1177,22
Agua
A R
0,49 1,00 1,60 3,41
Cemento Arena RipioMat.
Mat.Agua Cemento Arena Ripio
C
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Carrera de Ingeniería Civil
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DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad Óptima
Mat.
Cantidad de Materiales en kg para Fabricar 4 cilindros
124
14MPa; Mina de San Antonio de Pichincha
1.- Determinación de la Relación Agua/ Cemento (W/C)
1.- Calidad del Agua: Mezclas de Prueba
2.- Marca y Tipo de Cemento: f´c = 14 MPa
3.- Procedencia Agregado Grueso: Número de Probetas = 4
4.- Procedencia Agregado Fino:
Datos para el Diseño:
1.- Resistencia Especificada f´c MPa
2.- Resistencia Requerida f´cr MPa
3.- Densidad Real del Cemento DRC kg/m³
4.- Densidad SSS del Ripio DsssR kg/m³ 2.- Cálculo de la Densidad Real de la Mezcla
5.- Densidad SSS de la Arena DsssA kg/m³
6.- Densidad Óptima de Mezcla de Agregados DOM kg/m³
7.- Porcentaje de Arena a Añadir % AA %
8.- Porcentaje de Ripio a Añadir % RA %
9.- Capacidad de Absorción de la Arena CAA %
10.- Capacidad de Absorción del Ripio CAR %
11.- Contenido de Humedad de la Arena CHA %
12.- Contenido de Humedad del Ripio CHR % 3.- Cálculo del Porcentaje Óptimo de Vacíos
13.- Asentamiento de la Mezcla As mm
2410,00
2520,00
1789,20
31,00
69,00
5,32
14,00
20,10
2810,00
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Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d o
Laboratorio de Ensayo de Materiales
DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad Óptima
4,97
0,18
0,07
70
Materias Primas: Especificaciones:
Potable
Holcim Tipo GU
Mina de San Antonio
Mina de San Antonio
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Carrera de Ingeniería Civil
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DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad Óptima
125
1.- Determinación de la Relación Agua/ Cemento (W/C) 4.- Ecuación utilizada para el Cálculo de la Cantidad de Pasta
f c = MPa
f cr = MPa
Mediante Interpolación:
Expresado al Peso
2.- Cálculo de la Densidad Real de la Mezcla
%AA %RA
100 100 5.- Cálculo de la Cantidad de Cemento en kg/m³
kg/m³
3.- Cálculo del Porcentaje Óptimo de Vacíos
6.- Cálculo de la Cantidad de Agua en kg/m³
%
Realizado por:
Darío Javier Bermúdez Andrade Realizado por:
Hugo Alexander Cadena Perugachi
%OV = 26,80
%OV =DRM - DOM
* 100%DRM
DRM = 2444,10
DRM = DsssA * + DsssR *
42 0,35
38 0,38
30 0,48
34 0,43
26 0,54 W/C = 0,647
22 0,6
18 0,7
14 0,8
20,10f'cr W/C
14,00
DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad ÓptimaDISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad Óptima
Laboratorio de Ensayo de Materiales Laboratorio de Ensayo de Materiales
T e s i s d e G r a d o T e s i s d e G r a d o
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
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Carrera de Ingeniería Civil Carrera de Ingeniería Civil
126
4.- Ecuación utilizada para el Cálculo de la Cantidad de Pasta 7.- Cálculo de la Cantidad de Agregado Fino, Arena en kg/m³
Asentamiento = 7cm
8.- Cálculo de la Cantidad de Agregado Grueso, Ripio en kg/m³
%
9.- Dosificación Expresada en kg por cada m³ de Hormigón
5.- Cálculo de la Cantidad de Cemento en kg/m³
Cant.
W 1 C = kg/m³
C DRC
10.- Dosificación al Peso (SSS)
6.- Cálculo de la Cantidad de Agua en kg/m³
W W = * C Cant.
C W = kg/m³
Realizado por:
Realizado por: Darío Javier Bermúdez Andrade
Hugo Alexander Cadena Perugachi
188,48= 0,647
0,647
Mat.
+291,09
C =10*CP%
Mat.
CP% = 29,21
CP% = %OV + 0,09(%OV)
12,5 a 15 %OV + 0,14(%OV)
6,5 a 9 %OV + 0,09(%OV)
9,5 a 12 %OV + 0,12(%OV)
3,5 a 6 %OV + 0,06(%OV)
0 a 3 %OV + 0,03(%OV)
(cm) la Cantidad de Pasta (CP)
Asentamiento Ecuación para Determinar
DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad ÓptimaDISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad Óptima
Laboratorio de Ensayo de Materiales Laboratorio de Ensayo de Materiales
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Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
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Carrera de Ingeniería Civil Carrera de Ingeniería Civil
127
7.- Cálculo de la Cantidad de Agregado Fino, Arena en kg/m³ 11.- Dosificación en kg para 4 Cilindros de Prueba.
%AA
100
A = kg/m³
8.- Cálculo de la Cantidad de Agregado Grueso, Ripio en kg/m³
%RA
100
R = kg/m³
0,65
9.- Dosificación Expresada en kg por cada m³ de Hormigón
: : :
Cant. : : :
10.- Dosificación al Peso (SSS)
: : :
Cant. : : : Cant.
Realizado por: Realizado por:
Darío Javier Bermúdez Andrade
Hugo Alexander Cadena Perugachi
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d o
Laboratorio de Ensayo de Materiales
DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad Óptima
A =
W
(1 - CP%)*DsssA
553,04
*
R = (1 - CP%)*DsssR *
1177,22
188,48
W C A R
291,09 553,04 1177,22
Agua
A R
0,65 1,00 1,90 4,04
Cemento Arena RipioMat.
Mat.Agua Cemento Arena Ripio
C
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Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
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Laboratorio de Ensayo de Materiales
DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad Óptima
Mat.
Cantidad de Materiales en kg para Fabricar 4 cilindros
128
De acuerdo a lo expuesto en los cálculos respectivos, con la obtención de las
dosificaciones útiles para el diseño de las mezclas de prueba podemos analizar los
resultados con estricta validez, de manera que es posible especificar y comprobar lo
argumentado, que mientras mayor sea la resistencia que se requiere cumplir, menor
es la relación agua/cemento de la mezcla, de tal manera que:
Tabla 5-6: Comparación entre la Relación W/C de cada Diseño de Mezcla Realizado
Relación W/C por diseño de la mezcla de cada material
Resistencia 35 MPa 28 MPa 21 MPa 14 MPa
Material de Pifo 0,34 0,40 0,49 0,65
Material de San Antonio 0,34 0,40 0,49 0,65
Realización: Autores
Pese a ello, se debe aclarar que las mezclas que requieren de altas resistencias
requieren mayor cantidad de material cementante, esto encarece la consecución del
producto (el hormigón), ya que el cemento en proporción es la materia prima con el
costo que más se debe considerar.
Aunque se cuenta con relaciones agua/cemento iguales, las cantidades de agregado
varían debido a que existe un poca probabilidad de que exactamente se necesite la
misma cantidad para el diseño, principalmente por la concepción del ensayo de
densidad óptima, donde como se observa en los datos necesarios para el diseño que
no cuentan con porcentajes de aporte a la mezcla semejantes
Hablando de los agregados y su influencia en los cálculos como el utilizado para
determinar la Densidad Real de la Mezcla y Porcentaje Óptimo de Vacíos se puede
interpretar que no cambia su valor indistintamente de que el diseño sea para una
determinada resistencia del hormigón, es decir, se tiene un valor constante de estos
dos factores mencionados que es común en los cálculos de los cuatro diseños
descritos por cada grupo de áridos utilizados, tal como se lo detalla a continuación en
la tabla adjunta, donde se muestra el valor de la DRM y %OV que no varía por
agregado en los cálculos de las resistencias para 14MPa, 21MPa, 28MPa y 35MPa.
129
Tabla 5-7: Comparación entre DRM y %OV de los Diseños de Mezclas Realizados
Material Utilizado para el Diseño San
Pifo Antonio
Densidad Real de la Mezcla (DRM) kg/m3 2444,10 2422,40
Porcentaje Óptimo de Vacíos (%OV) % 26,80 23,13
Realización: Autores
La variación entre estos valores comparando entre agregados se debe a la
granulometría, forma de la partícula de agregado y compatibilidad entre agregado
fino y grueso cada grupo de agregado con el que se trabajó.
La cantidad de pasta puede aumentar o disminuir de acuerdo se el fabricante de la
mezcla decide darle mayor o menor asentamiento, o se lo puede definir como
aumento de porcentaje en cantidad de pasta mediante la consistencia de la mezcla
realizada, es de esta manera que de acuerdo a la experiencia se tomó la decisión de
trabajar con asentamientos tal como se muestra en la siguiente interpretación:
Tabla 5-8: Detalles del Asentamiento para el Diseño y Ecuación para la Cantidad de Pasta.
Asentamiento
Ecuación Utilizada
para la CP
Mezclas Ag. Pifo 50 mm %OV + 0,06%OV
Mezclas Ag. San Antonio 70 mm %OV + 0,09%OV
Realización: Autores
El asentamiento determinado una vez ya obtenida la mezcla es relativo, ya que en la
mayoría de casos sobre todo cuando se trata de resistencias mayores a 25MPa se
cuenta con bajas relaciones W/C que harán que la mezcla sea poco plástica y por
ende no se obtendrá el asentamiento determinado para el cálculo, entonces si es
estrictamente necesario alcanzar la consistencia se añade pasta para acondicionarla.
130
5.3 Mezclas de prueba para las resistencias especificadas.
Posterior de haber definido la dosificación en para cada agregado en donde se notan
las diferencias en las cantidades de áridos que se va a utilizar en diez pasos, se
complementará el diseño corrigiendo las cantidades por humedad y expresándolos en
cantidades para cuatro cilindros de prueba que serán fabricados para conseguir de esa
manera la dosificación óptima, tal que brinde en lo posible la resistencia deseada.
De no ser posible determinar la resistencia especificada a través de las mezclas de
prueba, o a su vez estar muy lejos del valor que se requiere, se harán los ajustes
necesarios, por esta razón es que se considera que las mezclas de prueba son el
principal pilar dentro de la estructuración del diseño de mezclas del hormigón.
Los cálculos que se presentan a seguido de esta leve explicación son la continuación
del proceso realizado en el 5.2.2 por ello se justifica empezar desde la numeración
once, donde se estará realizando el cálculo para los cuatro cilindros de prueba que se
fabricarán por mezcla de determinada resistencia de cada agregado, esto se lo logra
definiendo el volumen de un cilindro estándar de 100mm de diámetro por 200m de
altura, y multiplicándolo por la densidad del hormigón en estado fresco que se lo ha
tomado como 2400kg/m3, de manera que se tiene la cantidad determinada de masa de
hormigón necesario para fabricar un cilindro estándar.
Para culminar el cálculo de la dosificación a aplicar se necesita de la extensión del
proceso hasta el punto doce donde se estará realizando la corrección por humedad, a
partir de los datos de contenido de humedad y capacidad de absorción propios de los
agregados que se utilizaron para el efecto.
De manera que con la corrección de humedad se tiene ya las cantidades oficiales con
las cuales se trabajará ya que se juega con el agua contenida en los agregados
restando su contenido y aumentándolo a la cantidad de agua de amasado para de esa
manera utilizar en la mezcla la cantidad de agua calculada evitando errores en los
resultados de compresión de los cilindros de prueba.
131
35MPa, Mezcla con Agregados de PIFO
11.- Dosificación en kg para 4 Cilindros de Prueba. 12.- Corrección por Humedad
Volumen: m³
Diámetro: mm Masa de un
Altura: mm Cilindro: kg
Masa de 4 cilindros estándar: kg
Asumiendo el 25% de desperdicio: kg
Cant.
Corr.
0,34 C + 1,00 C + 2,36 C + 2,83 C = kg
=
C =
Cant.
: : :
Cant. : : : Cant.
Realizado por: Realizado por:
Darío Javier Bermúdez Andrade
Hugo Alexander Cadena Perugachi
Dosificación Estándar Corregida:
Mat.
Cantidad de Materiales Corregidas para Fabricar 4 cilindros:
Mat.
Mat.
Agregado Fino:
Agregado Grueso:
DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad Óptima
0,98 2,89 6,80 8,18
Estándar:
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d o
Laboratorio de Ensayo de Materiales
15,08
18,85
18,85
18,85 kg
Cantidad de Materiales en kg para Fabricar 4 cilindros
Dimensiones de un Cilindro Estándar
Cantidad de masa para fabricar 4 cilindros estándar:
Determinación de la Cantidad de Cemento
6,53 C
2,89 kg
Mat.Agua Cemento Arena
W C A
100
200
0,0015708
3,77
Ripio
R
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
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Carrera de Ingeniería Civil
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Laboratorio de Ensayo de Materiales
DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad Óptima
132
12.- Corrección por Humedad
Cantidad de Corrección de Agua:
kg kg
: : :
Cant. : : :
Corr. :
: : :
Cant. : : :
: : :
Cant. : : :
Realizado por:
Darío Javier Bermúdez Andrade
Hugo Alexander Cadena Perugachi
Dosificación Estándar Corregida:
W C A R
RipioAgua Cemento ArenaMat.
0,51 1,00 2,24 2,78
1,48 2,89 6,47 8,01
Cantidad de Materiales Corregidas para Fabricar 4 cilindros:
Mat.Agua Cemento Arena Ripio
W C A R
0,98 2,89 6,80 8,18
0,501 -0,333 -0,168
Mat.Agua Cemento Arena Ripio
W C A R
100
Seco al Aire (+)
Seco al Aire (+)
0,333Arena : Ripio : 0,168
Agregado Fino:
Agregado Grueso:CAR - CHR
= 2,05 %
DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad Óptima
CAA - CHA
100= 4,90 %
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Carrera de Ingeniería Civil
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Laboratorio de Ensayo de Materiales
133
28MPa, Mezcla con Agregados de PIFO
11.- Dosificación en kg para 4 Cilindros de Prueba. 12.- Corrección por Humedad
Volumen: m³
Diámetro: mm Masa de un
Altura: mm Cilindro: kg
Masa de 4 cilindros estándar: kg
Asumiendo el 25% de desperdicio: kg
Cant.
Corr.
0,40 C + 1,00 C + 2,56 C + 3,08 C = kg
=
C =
Cant.
: : :
Cant. : : : Cant.
Realizado por: Realizado por:
Darío Javier Bermúdez Andrade
Hugo Alexander Cadena Perugachi
Dosificación Estándar Corregida:
Mat.
Cantidad de Materiales Corregidas para Fabricar 4 cilindros:
Mat.
Mat.
Agregado Fino:
Agregado Grueso:
DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad Óptima
1,07 2,68 6,85 8,25
Estándar:
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
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Laboratorio de Ensayo de Materiales
15,08
18,85
18,85
18,85 kg
Cantidad de Materiales en kg para Fabricar 4 cilindros
Dimensiones de un Cilindro Estándar
Cantidad de masa para fabricar 4 cilindros estándar:
Determinación de la Cantidad de Cemento
7,05 C
2,68 kg
Mat.Agua Cemento Arena
W C A
100
200
0,0015708
3,77
Ripio
R
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
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Laboratorio de Ensayo de Materiales
DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad Óptima
134
12.- Corrección por Humedad
Cantidad de Corrección de Agua:
kg kg
: : :
Cant. : : :
Corr. :
: : :
Cant. : : :
: : :
Cant. : : :
Realizado por:
Darío Javier Bermúdez Andrade
Hugo Alexander Cadena Perugachi
Dosificación Estándar Corregida:
W C A R
RipioAgua Cemento ArenaMat.
0,59 1,00 2,44 3,02
1,58 2,68 6,52 8,08
Cantidad de Materiales Corregidas para Fabricar 4 cilindros:
Mat.Agua Cemento Arena Ripio
W C A R
1,07 2,68 6,85 8,25
0,505 -0,336 -0,169
Mat.Agua Cemento Arena Ripio
W C A R
100
Seco al Aire (+)
Seco al Aire (+)
0,336Arena : Ripio : 0,169
Agregado Fino:
Agregado Grueso:CAR - CHR
= 2,05 %
DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad Óptima
CAA - CHA
100= 4,90 %
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d o
Laboratorio de Ensayo de Materiales
135
21MPa, Mezcla con Agregados de PIFO
11.- Dosificación en kg para 4 Cilindros de Prueba. 12.- Corrección por Humedad
Volumen: m³
Diámetro: mm Masa de un
Altura: mm Cilindro: kg
Masa de 4 cilindros estándar: kg
Asumiendo el 25% de desperdicio: kg
Cant.
Corr.
0,49 C + 1,00 C + 2,86 C + 3,45 C = kg
=
C =
Cant.
: : :
Cant. : : : Cant.
Realizado por: Realizado por:
Darío Javier Bermúdez Andrade
Hugo Alexander Cadena Perugachi
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d o
Laboratorio de Ensayo de Materiales
DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad Óptima
100
200
0,0015708
3,77
Ripio
RMat.
Agua Cemento Arena
W C A
15,08
18,85
18,85
18,85 kg
Cantidad de Materiales en kg para Fabricar 4 cilindros
Dimensiones de un Cilindro Estándar
Cantidad de masa para fabricar 4 cilindros estándar:
Determinación de la Cantidad de Cemento
7,8 C
2,42 kg
1,19 2,42 6,92 8,33
Estándar:
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d o
Laboratorio de Ensayo de Materiales
DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad Óptima
Agregado Fino:
Agregado Grueso:
Mat.
Cantidad de Materiales Corregidas para Fabricar 4 cilindros:
Mat.
Dosificación Estándar Corregida:
Mat.
136
12.- Corrección por Humedad
Cantidad de Corrección de Agua:
kg kg
: : :
Cant. : : :
Corr. :
: : :
Cant. : : :
: : :
Cant. : : :
Realizado por:
Darío Javier Bermúdez Andrade
Hugo Alexander Cadena Perugachi
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d o
Laboratorio de Ensayo de Materiales
= 2,05 %
DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad Óptima
CAA - CHA
100= 4,90 %
100
Seco al Aire (+)
Seco al Aire (+)
0,339Arena : Ripio : 0,171
Agregado Fino:
Agregado Grueso:CAR - CHR
Mat.Agua Cemento Arena Ripio
W C A R
1,19 2,42 6,92 8,33
0,510 -0,339 -0,171
Cantidad de Materiales Corregidas para Fabricar 4 cilindros:
Mat.Agua Cemento Arena Ripio
W C A R
0,70 1,00 2,72 3,38
1,70 2,42 6,58 8,16
Dosificación Estándar Corregida:
W C A R
RipioAgua Cemento ArenaMat.
137
14MPa, Mezcla con Agregados de PIFO
11.- Dosificación en kg para 4 Cilindros de Prueba. 12.- Corrección por Humedad
Volumen: m³
Diámetro: mm Masa de un
Altura: mm Cilindro: kg
Masa de 4 cilindros estándar: kg
Asumiendo el 25% de desperdicio: kg
Cant.
Corr.
0,65 C + 1,00 C + 3,40 C + 4,09 C = kg
=
C =
Cant.
: : :
Cant. : : : Cant.
Realizado por: Realizado por:
Darío Javier Bermúdez Andrade
Hugo Alexander Cadena Perugachi
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d o
Laboratorio de Ensayo de Materiales
DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad Óptima
100
200
0,0015708
3,77
Ripio
RMat.
Agua Cemento Arena
W C A
15,08
18,85
18,85
18,85 kg
Cantidad de Materiales en kg para Fabricar 4 cilindros
Dimensiones de un Cilindro Estándar
Cantidad de masa para fabricar 4 cilindros estándar:
Determinación de la Cantidad de Cemento
9,13 C
2,06 kg
1,34 2,06 7,01 8,44
Estándar:
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d o
Laboratorio de Ensayo de Materiales
DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad Óptima
Agregado Fino:
Agregado Grueso:
Mat.
Cantidad de Materiales Corregidas para Fabricar 4 cilindros:
Mat.
Dosificación Estándar Corregida:
Mat.
138
12.- Corrección por Humedad
Cantidad de Corrección de Agua:
kg kg
: : :
Cant. : : :
Corr. :
: : :
Cant. : : :
: : :
Cant. : : :
Realizado por:
Darío Javier Bermúdez Andrade
Hugo Alexander Cadena Perugachi
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d o
Laboratorio de Ensayo de Materiales
= 2,05 %
DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad Óptima
CAA - CHA
100= 4,90 %
100
Seco al Aire (+)
Seco al Aire (+)
0,344Arena : Ripio : 0,173
Agregado Fino:
Agregado Grueso:CAR - CHR
Mat.Agua Cemento Arena Ripio
W C A R
1,34 2,06 7,01 8,44
0,516 -0,344 -0,173
Cantidad de Materiales Corregidas para Fabricar 4 cilindros:
Mat.Agua Cemento Arena Ripio
W C A R
0,90 1,00 3,23 4,00
1,85 2,06 6,67 8,26
Dosificación Estándar Corregida:
W C A R
RipioAgua Cemento ArenaMat.
139
35MPa, Mezcla con Agregados de San Antonio de Pichincha
11.- Dosificación en kg para 4 Cilindros de Prueba. 12.- Corrección por Humedad
Volumen: m³
Diámetro: mm Masa de un
Altura: mm Cilindro: kg
Masa de 4 cilindros estándar: kg
Asumiendo el 25% de desperdicio: kg
Cant.
Corr.
0,34 C + 1,00 C + 1,32 C + 2,81 C = kg
=
C =
Cant.
: : :
Cant. : : : Cant.
Realizado por: Realizado por:
Darío Javier Bermúdez Andrade
Hugo Alexander Cadena Perugachi
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d o
Laboratorio de Ensayo de Materiales
DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad Óptima
100
200
0,0015708
3,77
Ripio
RMat.
Agua Cemento Arena
W C A
15,08
18,85
18,85
18,85 kg
Cantidad de Materiales en kg para Fabricar 4 cilindros
Dimensiones de un Cilindro Estándar
Cantidad de masa para fabricar 4 cilindros estándar:
Determinación de la Cantidad de Cemento
5,46 C
3,45 kg
1,17 3,45 4,55 9,68
Estándar:
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d o
Laboratorio de Ensayo de Materiales
DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad Óptima
Agregado Fino:
Agregado Grueso:
Mat.
Cantidad de Materiales Corregidas para Fabricar 4 cilindros:
Mat.
Dosificación Estándar Corregida:
Mat.
140
12.- Corrección por Humedad
Cantidad de Corrección de Agua:
kg kg
: : :
Cant. : : :
Corr. :
: : :
Cant. : : :
: : :
Cant. : : :
Realizado por:
Darío Javier Bermúdez Andrade
Hugo Alexander Cadena Perugachi
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d o
Laboratorio de Ensayo de Materiales
= 4,90 %
DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad Óptima
CAA - CHA
100= 5,14 %
100
Seco al Aire (+)
Seco al Aire (+)
0,234Arena : Ripio : 0,474
Agregado Fino:
Agregado Grueso:CAR - CHR
Mat.Agua Cemento Arena Ripio
W C A R
1,17 3,45 4,55 9,68
0,708 -0,234 -0,474
Cantidad de Materiales Corregidas para Fabricar 4 cilindros:
Mat.Agua Cemento Arena Ripio
W C A R
0,55 1,00 1,25 2,67
1,88 3,45 4,31 9,20
Dosificación Estándar Corregida:
W C A R
RipioAgua Cemento ArenaMat.
141
28MPa, Mezcla con Agregados de San Antonio de Pichincha
11.- Dosificación en kg para 4 Cilindros de Prueba. 12.- Corrección por Humedad
Volumen: m³
Diámetro: mm Masa de un
Altura: mm Cilindro: kg
Masa de 4 cilindros estándar: kg
Asumiendo el 25% de desperdicio: kg
Cant.
Corr.
0,40 C + 1,00 C + 1,43 C + 3,05 C = kg
=
C =
Cant.
: : :
Cant. : : : Cant.
Realizado por: Realizado por:
Darío Javier Bermúdez Andrade
Hugo Alexander Cadena Perugachi
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d o
Laboratorio de Ensayo de Materiales
DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad Óptima
100
200
0,0015708
3,77
Ripio
RMat.
Agua Cemento Arena
W C A
15,08
18,85
18,85
18,85 kg
Cantidad de Materiales en kg para Fabricar 4 cilindros
Dimensiones de un Cilindro Estándar
Cantidad de masa para fabricar 4 cilindros estándar:
Determinación de la Cantidad de Cemento
5,89 C
3,2 kg
1,28 3,20 4,59 9,77
Estándar:
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d o
Laboratorio de Ensayo de Materiales
DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad Óptima
Agregado Fino:
Agregado Grueso:
Mat.
Cantidad de Materiales Corregidas para Fabricar 4 cilindros:
Mat.
Dosificación Estándar Corregida:
Mat.
142
12.- Corrección por Humedad
Cantidad de Corrección de Agua:
kg kg
: : :
Cant. : : :
Corr. :
: : :
Cant. : : :
: : :
Cant. : : :
Realizado por:
Darío Javier Bermúdez Andrade
Hugo Alexander Cadena Perugachi
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d o
Laboratorio de Ensayo de Materiales
= 4,90 %
DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad Óptima
CAA - CHA
100= 5,14 %
100
Seco al Aire (+)
Seco al Aire (+)
0,236Arena : Ripio : 0,479
Agregado Fino:
Agregado Grueso:CAR - CHR
Mat.Agua Cemento Arena Ripio
W C A R
1,28 3,20 4,59 9,77
0,715 -0,236 -0,479
Cantidad de Materiales Corregidas para Fabricar 4 cilindros:
Mat.Agua Cemento Arena Ripio
W C A R
0,62 1,00 1,36 2,90
2,00 3,20 4,35 9,29
Dosificación Estándar Corregida:
W C A R
RipioAgua Cemento ArenaMat.
143
21MPa, Mezcla con Agregados de San Antonio de Pichincha
11.- Dosificación en kg para 4 Cilindros de Prueba. 12.- Corrección por Humedad
Volumen: m³
Diámetro: mm Masa de un
Altura: mm Cilindro: kg
Masa de 4 cilindros estándar: kg
Asumiendo el 25% de desperdicio: kg
Cant.
Corr.
0,49 C + 1,00 C + 1,60 C + 3,41 C = kg
=
C =
Cant.
: : :
Cant. : : : Cant.
Realizado por: Realizado por:
Darío Javier Bermúdez Andrade
Hugo Alexander Cadena Perugachi
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d o
Laboratorio de Ensayo de Materiales
DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad Óptima
100
200
0,0015708
3,77
Ripio
RMat.
Agua Cemento Arena
W C A
15,08
18,85
18,85
18,85 kg
Cantidad de Materiales en kg para Fabricar 4 cilindros
Dimensiones de un Cilindro Estándar
Cantidad de masa para fabricar 4 cilindros estándar:
Determinación de la Cantidad de Cemento
6,5 C
2,9 kg
1,42 2,90 4,64 9,89
Estándar:
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d o
Laboratorio de Ensayo de Materiales
DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad Óptima
Agregado Fino:
Agregado Grueso:
Mat.
Cantidad de Materiales Corregidas para Fabricar 4 cilindros:
Mat.
Dosificación Estándar Corregida:
Mat.
144
12.- Corrección por Humedad
Cantidad de Corrección de Agua:
kg kg
: : :
Cant. : : :
Corr. :
: : :
Cant. : : :
: : :
Cant. : : :
Realizado por:
Darío Javier Bermúdez Andrade
Hugo Alexander Cadena Perugachi
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d o
Laboratorio de Ensayo de Materiales
= 4,90 %
DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad Óptima
CAA - CHA
100= 5,14 %
100
Seco al Aire (+)
Seco al Aire (+)
0,239Arena : Ripio : 0,484
Agregado Fino:
Agregado Grueso:CAR - CHR
Mat.Agua Cemento Arena Ripio
W C A R
1,42 2,90 4,64 9,89
0,723 -0,239 -0,484
Cantidad de Materiales Corregidas para Fabricar 4 cilindros:
Mat.Agua Cemento Arena Ripio
W C A R
0,74 1,00 1,52 3,24
2,14 2,90 4,41 9,40
Dosificación Estándar Corregida:
W C A R
RipioAgua Cemento ArenaMat.
145
14MPa, Mezcla con Agregados de San Antonio de Pichincha
11.- Dosificación en kg para 4 Cilindros de Prueba. 12.- Corrección por Humedad
Volumen: m³
Diámetro: mm Masa de un
Altura: mm Cilindro: kg
Masa de 4 cilindros estándar: kg
Asumiendo el 25% de desperdicio: kg
Cant.
Corr.
0,65 C + 1,00 C + 1,90 C + 4,04 C = kg
=
C =
Cant.
: : :
Cant. : : : Cant.
Realizado por: Realizado por:
Darío Javier Bermúdez Andrade
Hugo Alexander Cadena Perugachi
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d o
Laboratorio de Ensayo de Materiales
DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad Óptima
100
200
0,0015708
3,77
Ripio
RMat.
Agua Cemento Arena
W C A
15,08
18,85
18,85
18,85 kg
Cantidad de Materiales en kg para Fabricar 4 cilindros
Dimensiones de un Cilindro Estándar
Cantidad de masa para fabricar 4 cilindros estándar:
Determinación de la Cantidad de Cemento
7,59 C
2,48 kg
1,61 2,48 4,72 10,04
Estándar:
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d o
Laboratorio de Ensayo de Materiales
DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad Óptima
Agregado Fino:
Agregado Grueso:
Mat.
Cantidad de Materiales Corregidas para Fabricar 4 cilindros:
Mat.
Dosificación Estándar Corregida:
Mat.
146
12.- Corrección por Humedad
Cantidad de Corrección de Agua:
kg kg
: : :
Cant. : : :
Corr. :
: : :
Cant. : : :
: : :
Cant. : : :
Realizado por:
Darío Javier Bermúdez Andrade
Hugo Alexander Cadena Perugachi
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d o
Laboratorio de Ensayo de Materiales
= 4,90 %
DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad Óptima
CAA - CHA
100= 5,14 %
100
Seco al Aire (+)
Seco al Aire (+)
0,242Arena : Ripio : 0,492
Agregado Fino:
Agregado Grueso:CAR - CHR
Mat.Agua Cemento Arena Ripio
W C A R
1,61 2,48 4,72 10,04
0,735 -0,242 -0,492
Cantidad de Materiales Corregidas para Fabricar 4 cilindros:
Mat.Agua Cemento Arena Ripio
W C A R
0,94 1,00 1,80 3,85
2,34 2,48 4,47 9,55
Dosificación Estándar Corregida:
W C A R
RipioAgua Cemento ArenaMat.
147
Una vez obtenidas las cantidades útiles para la fabricación de las mezclas de prueba,
se puede evidenciar que las que se van a llevar a cabo con los materiales pétreos de la
mina de San Antonio de Pichincha contienen mayor cantidad de árido debido a que
se calculó para un asentamiento diferente al de las mezclas que cuentan con
agregados provenientes de Pifo.
La cantidad de agua a agregar varió por completo y con mayor diferencia, las razones
por las cuales se produjo esta acción dentro del diseño se deben al gran contenido de
porosidades que contienen en su interior las partículas del agregado de San Antonio
de Pichincha, no siendo así el Agregado de Pifo, el cual incluso tiene un mejor
desempeño a los efectos de la Abrasión, complementando este juicio mediante la
interpretación del ensayo de Abrasión de los Ángeles (NTE INEN 860), asumiendo
que esta abrasión a la cual fueron expuestos es demostrativo de la calidad del
material pétreo utilizado (agregado grueso).
5.4 Propiedades del hormigón en estado fresco y endurecido en mezclas
de prueba.
En el capítulo dos se definieron ya las propiedades del hormigón que se juzgarán
dentro del aspecto que se trata en este punto de la investigación. Después de haber
realizado ya las mezclas de prueba se pudo observar y experimentar con la mezcla
directamente que fue resultado del diseño que se lo orientó con respecto de la
resistencia requerida.
El análisis de los resultados se complementará con los parámetros aquí descritos,
siendo de vital importancia las propiedades del hormigón en estado fresco y
endurecido para sacar provecho de las características del material. En cuanto a las
mezclas de prueba las propiedades descritas a continuación darán la pauta exacta
necesaria para definir si se ajusta o no las dosificaciones que se calcularon a primera
instancia, si conviene o no la utilización de estas de acuerdo al aspecto de la mezcla
en estado fresco y endurecido.
148
Propiedades del Hormigón Fabricado con Agregados de Pifo
Realizado por: Realizado por:
Darío Javier Bermúdez Andrade
Hugo Alexander Cadena Perugachi
60 mm
Observaciones: Fluidez muy Alta, estricto proceso de curado y fabricación.
PROPIEDADES EN ESTADO FRESCO f c 14MPa
Asentamiento
50 mm
Observaciones: NO hay ninguna observación
Observaciones: Aumentar Pasta para mejorar la consistencia
Observaciones: Aumentar Pasta para mejorar la consistencia
Observaciones: NO hay ninguna observación
Observaciones: NO hay ninguna observación
Mezcla diseñada con Agregados de Pifo
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d o
Laboratorio de Ensayo de Materiales
Asentamiento Consistencia Trabajabilidad Cohesión Fluidez
35 mm Plástica Muy Buena Buena Alta
25 mm Plástica Buena Buena Media
PROPIEDADES EN ESTADO FRESCO f c 14MPa
PROPIEDADES EN ESTADO FRESCO f c 21MPa
Asentamiento Consistencia Trabajabilidad Cohesión Fluidez
Asentamiento Consistencia Trabajabilidad Cohesión Fluidez
15 mm Seca Mala Mala Baja
PROPIEDADES EN ESTADO FRESCO f c 35MPa
Asentamiento Consistencia Trabajabilidad Cohesión
10 mm Seca Muy Mala
PROPIEDADES EN ESTADO FRESCO f c 28MPa
DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Propiedades del Hormigón
Mezcla diseñada con Agregados de San Antonio de Pichincha
PROPIEDADES EN ESTADO FRESCO f c 35MPa
Asentamiento
20 mm
Fluidez
Observaciones: Aumentar Pasta para mejorar la consistencia
PROPIEDADES EN ESTADO FRESCO f c 28MPa
Asentamiento
Mala Muy Baja
30 mm
Observaciones: Aumentar Pasta para mejorar la consistencia
PROPIEDADES EN ESTADO FRESCO f c 21MPa
Asentamiento
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d o
Laboratorio de Ensayo de Materiales
DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Propiedades del Hormigón
149
Propiedades del Hormigón Fabricado con Agregados de San Antonio de Pichincha
Realizado por:
Darío Javier Bermúdez Andrade
Hugo Alexander Cadena Perugachi
60 mm Blanda Muy Buena Buena Muy Alta
Observaciones: Fluidez muy Alta, estricto proceso de curado y fabricación.
PROPIEDADES EN ESTADO FRESCO f c 14MPa
Asentamiento Consistencia Trabajabilidad Cohesión Fluidez
50 mm Plástica Buena Muy Buena Media
Observaciones: NO hay ninguna observación
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d o
Laboratorio de Ensayo de Materiales
DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Propiedades del Hormigón
Mezcla diseñada con Agregados de San Antonio de Pichincha
PROPIEDADES EN ESTADO FRESCO f c 35MPa
Asentamiento Consistencia Trabajabilidad Cohesión Fluidez
20 mm Seca Muy Mala Mala Muy Baja
Observaciones: Aumentar Pasta para mejorar la consistencia
PROPIEDADES EN ESTADO FRESCO f c 28MPa
Asentamiento Consistencia Trabajabilidad Cohesión Fluidez
30 mm Plástica Buena Buena Baja
Observaciones: NO hay ninguna observación
PROPIEDADES EN ESTADO FRESCO f c 21MPa
Asentamiento Consistencia Trabajabilidad Cohesión Fluidez
150
Interpretación de las Propiedades en Estado Fresco: Se evidencia que la mezcla
diseñada para 35MPa presenta propiedades no favorables en ambos casos,
específicamente la manejabilidad del hormigón, con una deficiente trabajabilidad y
una fluidez baja, para lo cual es necesario aumentar pasta en proporción, de manera
que no se altere la relación agua/cemento con la que se está dosificando la mezcla,
incluyendo la mezcla para alcanzar los 28MPa de resistencia con los agregados de
Pifo, esto se debe principalmente a la forma de las partículas y a su mala graduación
o uniformidad en primera instancia.
Otra de las opciones puede ser el uso de aditivos plastificantes o reductores de agua,
pero en lo posible para el caso se debe tratar de acondicionar el problema sin recurrir
a la utilización de estos químicos por motivos del objetivo de la investigación, en el
cual se busca comparar las mezclas en cuanto a su desempeño entre compresión y
tracción con los agregados utilizados, y se ha comprobado que el uso de aditivos
influye en un porcentaje en la resistencia que puede alcanzar el hormigón, pudiendo
interferir en el análisis comparativo que se requiere realizar.
Interpretación de las Propiedades del Hormigón en Estado Endurecido: Las
mezclas diseñadas en los casos del agregado de la cantera de Pifo para 35MPa y
28MPa, y en el caso de los agregados de la cantera de San Antonio de Pichincha para
35MPa, presentan leves rastros de porosidad, e indirectamente permeabilidad.
Internamente con un correcto curado se podría lograr consolidar la estructura interna
del material. Los hormigones obtenidos para el resto de mezclas en el caso de los
agregados de la cantera de Pifo presentan un peso mayor al de la mezcla realizada
con Agregados de San Antonio, debido a la porosidad característica del material de
la Mitad del Mundo que hace que su masa difiera.
Para mejorar las propiedades en estado endurecido se debe colocar como parte del
hormigón la cantidad suficiente de paste ya que los excesos producen la retracción
del hormigón.
151
5.5 Observaciones, reajustes y correcciones de las mezclas obtenidas y
sus propiedades en estado fresco y endurecido.
A partir de los resultados obtenidos en las mezclas de prueba se procede a
acondicionar las mezclas a lo requerido con respecto de las propiedades del
hormigón tanto en estado fresco como endurecido, dichos parámetros se detallan
dentro de la investigación por ser fundamentales para juzgar si el producto es de
calidad y está dentro de las condiciones de uso tanto en laboratorio como si se
lograse utilizarlo en obra.
Pero el primordial parámetro que dará luz verde al proyecto sin duda es el de la
resistencia a la compresión, en el cual se procedió a ensayar las probetas a los 7 días
de edad, realizando la aproximación al 100% de su resistencia a los 28 días de
fraguado, o 28 días después de su fabricación, asumiendo el 70% de la resistencia de
los especímenes a la edad en la cual fueron comprimidos.
Entonces si se tienen valores cercanos de resistencia a la compresión se continuará
inspeccionando los reajustes necesarios para obtener las mezclas definitivas,
fabricando las probetas en la cantidad necesaria contribuyendo con el
enriquecimiento técnico de la investigación, así se logrará obtener resultados
cercanos que no tengan tendencia a una variación significativa que quiten el valor de
los procesos de ensayo y la interpretación de resultados.
Según el “Manual de la PCA”:
- Las mezclas de prueba pueden ser revolturas (amasadas) relativamente pequeñas,
con precisión de laboratorio, o revolturas (pastones) de gran volumen, producidas
durante la producción normal del concreto. En primer lugar, se deben elegir los
siguientes parámetros:
(1) Resistencia requerida,
(2) Contenido mínimo de material cementante o relación agua-cemento máxima,
(3) Tamaño máximo nominal del agregado,
(4) Contenido de aire y Revenimiento deseado.
152
Entonces, se producen las mezclas de prueba, variándose las cantidades relativas de
agregado fino y grueso, bien como los otros ingredientes. Se elige la proporción de la
mezcla, basándose en consideraciones de trabajabilidad y economía. Tomando en
cuenta este extracto del Manual de la PCA, se procedió a las correcciones con
respecto de los siguientes resultados: Con Agregado de Pifo
001 Pifo
NTE Inen 1573
Holcim Tipo GU
Kg N
9930 97314
9940 97412
10670 104566
10470 102606
13160 128968
16480 161504
17050 167090
17370 170226
16510 161798
18000 176400
16610 162778
17120 167776
24460 239708
24140 236572
24070 235886
25410 249018
Relizado por:
Bermúdez Andrade Darío Javier
Cadena Perugachi Hugo Alexander
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d o
Laboratorio de Ensayo de Materiales
RESULTADO DE ENSAYOS EN ESPECÍMENES CILÍNDRICOS
N° Ensayo: Agregados:
Norma: Fecha de Elaboración: 03-sep-2014
Cemento: Fecha de Ensayo: 10-sep-2014
ENSAYO DE COMPRESIÓN 7 DÍAS DE EDAD MEZCLA DE PRUEBA 1
IDEN
TIF
ICA
CIÓ
N
DIÁ
METR
O
ÁREA
CARGA
RESISTENCIA
A LA
COMPRESIÓN
RESISTENCIA
A LA
COMPRESIÓN
RESISTENCIA
PROMEDIO
7 DÍAS (70%) 28 DÍAS (100%) PROYECTADO
mm mm2 MPa MPa MPa
Prueba1-14MPa 101 8012 12,1 17,4
17,7Prueba1-14MPa 102 8171 11,9 17,0
Prueba1-14MPa 101 8012 13,1 18,6
Prueba1-14MPa 102 8171 12,6 17,9
Prueba1-21MPa 103 8332 15,5 22,1
27,3Prueba1-21MPa 102 8171 19,8 28,2
Prueba1-21MPa 101 8012 20,9 29,8
Prueba1-21MPa 103 8332 20,4 29,2
Prueba1-28MPa 102 8171 19,8 28,3
28,9Prueba1-28MPa 103 8332 21,2 30,2
Prueba1-28MPa 101 8012 20,3 29,0
Prueba1-28MPa 104 8495 19,8 28,2
Prueba1-35MPa 103 8332 28,8 41,1
41,4Prueba1-35MPa 102 8171 29,0 41,4
Prueba1-35MPa 102 8171 28,9 41,2
Prueba1-35MPa 104 8495 29,3 41,9
153
Y con respecto de estos resultados se corrigió la mezcla de la siguiente manera, en el
caso de las Mezclas Realizadas con los Agregados de Pifo:
Todos los especímenes utilizados para cada una de las resistencias arrojaron
valores de resistencia a la compresión mayores a las especificadas, a
excepción de la mezcla destinada para resistir 28MPa, la cual hay que
modificar incluso su consistencia agregando mayor cantidad de pasta.
Foto 13: Muestra de las Probetas Ensayadas
Realización: Autores – Laboratorio de Ensayo de Materiales / Depósito de Especímenes Ensayados
Las mezclas de prueba de 28MPa y 35MPa presentaron un porcentaje de
porosidades en su constitución externa, efecto que no fue influyente para que
no alcancen la resistencia especificada en el caso de las mezclas de prueba
para 35MPa. Pese a que con las probetas de pruebas hayan alcanzado la
resistencia deseada, no es viable que se conformen para el hecho especímenes
que cuenten con un alto grado de porosidades ya que en sí su constitución no
cuenta con la estética necesaria para llevar a cabo la investigación incluso no
se cuenta con la seguridad de que el curado en dichos casos sea efectivo por
su escasa superficie específica.
154
Foto 14: Cilindros de Prueba Listos para Colocación de Capping
Realización: Autores – Laboratorio de Ensayo de Materiales.
El tamaño nominal máximo sin duda es un indicativo de que se debe
obligatoriamente disminuir el tamaño de la partícula de ripio, ya que esto
contribuye en la trabajabilidad del hormigón que se está fabricando y en los
casos de las dos resistencias diseñadas para 28Mpa y 35MPa se cuenta con
poca manejabilidad de las mezclas, es decir no son trabajables. Entonces para
contra restar el efecto de la trabajabilidad se procedió a bajar el tamaño
nominal del agregado grueso mediante el proceso de tamizado y selección de
las cantidades necesarias de la graduación N°7.
En todos los casos se estará tratando de que la mezcla produzca un
asentamiento necesario y útil que denote una consistencia óptima como para
que la masa de hormigón en estado fresco sea completamente trabajable, esto
se aplicará en los diseños de las mezclas para 28MPa y 35MPa, las cuales
cuentan con una mala trabajabilidad.
Entonces el proceso de reacondicionamiento de las mezclas se produjo, procurando
no variar los porcentajes de aporte de agregado grueso y agregado fino obtenidos en
la mezcla de los mismos (dado por el ensayo de Densidad Óptima), a pesar del
155
reajuste del agregado grueso con la curva del tamaño N°7 (disminución del tamaño
de la partícula de agregado grueso).
El aumento de la cantidad de pasta en las mezclas mencionadas y por ende el
aumento de la superficie específica se lo logró a través de la medida estricta de
cantidad de cemento y agua a colocar (además incluyendo dentro del diseño la
ecuación precisa para aumento de la cantidad de pasta a través de asumir un
asentamiento mayor al ya seleccionado), sin necesidad de variar la relación
agua/cemento, a más de ello se contribuyó con un proceso de compactación y
consolidación meticuloso.
Foto 15: Mezcla en Estado Fresco obtenida para Cilindros de Prueba
Realización: Autores – Laboratorio de Ensayo de Materiales / Cuarto de Desencofrado y Realización
de Mezclas.
Estos acondicionamientos nos orientaron en cuanto al diseño óptimo ya que se
obtuvieron los resultados deseados, no solo tomando en cuenta la resistencia
especificada sino también las propiedades en estado fresco y endurecido, sin dejar
aún de lado el proceso de curado para que el tratamiento de los especímenes sea
completo.
Los resultados de las mezclas de prueba acondicionadas se los detalla a continuación:
156
002 Pifo
NTE Inen 1573
Holcim Tipo GU
ENSAYO DE COMPRESIÓN 7 DÍAS DE EDAD MEZCLA DE PRUEBA 2
N° Ensayo: Agregados:
Norma: Fecha de Elaboración: 10-sep-2014
Cemento: Fecha de Ensayo: 17-sep-2014
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d o
Laboratorio de Ensayo de Materiales
RESULTADO DE ENSAYOS EN ESPECÍMENES CILÍNDRICOS
Kg N
7560 74088
7500 73500
8070 79086
6890 67522
13760 134848
13990 137102
14870 145726
14000 137200
20430 200214
18640 182672
19830 194334
20340 199332
24460 239708
24140 236572
24070 235886
25410 249018
Relizado por:
Bermúdez Andrade Darío Javier
Cadena Perugachi Hugo Alexander
OBSERVACIONES
No se realizó corrección
No se realizó corrección
----
----
CANTIDADES DE PASTA AÑADIDOS EN LAS MEZCLA DE PRUEBA 2
Prueba 2-14 MPa
Prueba 2-21 MPa
Prueba 2-28 MPa
Prueba 2-35 MPa
Agua
Kg
Cemento
Kg
0,00 0,00
0,00 0,00
0,59
0,77 1,50
1,00
W/C
0,70
0,90
0,59
0,51
Prueba2-28MPa 102 8171 22,4
Prueba2-35MPa 102 8171 29,0
34,3
101 8012 24,9
Prueba2-28MPa 103 8332 24,0
11,8
Prueba2-21MPa 103 8332 16,5
24,0
23,5
28 DÍAS (100%) PROYECTADO
MPa
12,5
12,6
13,3
Prueba2-14MPa 102 8171 8,3
MPa
Prueba2-14MPa 104 8495 8,7
12,5Prueba2-14MPa
41,4Prueba2-35MPa 102 8171 28,9
Prueba2-35MPa 104 8495 29,3 41,9
Prueba2-35MPa 103 8332 28,8 41,1
41,4
41,2
33,9Prueba2-28MPa 102 8171 23,8
Prueba2-28MPa
24,1Prueba2-21MPa 104 8495 17,2
Prueba2-21MPa 101 8012 17,1
24,5
Prueba2-21MPa 101 8012 16,8
31,9
34,0
35,5
24,5
104 8495 9,3
IDEN
TIF
ICA
CIÓ
NRESISTENCIA
A LA
COMPRESIÓN
RESISTENCIA
PROMEDIO
mm mm2 MPa
Prueba2-14MPa 103 8332 8,8
RESISTENCIA
A LA
COMPRESIÓN
DIÁ
METR
O
ÁREA
CARGA
7 DÍAS (70%)
157
Propiedades del Hormigón Fabricado con Agregados de Pifo
Realizado por:
Darío Javier Bermúdez Andrade
Hugo Alexander Cadena Perugachi
40 mm Plástica Muy Buena Buena Alta
Observaciones: NO hay ninguna observación
PROPIEDADES EN ESTADO FRESCO f c 14MPa
Asentamiento Consistencia Trabajabilidad Cohesión Fluidez
30 mm Plástica Buena Buena Media
Observaciones: NO hay ninguna observación
PROPIEDADES EN ESTADO FRESCO f c 21MPa
Asentamiento Consistencia Trabajabilidad Cohesión Fluidez
25 mm Plástica Buena Buena Baja
Observaciones: NO hay ninguna observación
PROPIEDADES EN ESTADO FRESCO f c 28MPa
Asentamiento Consistencia Trabajabilidad Cohesión Fluidez
25 mm Pláctica Buena Buena Baja
Observaciones: NO hay ninguna observación
Mezcla diseñada con Agregados de Pifo
PROPIEDADES EN ESTADO FRESCO f c 35MPa
Asentamiento Consistencia Trabajabilidad Cohesión Fluidez
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d o
Laboratorio de Ensayo de Materiales
DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Propiedades del Hormigón
158
En el caso de las Mezclas Realizadas con los Agregados de San Antonio de
Pichincha:
001 San Antonio de Pichincha
NTE Inen 1573
Holcim Tipo GU
N° Ensayo: Agregados:
Norma: Fecha de Elaboración: 11-sep-2014
Cemento: Fecha de Ensayo: 18-sep-2014
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d o
Laboratorio de Ensayo de Materiales
RESULTADO DE ENSAYOS EN ESPECÍMENES CILÍNDRICOS
ENSAYO DE COMPRESIÓN 7 DÍAS DE EDAD MEZCLA DE PRUEBA 1
Kg N
5160 50568
5010 49098
5400 52920
5460 53508
10050 98490
9250 90650
9890 96922
9980 97804
15790 154742
16650 163170
15280 149744
15420 151116
21660 212268
20370 199626
21880 214424
Relizado por:
Bermúdez Andrade Darío Javier
Cadena Perugachi Hugo Alexander
IDEN
TIF
ICA
CIÓ
N
DIÁ
METR
O
ÁREA
CARGA
RESISTENCIA
A LA
COMPRESIÓN
RESISTENCIA
A LA
COMPRESIÓN
RESISTENCIA
PROMEDIO
7 DÍAS (70%) 28 DÍAS (100%)
9,0Prueba1-14MPa 102 8171 6,0
PROYECTADO
mm mm2 MPa MPa MPa
8,6
Prueba1-14MPa 102 8171 6,5 9,3
Prueba1-14MPa 102 8171 6,2 8,8
Prueba1-14MPa 103 8332 6,4 9,2
Prueba1-21MPa 102 8171 12,1 17,2
27,0Prueba1-28MPa 103 8332 19,6
16,6
Prueba1-21MPa 102 8171 12,0 17,1
16,6Prueba1-21MPa 103 8332 10,9 15,5
Prueba1-21MPa 103 8332 11,6
28,0
Prueba1-28MPa 103 8332 18,0 25,7
Prueba1-28MPa 101 8012 19,3 27,6
Prueba1-28MPa 101 8012 18,9 26,9
Prueba1-35MPa 102 8171 26,0 37,1
Prueba1-35MPa 102 8171 26,2 37,5
36,5Prueba1-35MPa 102 8171 24,4 34,9
Este es el caso crítico de diseño, se lo definió como tal debido a la mala
calidad del agregado de esta zona, y dando atribución a este juicio, las
mezclas realizadas con el agregado de San Antonio de Pichincha no llegaron
159
a alcanzar la resistencia especificada, en los casos de las mezclas diseñadas
para los 14MPa, y 21MPa. Lo que había que ser estrictamente analizado ya
que todo el proceso de cálculo para la obtención de las dosificaciones se lo
realizó correctamente. Entonces se pensó en la posibilidad de bajar la relación
agua/cemento que ya se había utilizado.
Foto 15: Muestra de las Probetas Ensayadas
Realización: Autores – Laboratorio de Ensayo de Materiales / Cuarto de Capping
Las mezclas de prueba en general no presentaron porosidades en su
constitución externa, a pesar de ello no alcanzaron la resistencia especificada
dos de las cuatro mezcla, tal como se observa en la foto anexada, donde se
aprecia una vasta superficie específica, el problema surge en la porosidad y
poca resistencia mecánica y abrasiva del agregado que constituye la mezcla.
El tamaño nominal máximo sin duda es un indicativo de que se debe
obligatoriamente disminuir el tamaño de la partícula de ripio de igual manera
con este agregado, pero esto ya se lo realizó desde la primera mezcla de
prueba debido a la experiencia obtenida de la ya realizada con el agregado
proveniente de Pifo, esto contribuye en la trabajabilidad del hormigón que se
está fabricando y en valor a esto se pudo obtener resultados en donde todas
160
las mezclas son trabajables. Se procedió a bajar el tamaño nominal del
agregado grueso mediante el proceso de tamizado y selección de las
cantidades necesarias de la graduación N°6.
Foto 16: Cilindros de Prueba Listos para Colocación de Capping.
Realización: Autores – Laboratorio de Ensayo de Materiales / Cuarto de Capping.
En todos los casos se estará tratando de que la mezcla produzca un
asentamiento necesario y útil que denote una consistencia óptima como para
que la masa de hormigón en estado fresco sea completamente trabajable, esto
se aplicará en los diseños de las mezclas para 28MPa y 35MPa, en las cuales
existe la probabilidad de obtener una mala trabajabilidad como en el caso del
agregado de Pifo, al contrario hubo exceso de asentamiento para los 14MPa.
Entonces el proceso de reacondicionamiento de las mezclas se produjo mediante la
disminución de la relación agua/cemento en el caso de las mezclas de 14MPa y
21MPa, el aumento de la cantidad de pasta en las mezclas mencionadas, sobre todo
en la mezcla de 35MPa y por ende el aumento de la superficie específica, sin
necesidad de variar la relación agua/cemento en este caso (35MPa). Los resultados
de las mezclas de prueba acondicionadas se los detalla a continuación:
161
002 San Antonio de Pichincha
NTE Inen 1573
Holcim Tipo GU
N° Ensayo: Agregados:
Norma: Fecha de Elaboración: 18-sep-2014
Cemento: Fecha de Ensayo: 25-sep-2014
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d o
Laboratorio de Ensayo de Materiales
RESULTADO DE ENSAYOS EN ESPECÍMENES CILÍNDRICOS
ENSAYO DE COMPRESIÓN 7 DÍAS DE EDAD MEZCLA DE PRUEBA 2
Kg N
9900 97020
10900 106820
10400 101920
9670 94766
14880 145824
14640 143472
14670 143766
13770 134946
17440 170912
18580 182084
19330 189434
18460 180908
21660 212268
20370 199626
21880 214424
Arena Ripio
kg kg
0,50 0,50 0,90
0,00 0,00 0,74
0,00 0,00 0,62
0,00 0,00 0,55
Relizado por:
Bermúdez Andrade Darío Javier
Cadena Perugachi Hugo Alexander
W/C
Prueba 2-35 MPa 0,83 1,50
Prueba 2-21 MPa 0,00 0,00
Prueba 2-28 MPa 0,62 1,00
IDEN
TIF
ICA
CIÓ
N
DIÁ
METR
O
ÁR
EA CARGA
RESISTENCIA
A LA
COMPRESIÓN
RESISTENCIA
A LA
COMPRESIÓN
RESISTENCIA
PROMEDIO
7 DÍAS (70%) 28 DÍAS (100%)
17,2Prueba2-14MPa 104 8495 12,6
PROYECTADO
mm mm2 MPa MPa MPa
18,0
Prueba2-14MPa 102 8171 12,5 17,8
Prueba2-14MPa 102 8171 11,9 17,0
Prueba2-14MPa 103 8332 11,4 16,2
Prueba2-21MPa 103 8332 17,5 25,0
31,1Prueba2-28MPa 103 8332 21,9
25,1
Prueba2-21MPa 102 8171 16,5 23,6
24,6Prueba2-21MPa 103 8332 17,2 24,6
Prueba2-21MPa 102 8171 17,6
31,2
Prueba2-28MPa 104 8495 22,3 31,9
Prueba2-28MPa 102 8171 20,9 29,9
Prueba2-28MPa 102 8171 22,1 31,6
Prueba2-35MPa 102 8171 26,0 37,1
----
No se realizó corrección
----
37,5Prueba2-35MPa 102 8171 26,2
36,5Prueba2-35MPa 102 8171 24,4 34,9
CANTIDADES DE PASTA AÑADIDOS EN LAS MEZCLA DE PRUEBA 2
Agua CementoOBSERVACIONES
Kg Kg
Prueba 2-14 MPa 0,00 0,00 ----
162
Propiedades del Hormigón Fabricado con Agregados de San Antonio de Pichincha
Realizado por:
Darío Javier Bermúdez Andrade
Hugo Alexander Cadena Perugachi
40 mm Plástica Muy Buena Muy Buena Alta
Observaciones: Fluidez Alta, estricto proceso de curado.
PROPIEDADES EN ESTADO FRESCO f c 14MPa
Asentamiento Consistencia Trabajabilidad Cohesión Fluidez
30 mm Plástica Buena Buena Media
Observaciones: NO hay ninguna observación
PROPIEDADES EN ESTADO FRESCO f c 21MPa
Asentamiento Consistencia Trabajabilidad Cohesión Fluidez
30 mm Plástica Buena Buena Baja
Observaciones: NO hay ninguna observación
PROPIEDADES EN ESTADO FRESCO f c 28MPa
Asentamiento Consistencia Trabajabilidad Cohesión Fluidez
25 mm Plástica Buena Buena Baja
Observaciones: NO hay ninguna observación
Mezcla diseñada con Agregados de San Antonio de Pichincha
PROPIEDADES EN ESTADO FRESCO f c 35MPa
Asentamiento Consistencia Trabajabilidad Cohesión Fluidez
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d o
Laboratorio de Ensayo de Materiales
DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Propiedades del Hormigón
163
CAPÍTULO VI
6 PROBETAS ESTÁNDAR.
En el presente capítulo se detallan los tipos de probetas que fueron utilizados para la
fabricación de los especímenes de hormigón utilizados en los ensayos. De acuerdo a
las especificaciones existentes se eligió utilizar los moldes cilíndricos metálicos de
100mm de diámetro por 200mm de altura, por lo favorable de su uso en las
siguientes condiciones:
Debido a su facilidad de manipuleo por su peso, que es menor en
comparación de las probetas de 150mm de diámetro por 300mm de altura,
Estas contienen una menor capacidad en volumen, lo que abrirá la posibilidad
de fabricar una menor cantidad de hormigón para obtener la muestra
necesaria.
Ocupan un menor espacio dentro del lugar donde reposan en el momento del
curado inicial (antes de desencofrar las probetas cilíndricas).
Foto 17: Preparación de Especímenes Estándar con Probetas de 150mm x 300mm
Fuente: Manual de la PCA, Capítulo 16, Ensayos del Hormigón
164
En la Norma Técnica Ecuatoriana INEN 1576, detalla los moldes cilíndricos que
pueden ser utilizados para la obtención de especímenes en ensayos de compresión y
tracción, a continuación se expone textualmente lo que describe en la sección 5.3.1:
“Los especímenes para resistencia a compresión o a tracción diametral deben ser
cilindros y el hormigón debe fraguar en posición vertical. El número y tamaño de los
cilindros moldeados deben ser los indicados en las especificaciones de la obra o en la
NTE INEN 1855-1 o NTE INEN 1855-2. Adicionalmente, la longitud debe ser el
doble del diámetro y el diámetro del cilindro debe ser por lo menos 3 veces el
tamaño máximo nominal del árido grueso. Cuando el tamaño máximo nominal del
árido grueso supera los 50 mm, la muestra de hormigón debe ser tratada por
tamizado húmedo a través del tamiz de 50 mm, como se describe en la NTE INEN
1763. Para ensayos de aceptación de la resistencia a compresión especificada, los
cilindros deben ser de 150 mm x 300 mm o de 100 mm x 200 mm”.
De esta manera se justifica la utilización de los moldes de 100mm de diámetro por
200mm de altura, los mismos que cumplen con los requisitos descritos en las normas
vigentes en cuanto a dimensiones y material de los cilindros, es decir acero, este no
reacciona químicamente con la pasta del hormigón interfiriendo en la continuidad del
fraguado, constituye un molde rígido y sin agrietamientos, el mismo que se lo
acondicionará para que el hormigón sea colado en el número de capas que describe la
norma:
Tabla 6-1: Forma de Compactación y Consolidación de la Masa de Hormigón dentro del Cilindro
Metálico.
Cilindros:
Diámetro (mm)
100 25
150 25
225 504
Golpes con la
Varilla c/capa
Tipo de Espécimen y
Tamaño
2
3
Número de Capas
de aproximadamente
igual altura
Número de
Fuente: NTE INEN 1576 (5.6.2)
165
6.1 Determinación del número total de probetas.
Se debe considerar dentro de este aspecto que para la elaboración de la investigación
se ha diseñado 8 mezclas de hormigón, lo que requiere un gran trabajo y
coordinación para llevarlo a cabo prósperamente. De acuerdo a ello es que se definió
el número total de probetas obteniendo el mínimo número de muestras admisibles
dentro de las especificaciones, aunque sin dejar de lado el indispensable control de la
desviación estándar a la cual se exponen los especímenes debido a la naturaleza del
material que los conforma.
Tomando en cuenta todas estas acotaciones se definió finalmente que se ensayará un
número de tres probetas por día de ensayo y diseño de mezcla, tal como se detalla a
continuación:
Tabla 6-2: Número total de Probetas Realizadas por Diseño de Mezcla.
Edad de los Cilindros
Mezcla Con Agregados Provenientes de:
Para
Cada D
iseñ
o d
e M
ezcl
a Pifo San Antonio
Número de Probetas Número de Probetas
Compresión Tracción Compresión Tracción
7 días 3 3 3 3
14 días 3 3 3 3
28 días 3 3 3 3
Total de Probetas 9 9 9 9
18 18
Total Fabricadas 20 20
Realización: Autores
De esta manera se cumple con lo que se especifica en la norma técnica ecuatoriana
INEN 1855 (1), donde nos aclara lo siguiente en el numeral 8.2:
“Para cada ensayo de resistencia deben elaborarse por lo menos dos especímenes de
ensayo de mezclas tomadas conforme a lo indicado en el numeral 6.2. Un ensayo
será el resultado del promedio de las resistencias de los especímenes ensayados a la
edad especificada. Si un espécimen muestra evidencia definitiva de baja resistencia
166
respecto a los demás, debido a un muestreo, manejo, curado o ensayo inadecuados,
se debe descartar y la resistencia de los especímenes restantes será considerada como
el resultado del ensayo”.
En total se estarán fabricando 160 probetas cilíndricas si tomamos en cuenta todos
los diseños de mezclas de hormigón.
Foto 18: Especímenes Fabricados, Curado Inicial
Realización: Autores – Laboratorio de Ensayo de Materiales / Cuarto de Desencofrado
6.2 Mezclas definitivas para las resistencias especificadas en el tema.
Después de tomar en cuenta las correcciones, reajustes y especificar como se
procederá a llevar a cabo el reacondicionamiento de la mezcla se obtuvo resultados
considerados válidos para dar continuidad al proceso de fabricación de las mezclas
definitivas, las mismas que a continuación se las detalla:
167
6.2.1 Mezclas para 35 MPa.
MEZCLA REALIZADA CON MATERIALES DE PIFO
1.- Determinación de la Relación Agua/ Cemento (W/C)
1.- Calidad del Agua: Mezclas DEFINITIVAS
2.- Marca y Tipo de Cemento: f c = 35 MPa
3.- Procedencia Agregado Grueso: Número de Probetas = 20
4.- Procedencia Agregado Fino:
Datos para el Diseño:
1.- Resistencia Especificada f´c MPa
2.- Resistencia Requerida f´cr MPa
3.- Densidad Real del Cemento DRC kg/m³
4.- Densidad SSS del Ripio DsssR kg/m³ 2.- Cálculo de la Densidad Real de la Mezcla
5.- Densidad SSS de la Arena DsssA kg/m³
6.- Densidad Óptima de Mezcla de Agregados DOM kg/m³
7.- Porcentaje de Arena a Añadir % AA %
8.- Porcentaje de Ripio a Añadir % RA %
9.- Capacidad de Absorción de la Arena CAA %
10.- Capacidad de Absorción del Ripio CAR %
11.- Contenido de Humedad de la Arena CHA %
12.- Contenido de Humedad del Ripio CHR % 3.- Cálculo del Porcentaje Óptimo de Vacíos
13.- Asentamiento de la Mezcla As mm
0,6
0,2
100
2,25
5,50
54,00
2390,00
1862,00
46,00
2450,00
2810,00
43,30
35,00
MINA DE PIFO
MINA DE PIFO
Holcim Tipo GU
Materias Primas: Especificaciones:
Potable
DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad ÓptimaDISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad Óptima
Laboratorio de Ensayo de Materiales Laboratorio de Ensayo de Materiales
T e s i s d e G r a d o T e s i s d e G r a d o
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Carrera de Ingeniería Civil Carrera de Ingeniería Civil
168
1.- Determinación de la Relación Agua/ Cemento (W/C) 4.- Ecuación utilizada para el Cálculo de la Cantidad de Pasta
f c = MPa
f cr = MPa
Mediante Extrapolación:
Expresado al Peso
2.- Cálculo de la Densidad Real de la Mezcla
%AA %RA
100 100 5.- Cálculo de la Cantidad de Cemento en kg/m³
kg/m³
3.- Cálculo del Porcentaje Óptimo de Vacíos
6.- Cálculo de la Cantidad de Agua en kg/m³
%
Realizado por:
Darío Javier Bermúdez Andrade Realizado por:
Hugo Alexander Cadena Perugachi
%OV = 23,13
%OV =DRM - DOM
* 100%DRM
DRM = 2422,40
DRM = DsssA * + DsssR *
42 0,35
38 0,38
30 0,48
34 0,43
26 0,54 W/C = 0,340
22 0,6
18 0,7
14 0,8
43,30f'cr W/C
35,00
DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad ÓptimaDISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad Óptima
Laboratorio de Ensayo de Materiales Laboratorio de Ensayo de Materiales
T e s i s d e G r a d o T e s i s d e G r a d o
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Carrera de Ingeniería Civil Carrera de Ingeniería Civil
169
4.- Ecuación utilizada para el Cálculo de la Cantidad de Pasta 7.- Cálculo de la Cantidad de Agregado Fino, Arena en kg/m³
Asentamiento = 10cm
8.- Cálculo de la Cantidad de Agregado Grueso, Ripio en kg/m³
%
9.- Dosificación Expresada en kg por cada m³ de Hormigón
5.- Cálculo de la Cantidad de Cemento en kg/m³
Cant.
W 1 C = kg/m³
C DRC
10.- Dosificación al Peso (SSS)
6.- Cálculo de la Cantidad de Agua en kg/m³
W W = * C Cant.
C W = kg/m³
Realizado por:
Realizado por: Darío Javier Bermúdez Andrade
Hugo Alexander Cadena Perugachi
Mat.
Mat.
DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad Óptima
C =
+
10*CP%
0,340
126,64
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d o
Laboratorio de Ensayo de Materiales
9,5 a 12 %OV + 0,12(%OV)
12,5 a 15 %OV + 0,14(%OV)
CP% = %OV + 0,12(%OV)
25,91CP% =
la Cantidad de Pasta (CP)
0 a 3 %OV + 0,03(%OV)
3,5 a 6 %OV + 0,06(%OV)
6,5 a 9 %OV + 0,09(%OV)
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d o
Laboratorio de Ensayo de Materiales
372,21
DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad Óptima
Asentamiento Ecuación para Determinar
(cm)
0,340=
170
7.- Cálculo de la Cantidad de Agregado Fino, Arena en kg/m³ 11.- Dosificación en kg para 4 Cilindros de Prueba.
%AA
100
A = kg/m³
8.- Cálculo de la Cantidad de Agregado Grueso, Ripio en kg/m³
%RA
100
R = kg/m³
0,34
9.- Dosificación Expresada en kg por cada m³ de Hormigón
: : :
Cant. : : :
10.- Dosificación al Peso (SSS)
: : :
Cant. : : : Cant.
Realizado por: Realizado por:
Darío Javier Bermúdez Andrade
Hugo Alexander Cadena Perugachi
1,00 2,19 2,630,34
W C A RMat.Mat.
Agua Cemento Arena Ripio
Cantidad de Materiales en kg para Fabricar 4 cilindros
814,54 980,21126,64 372,21
W CMat.
Agua Cemento Arena Ripio
A R
980,21
*R = (1 - CP%)*DsssR
814,54
A = (1 - CP%)*DsssA *
DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad ÓptimaDISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad Óptima
Laboratorio de Ensayo de Materiales Laboratorio de Ensayo de Materiales
Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d o T e s i s d e G r a d o
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Carrera de Ingeniería Civil
171
11.- Dosificación en kg para 20 ESPECÍMENES. 12.- Corrección por Humedad
Volumen: m³
Diámetro: mm Masa de un
Altura: mm Cilindro: kg
Masa de 20 cilindros estándar: kg
Asumiendo el 30% de desperdicio: kg
Cant.
Corr.
0,34 C + 1,00 C + 2,19 C + 2,63 C = kg
=
C =
Cant.
: : :
Cant. : : : Cant.
Realizado por: Realizado por:
Darío Javier Bermúdez Andrade
Hugo Alexander Cadena Perugachi
41,895,41 15,91 34,81
W CMat.
Agua Cemento Arena RipioMat.
A R
Dosificación Estándar Corregida:
Cantidad de Materiales en kg para Fabricar 20 cilindros
Estándar:
15,91 kgMat.
6,16 C 98,02 kg
98,02
Cantidad de Materiales Corregidas para Fabricar 20 cilindros:
Determinación de la Cantidad de Cemento
Mat.
75,40
98,02
Cantidad de masa para fabricar 20 ESPECÍMENES:
100
200 3,77
Agregado Grueso:0,0015708
Dimensiones de un Cilindro EstándarAgregado Fino:
DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad ÓptimaDISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad Óptima
Laboratorio de Ensayo de Materiales Laboratorio de Ensayo de Materiales
Carrera de Ingeniería Civil Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d o T e s i s d e G r a d o
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
172
12.- Corrección por Humedad
Cantidad de Corrección de Agua:
kg kg
: : :
Cant. : : :
Corr. :
: : :
Cant. : : :
: : :
Cant. : : :
Realizado por:
Darío Javier Bermúdez Andrade
Hugo Alexander Cadena Perugachi
0,50 1,00 2,08 2,58
W C A R
Agua Cemento Arena RipioMat.
Dosificación Estándar Corregida:
7,98 15,91 33,10 41,03
W C A RMat.
Agua Cemento Arena Ripio
-0,859
Cantidad de Materiales Corregidas para Fabricar 20 cilindros:
2,564 -1,706
R
5,41 15,91 34,81 41,89
Mat.Agua Cemento Arena Ripio
W C A
Arena : 1,706 Ripio : 0,859
100Agregado Grueso:
CAR - CHR= 2,05 % Seco al Aire (+)
= 4,90 % Seco al Aire (+)100
Agregado Fino:CAA - CHA
DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad Óptima
Laboratorio de Ensayo de Materiales
Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d o
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
173
MEZCLA REALIZADA CON MATERIALES DE SAN ANTONIO DE
PICHINCHA
174
1.- Determinación de la Relación Agua/ Cemento (W/C) 4.- Ecuación utilizada para el Cálculo de la Cantidad de Pasta
f c = MPa
f cr = MPa
Mediante Extrapolación:
Expresado al Peso
2.- Cálculo de la Densidad Real de la Mezcla
%AA %RA
100 100 5.- Cálculo de la Cantidad de Cemento en kg/m³
kg/m³
3.- Cálculo del Porcentaje Óptimo de Vacíos
6.- Cálculo de la Cantidad de Agua en kg/m³
%
Realizado por:
Darío Javier Bermúdez Andrade Realizado por:
Hugo Alexander Cadena Perugachi
%OV = 26,80
%OV =DRM - DOM
* 100%DRM
DRM = 2444,10
DRM = DsssA * + DsssR *
42 0,35
38 0,38
30 0,48
34 0,43
26 0,54 W/C = 0,340
22 0,6
18 0,7
14 0,8
43,30f'cr W/C
35,00
DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad ÓptimaDISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad Óptima
Laboratorio de Ensayo de Materiales Laboratorio de Ensayo de Materiales
T e s i s d e G r a d o T e s i s d e G r a d o
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Carrera de Ingeniería Civil Carrera de Ingeniería Civil
175
4.- Ecuación utilizada para el Cálculo de la Cantidad de Pasta 7.- Cálculo de la Cantidad de Agregado Fino, Arena en kg/m³
Asentamiento = 3cm
8.- Cálculo de la Cantidad de Agregado Grueso, Ripio en kg/m³
%
9.- Dosificación Expresada en kg por cada m³ de Hormigón
5.- Cálculo de la Cantidad de Cemento en kg/m³
Cant.
W 1 C = kg/m³
C DRC
10.- Dosificación al Peso (SSS)
6.- Cálculo de la Cantidad de Agua en kg/m³
W W = * C Cant.
C W = kg/m³
Realizado por:
Realizado por: Darío Javier Bermúdez Andrade
Hugo Alexander Cadena Perugachi
138,83= 0,340
0,340
Mat.
+408,02
C =10*CP%
Mat.
CP% = 28,40
CP% = %OV + 0,03(%OV)
12,5 a 15 %OV + 0,14(%OV)
6,5 a 9 %OV + 0,09(%OV)
9,5 a 12 %OV + 0,12(%OV)
3,5 a 6 %OV + 0,06(%OV)
0 a 3 %OV + 0,03(%OV)
(cm) la Cantidad de Pasta (CP)
Asentamiento Ecuación para Determinar
DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad ÓptimaDISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad Óptima
Laboratorio de Ensayo de Materiales Laboratorio de Ensayo de Materiales
T e s i s d e G r a d o T e s i s d e G r a d o
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Carrera de Ingeniería Civil Carrera de Ingeniería Civil
176
7.- Cálculo de la Cantidad de Agregado Fino, Arena en kg/m³ 11.- Dosificación en kg para 20 ESPECÍMENES.
%AA
100
A = kg/m³
8.- Cálculo de la Cantidad de Agregado Grueso, Ripio en kg/m³
%RA
100
R = kg/m³
0,34
9.- Dosificación Expresada en kg por cada m³ de Hormigón
: : :
Cant. : : :
10.- Dosificación al Peso (SSS)
: : :
Cant. : : : Cant.
Realizado por: Realizado por:
Darío Javier Bermúdez Andrade
Hugo Alexander Cadena Perugachi
1,00 1,37 2,920,34
W C A RMat.Mat.
Agua Cemento Arena Ripio
Cantidad de Materiales en kg para Fabricar 20 cilindros
559,32 1190,59138,83 408,02
W CMat.
Agua Cemento Arena Ripio
A R
1190,59
*R = (1 - CP%)*DsssR
559,32
A = (1 - CP%)*DsssA *
DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad ÓptimaDISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad Óptima
Laboratorio de Ensayo de Materiales Laboratorio de Ensayo de Materiales
Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d o T e s i s d e G r a d o
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Carrera de Ingeniería Civil
177
11.- Dosificación en kg para 20 ESPECÍMENES. 12.- Corrección por Humedad
Volumen: m³
Diámetro: mm Masa de un
Altura: mm Cilindro: kg
Masa de 20 cilindros estándar: kg
Asumiendo el 30% de desperdicio: kg
Cant.
Corr.
0,34 C + 1,00 C + 1,37 C + 2,92 C = kg
=
C =
Cant.
: : :
Cant. : : : Cant.
Realizado por: Realizado por:
Darío Javier Bermúdez Andrade
Hugo Alexander Cadena Perugachi
50,815,92 17,41 23,87
W CMat.
Agua Cemento Arena RipioMat.
A R
Dosificación Estándar Corregida:
Cantidad de Materiales en kg para Fabricar 20 cilindros
Estándar:
17,41 kgMat.
5,63 C 98,02 kg
98,02
Cantidad de Materiales Corregidas para Fabricar 20 cilindros:
Determinación de la Cantidad de Cemento
Mat.
75,40
98,02
Cantidad de masa para fabricar 20 ESPECÍMENES:
100
200 3,77
Agregado Grueso:0,0015708
Dimensiones de un Cilindro EstándarAgregado Fino:
DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad ÓptimaDISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad Óptima
Laboratorio de Ensayo de Materiales Laboratorio de Ensayo de Materiales
Carrera de Ingeniería Civil Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d o T e s i s d e G r a d o
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
178
12.- Corrección por Humedad
Cantidad de Corrección de Agua:
kg kg
: : :
Cant. : : :
Corr. :
: : :
Cant. : : :
: : :
Cant. : : :
Realizado por:
Darío Javier Bermúdez Andrade
Hugo Alexander Cadena Perugachi
0,55 1,00 1,30 2,78
W C A R
Agua Cemento Arena RipioMat.
Dosificación Estándar Corregida:
9,64 17,41 22,64 48,32
W C A RMat.
Agua Cemento Arena Ripio
-2,490
Cantidad de Materiales Corregidas para Fabricar 20 cilindros:
3,717 -1,227
R
5,92 17,41 23,87 50,81
Mat.Agua Cemento Arena Ripio
W C A
Arena : 1,227 Ripio : 2,490
100Agregado Grueso:
CAR - CHR= 4,90 % Seco al Aire (+)
= 5,14 % Seco al Aire (+)100
Agregado Fino:CAA - CHA
DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad Óptima
Laboratorio de Ensayo de Materiales
Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d o
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
179
6.2.2 Mezclas para 28 MPa.
MEZCLA REALIZADA CON MATERIALES DE PIFO
1.- Determinación de la Relación Agua/ Cemento (W/C)
1.- Calidad del Agua: Mezclas DEFINITIVAS
2.- Marca y Tipo de Cemento: f c = 28 MPa
3.- Procedencia Agregado Grueso: Número de Probetas = 20
4.- Procedencia Agregado Fino:
Datos para el Diseño:
1.- Resistencia Especificada f´c MPa
2.- Resistencia Requerida f´cr MPa
3.- Densidad Real del Cemento DRC kg/m³
4.- Densidad SSS del Ripio DsssR kg/m³ 2.- Cálculo de la Densidad Real de la Mezcla
5.- Densidad SSS de la Arena DsssA kg/m³
6.- Densidad Óptima de Mezcla de Agregados DOM kg/m³
7.- Porcentaje de Arena a Añadir % AA %
8.- Porcentaje de Ripio a Añadir % RA %
9.- Capacidad de Absorción de la Arena CAA %
10.- Capacidad de Absorción del Ripio CAR %
11.- Contenido de Humedad de la Arena CHA %
12.- Contenido de Humedad del Ripio CHR % 3.- Cálculo del Porcentaje Óptimo de Vacíos
13.- Asentamiento de la Mezcla As mm
0,6
0,2
100
2,25
5,50
54,00
2390,00
1862,00
46,00
2450,00
2810,00
36,30
28,00
MINA DE PIFO
MINA DE PIFO
Holcim Tipo GU
Materias Primas: Especificaciones:
Potable
DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad ÓptimaDISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad Óptima
Laboratorio de Ensayo de Materiales Laboratorio de Ensayo de Materiales
T e s i s d e G r a d o T e s i s d e G r a d o
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Carrera de Ingeniería Civil Carrera de Ingeniería Civil
180
1.- Determinación de la Relación Agua/ Cemento (W/C) 4.- Ecuación utilizada para el Cálculo de la Cantidad de Pasta
f c = MPa
f cr = MPa
Mediante Interpolación:
Expresado al Peso
2.- Cálculo de la Densidad Real de la Mezcla
%AA %RA
100 100 5.- Cálculo de la Cantidad de Cemento en kg/m³
kg/m³
3.- Cálculo del Porcentaje Óptimo de Vacíos
6.- Cálculo de la Cantidad de Agua en kg/m³
%
Realizado por:
Darío Javier Bermúdez Andrade Realizado por:
Hugo Alexander Cadena Perugachi
%OV = 23,13
%OV =DRM - DOM
* 100%DRM
DRM = 2422,40
DRM = DsssA * + DsssR *
42 0,35
38 0,38
30 0,48
34 0,43
26 0,54 W/C = 0,401
22 0,6
18 0,7
14 0,8
36,30f'cr W/C
28,00
DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad ÓptimaDISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad Óptima
Laboratorio de Ensayo de Materiales Laboratorio de Ensayo de Materiales
T e s i s d e G r a d o T e s i s d e G r a d o
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Carrera de Ingeniería Civil Carrera de Ingeniería Civil
181
4.- Ecuación utilizada para el Cálculo de la Cantidad de Pasta 7.- Cálculo de la Cantidad de Agregado Fino, Arena en kg/m³
Asentamiento = 10cm
8.- Cálculo de la Cantidad de Agregado Grueso, Ripio en kg/m³
%
9.- Dosificación Expresada en kg por cada m³ de Hormigón
5.- Cálculo de la Cantidad de Cemento en kg/m³
Cant.
W 1 C = kg/m³
C DRC
10.- Dosificación al Peso (SSS)
6.- Cálculo de la Cantidad de Agua en kg/m³
W W = * C Cant.
C W = kg/m³
Realizado por:
Realizado por: Darío Javier Bermúdez Andrade
Hugo Alexander Cadena Perugachi
Mat.
Mat.
DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad Óptima
C =
+
10*CP%
0,401
137,32
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d o
Laboratorio de Ensayo de Materiales
9,5 a 12 %OV + 0,12(%OV)
12,5 a 15 %OV + 0,14(%OV)
CP% = %OV + 0,12(%OV)
25,91CP% =
la Cantidad de Pasta (CP)
0 a 3 %OV + 0,03(%OV)
3,5 a 6 %OV + 0,06(%OV)
6,5 a 9 %OV + 0,09(%OV)
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d o
Laboratorio de Ensayo de Materiales
342,22
DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad Óptima
Asentamiento Ecuación para Determinar
(cm)
0,401=
182
7.- Cálculo de la Cantidad de Agregado Fino, Arena en kg/m³ 11.- Dosificación en kg para 20 ESPECÍMENES.
%AA
100
A = kg/m³
8.- Cálculo de la Cantidad de Agregado Grueso, Ripio en kg/m³
%RA
100
R = kg/m³
0,40
9.- Dosificación Expresada en kg por cada m³ de Hormigón
: : :
Cant. : : :
10.- Dosificación al Peso (SSS)
: : :
Cant. : : : Cant.
Realizado por: Realizado por:
Darío Javier Bermúdez Andrade
Hugo Alexander Cadena Perugachi
1,00 2,38 2,860,40
W C A RMat.Mat.
Agua Cemento Arena Ripio
Cantidad de Materiales en kg para Fabricar 20 cilindros
814,54 980,21137,32 342,22
W CMat.
Agua Cemento Arena Ripio
A R
980,21
*R = (1 - CP%)*DsssR
814,54
A = (1 - CP%)*DsssA *
DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad ÓptimaDISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad Óptima
Laboratorio de Ensayo de Materiales Laboratorio de Ensayo de Materiales
Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d o T e s i s d e G r a d o
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Carrera de Ingeniería Civil
183
11.- Dosificación en kg para 20 ESPECÍMENES. 12.- Corrección por Humedad
Volumen: m³
Diámetro: mm Masa de un
Altura: mm Cilindro: kg
Masa de 20 cilindros estándar: kg
Asumiendo el 30% de desperdicio: kg
Cant.
Corr.
0,40 C + 1,00 C + 2,38 C + 2,86 C = kg
=
C =
Cant.
: : :
Cant. : : : Cant.
Realizado por: Realizado por:
Darío Javier Bermúdez Andrade
Hugo Alexander Cadena Perugachi
42,255,92 14,75 35,11
W CMat.
Agua Cemento Arena RipioMat.
A R
Dosificación Estándar Corregida:
Cantidad de Materiales en kg para Fabricar 20 cilindros
Estándar:
14,75 kgMat.
6,65 C 98,02 kg
98,02
Cantidad de Materiales Corregidas para Fabricar 20 cilindros:
Determinación de la Cantidad de Cemento
Mat.
75,40
98,02
Cantidad de masa para fabricar 20 ESPECÍMENES:
100
200 3,77
Agregado Grueso:0,0015708
Dimensiones de un Cilindro EstándarAgregado Fino:
DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad ÓptimaDISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad Óptima
Laboratorio de Ensayo de Materiales Laboratorio de Ensayo de Materiales
Carrera de Ingeniería Civil Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d o T e s i s d e G r a d o
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
184
12.- Corrección por Humedad
Cantidad de Corrección de Agua:
kg kg
: : :
Cant. : : :
Corr. :
: : :
Cant. : : :
: : :
Cant. : : :
Realizado por:
Darío Javier Bermúdez Andrade
Hugo Alexander Cadena Perugachi
0,58 1,00 2,26 2,81
W C A R
Agua Cemento Arena RipioMat.
Dosificación Estándar Corregida:
8,50 14,75 33,39 41,38
W C A RMat.
Agua Cemento Arena Ripio
-0,866
Cantidad de Materiales Corregidas para Fabricar 20 cilindros:
2,586 -1,720
R
5,92 14,75 35,11 42,25
Mat.Agua Cemento Arena Ripio
W C A
Arena : 1,720 Ripio : 0,866
100Agregado Grueso:
CAR - CHR= 2,05 % Seco al Aire (+)
= 4,90 % Seco al Aire (+)100
Agregado Fino:CAA - CHA
DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad Óptima
Laboratorio de Ensayo de Materiales
Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d o
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
185
MEZCLA REALIZADA CON MATERIALES DE SAN ANTONIO DE
PICHINCHA.
1.- Determinación de la Relación Agua/ Cemento (W/C)
1.- Calidad del Agua: Mezclas DEFINITIVAS
2.- Marca y Tipo de Cemento: f c = 28 MPa
3.- Procedencia Agregado Grueso: Número de Probetas = 20
4.- Procedencia Agregado Fino:
Datos para el Diseño:
1.- Resistencia Especificada f´c MPa
2.- Resistencia Requerida f´cr MPa
3.- Densidad Real del Cemento DRC kg/m³
4.- Densidad SSS del Ripio DsssR kg/m³ 2.- Cálculo de la Densidad Real de la Mezcla
5.- Densidad SSS de la Arena DsssA kg/m³
6.- Densidad Óptima de Mezcla de Agregados DOM kg/m³
7.- Porcentaje de Arena a Añadir % AA %
8.- Porcentaje de Ripio a Añadir % RA %
9.- Capacidad de Absorción de la Arena CAA %
10.- Capacidad de Absorción del Ripio CAR %
11.- Contenido de Humedad de la Arena CHA %
12.- Contenido de Humedad del Ripio CHR % 3.- Cálculo del Porcentaje Óptimo de Vacíos
13.- Asentamiento de la Mezcla As mm
0,18
0,07
30
4,97
5,32
69,00
2520,00
1789,20
31,00
2410,00
2810,00
36,30
28,00
Mina de San Antonio
Mina de San Antonio
Holcim Tipo GU
Materias Primas: Especificaciones:
Potable
DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad ÓptimaDISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad Óptima
Laboratorio de Ensayo de Materiales Laboratorio de Ensayo de Materiales
T e s i s d e G r a d o T e s i s d e G r a d o
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Carrera de Ingeniería Civil Carrera de Ingeniería Civil
186
1.- Determinación de la Relación Agua/ Cemento (W/C) 4.- Ecuación utilizada para el Cálculo de la Cantidad de Pasta
f c = MPa
f cr = MPa
Mediante Interpolación:
Expresado al Peso
2.- Cálculo de la Densidad Real de la Mezcla
%AA %RA
100 100 5.- Cálculo de la Cantidad de Cemento en kg/m³
kg/m³
3.- Cálculo del Porcentaje Óptimo de Vacíos
6.- Cálculo de la Cantidad de Agua en kg/m³
%
Realizado por:
Darío Javier Bermúdez Andrade Realizado por:
Hugo Alexander Cadena Perugachi
%OV = 26,80
%OV =DRM - DOM
* 100%DRM
DRM = 2444,10
DRM = DsssA * + DsssR *
42 0,35
38 0,38
30 0,48
34 0,43
26 0,54 W/C = 0,401
22 0,6
18 0,7
14 0,8
36,30f'cr W/C
28,00
DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad ÓptimaDISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad Óptima
Laboratorio de Ensayo de Materiales Laboratorio de Ensayo de Materiales
T e s i s d e G r a d o T e s i s d e G r a d o
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Carrera de Ingeniería Civil Carrera de Ingeniería Civil
187
4.- Ecuación utilizada para el Cálculo de la Cantidad de Pasta 7.- Cálculo de la Cantidad de Agregado Fino, Arena en kg/m³
Asentamiento = 3cm
8.- Cálculo de la Cantidad de Agregado Grueso, Ripio en kg/m³
%
9.- Dosificación Expresada en kg por cada m³ de Hormigón
5.- Cálculo de la Cantidad de Cemento en kg/m³
Cant.
W 1 C = kg/m³
C DRC
10.- Dosificación al Peso (SSS)
6.- Cálculo de la Cantidad de Agua en kg/m³
W W = * C Cant.
C W = kg/m³
Realizado por:
Realizado por: Darío Javier Bermúdez Andrade
Hugo Alexander Cadena Perugachi
146,27= 0,401
0,401
Mat.
+364,53
C =10*CP%
Mat.
CP% = 27,60
CP% = %OV + 0,03(%OV)
12,5 a 15 %OV + 0,14(%OV)
6,5 a 9 %OV + 0,09(%OV)
9,5 a 12 %OV + 0,12(%OV)
3,5 a 6 %OV + 0,06(%OV)
0 a 3 %OV + 0,03(%OV)
(cm) la Cantidad de Pasta (CP)
Asentamiento Ecuación para Determinar
DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad ÓptimaDISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad Óptima
Laboratorio de Ensayo de Materiales Laboratorio de Ensayo de Materiales
T e s i s d e G r a d o T e s i s d e G r a d o
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
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Carrera de Ingeniería Civil Carrera de Ingeniería Civil
188
7.- Cálculo de la Cantidad de Agregado Fino, Arena en kg/m³ 11.- Dosificación en kg para 20 ESPECÍMENES.
%AA
100
A = kg/m³
8.- Cálculo de la Cantidad de Agregado Grueso, Ripio en kg/m³
%RA
100
R = kg/m³
0,40
9.- Dosificación Expresada en kg por cada m³ de Hormigón
: : :
Cant. : : :
10.- Dosificación al Peso (SSS)
: : :
Cant. : : : Cant.
Realizado por: Realizado por:
Darío Javier Bermúdez Andrade
Hugo Alexander Cadena Perugachi
1,00 1,55 3,300,40
W C A RMat.Mat.
Agua Cemento Arena Ripio
Cantidad de Materiales en kg para Fabricar 20 cilindros
565,60 1203,96146,27 364,53
W CMat.
Agua Cemento Arena Ripio
A R
1203,96
*R = (1 - CP%)*DsssR
565,60
A = (1 - CP%)*DsssA *
DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad ÓptimaDISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad Óptima
Laboratorio de Ensayo de Materiales Laboratorio de Ensayo de Materiales
Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d o T e s i s d e G r a d o
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
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Carrera de Ingeniería Civil
189
11.- Dosificación en kg para 20 ESPECÍMENES. 12.- Corrección por Humedad
Volumen: m³
Diámetro: mm Masa de un
Altura: mm Cilindro: kg
Masa de 20 cilindros estándar: kg
Asumiendo el 30% de desperdicio: kg
Cant.
Corr.
0,40 C + 1,00 C + 1,55 C + 3,30 C = kg
=
C =
Cant.
: : :
Cant. : : : Cant.
Realizado por: Realizado por:
Darío Javier Bermúdez Andrade
Hugo Alexander Cadena Perugachi
51,756,29 15,67 24,31
W CMat.
Agua Cemento Arena RipioMat.
A R
Dosificación Estándar Corregida:
Cantidad de Materiales en kg para Fabricar 20 cilindros
Estándar:
15,67 kgMat.
6,26 C 98,02 kg
98,02
Cantidad de Materiales Corregidas para Fabricar 20 cilindros:
Determinación de la Cantidad de Cemento
Mat.
75,40
98,02
Cantidad de masa para fabricar 20 ESPECÍMENES:
100
200 3,77
Agregado Grueso:0,0015708
Dimensiones de un Cilindro EstándarAgregado Fino:
DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad ÓptimaDISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad Óptima
Laboratorio de Ensayo de Materiales Laboratorio de Ensayo de Materiales
Carrera de Ingeniería Civil Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d o T e s i s d e G r a d o
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
190
12.- Corrección por Humedad
Cantidad de Corrección de Agua:
kg kg
: : :
Cant. : : :
Corr. :
: : :
Cant. : : :
: : :
Cant. : : :
Realizado por:
Darío Javier Bermúdez Andrade
Hugo Alexander Cadena Perugachi
0,64 1,00 1,47 3,14
W C A R
Agua Cemento Arena RipioMat.
Dosificación Estándar Corregida:
10,07 15,67 23,06 49,21
W C A RMat.
Agua Cemento Arena Ripio
-2,536
Cantidad de Materiales Corregidas para Fabricar 20 cilindros:
3,785 -1,250
R
6,29 15,67 24,31 51,75
Mat.Agua Cemento Arena Ripio
W C A
Arena : 1,250 Ripio : 2,536
100Agregado Grueso:
CAR - CHR= 4,90 % Seco al Aire (+)
= 5,14 % Seco al Aire (+)100
Agregado Fino:CAA - CHA
DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad Óptima
Laboratorio de Ensayo de Materiales
Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d o
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
191
6.2.3 Mezclas para 21 MPa.
MEZCLA REALIZADA CON MATERIALES DE PIFO
1.- Determinación de la Relación Agua/ Cemento (W/C)
1.- Calidad del Agua: Mezclas DEFINITIVAS
2.- Marca y Tipo de Cemento: f c = 21 MPa
3.- Procedencia Agregado Grueso: Número de Probetas = 20
4.- Procedencia Agregado Fino:
Datos para el Diseño:
1.- Resistencia Especificada f´c MPa
2.- Resistencia Requerida f´cr MPa
3.- Densidad Real del Cemento DRC kg/m³
4.- Densidad SSS del Ripio DsssR kg/m³ 2.- Cálculo de la Densidad Real de la Mezcla
5.- Densidad SSS de la Arena DsssA kg/m³
6.- Densidad Óptima de Mezcla de Agregados DOM kg/m³
7.- Porcentaje de Arena a Añadir % AA %
8.- Porcentaje de Ripio a Añadir % RA %
9.- Capacidad de Absorción de la Arena CAA %
10.- Capacidad de Absorción del Ripio CAR %
11.- Contenido de Humedad de la Arena CHA %
12.- Contenido de Humedad del Ripio CHR % 3.- Cálculo del Porcentaje Óptimo de Vacíos
13.- Asentamiento de la Mezcla As mm
0,6
0,2
100
2,25
5,50
54,00
2390,00
1862,00
46,00
2450,00
2810,00
29,30
21,00
MINA DE PIFO
MINA DE PIFO
Holcim Tipo GU
Materias Primas: Especificaciones:
Potable
DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad ÓptimaDISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad Óptima
Laboratorio de Ensayo de Materiales Laboratorio de Ensayo de Materiales
T e s i s d e G r a d o T e s i s d e G r a d o
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Carrera de Ingeniería Civil Carrera de Ingeniería Civil
192
1.- Determinación de la Relación Agua/ Cemento (W/C) 4.- Ecuación utilizada para el Cálculo de la Cantidad de Pasta
f c = MPa
f cr = MPa
Mediante Interpolación:
Expresado al Peso
2.- Cálculo de la Densidad Real de la Mezcla
%AA %RA
100 100 5.- Cálculo de la Cantidad de Cemento en kg/m³
kg/m³
3.- Cálculo del Porcentaje Óptimo de Vacíos
6.- Cálculo de la Cantidad de Agua en kg/m³
%
Realizado por:
Darío Javier Bermúdez Andrade Realizado por:
Hugo Alexander Cadena Perugachi
%OV = 23,13
%OV =DRM - DOM
* 100%DRM
DRM = 2422,40
DRM = DsssA * + DsssR *
42 0,35
38 0,38
30 0,48
34 0,43
26 0,54 W/C = 0,491
22 0,6
18 0,7
14 0,8
29,30f'cr W/C
21,00
DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad ÓptimaDISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad Óptima
Laboratorio de Ensayo de Materiales Laboratorio de Ensayo de Materiales
T e s i s d e G r a d o T e s i s d e G r a d o
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Carrera de Ingeniería Civil Carrera de Ingeniería Civil
193
4.- Ecuación utilizada para el Cálculo de la Cantidad de Pasta 7.- Cálculo de la Cantidad de Agregado Fino, Arena en kg/m³
Asentamiento = 10cm
8.- Cálculo de la Cantidad de Agregado Grueso, Ripio en kg/m³
%
9.- Dosificación Expresada en kg por cada m³ de Hormigón
5.- Cálculo de la Cantidad de Cemento en kg/m³
Cant.
W 1 C = kg/m³
C DRC
10.- Dosificación al Peso (SSS)
6.- Cálculo de la Cantidad de Agua en kg/m³
W W = * C Cant.
C W = kg/m³
Realizado por:
Realizado por: Darío Javier Bermúdez Andrade
Hugo Alexander Cadena Perugachi
Mat.
Mat.
DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad Óptima
C =
+
10*CP%
0,491
150,16
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d o
Laboratorio de Ensayo de Materiales
9,5 a 12 %OV + 0,12(%OV)
12,5 a 15 %OV + 0,14(%OV)
CP% = %OV + 0,12(%OV)
25,91CP% =
la Cantidad de Pasta (CP)
0 a 3 %OV + 0,03(%OV)
3,5 a 6 %OV + 0,06(%OV)
6,5 a 9 %OV + 0,09(%OV)
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d o
Laboratorio de Ensayo de Materiales
306,13
DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad Óptima
Asentamiento Ecuación para Determinar
(cm)
0,491=
194
7.- Cálculo de la Cantidad de Agregado Fino, Arena en kg/m³ 11.- Dosificación en kg para 20 ESPECÍMENES.
%AA
100
A = kg/m³
8.- Cálculo de la Cantidad de Agregado Grueso, Ripio en kg/m³
%RA
100
R = kg/m³
0,49
9.- Dosificación Expresada en kg por cada m³ de Hormigón
: : :
Cant. : : :
10.- Dosificación al Peso (SSS)
: : :
Cant. : : : Cant.
Realizado por: Realizado por:
Darío Javier Bermúdez Andrade
Hugo Alexander Cadena Perugachi
1,00 2,66 3,200,49
W C A RMat.Mat.
Agua Cemento Arena Ripio
Cantidad de Materiales en kg para Fabricar 20 cilindros
814,54 980,21150,16 306,13
W CMat.
Agua Cemento Arena Ripio
A R
980,21
*R = (1 - CP%)*DsssR
814,54
A = (1 - CP%)*DsssA *
DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad ÓptimaDISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad Óptima
Laboratorio de Ensayo de Materiales Laboratorio de Ensayo de Materiales
Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d o T e s i s d e G r a d o
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Carrera de Ingeniería Civil
195
11.- Dosificación en kg para 20 ESPECÍMENES. 12.- Corrección por Humedad
Volumen: m³
Diámetro: mm Masa de un
Altura: mm Cilindro: kg
Masa de 20 cilindros estándar: kg
Asumiendo el 30% de desperdicio: kg
Cant.
Corr.
0,49 C + 1,00 C + 2,66 C + 3,20 C = kg
=
C =
Cant.
: : :
Cant. : : : Cant.
Realizado por: Realizado por:
Darío Javier Bermúdez Andrade
Hugo Alexander Cadena Perugachi
42,686,54 13,33 35,47
W CMat.
Agua Cemento Arena RipioMat.
A R
Dosificación Estándar Corregida:
Cantidad de Materiales en kg para Fabricar 20 cilindros
Estándar:
13,33 kgMat.
7,35 C 98,02 kg
98,02
Cantidad de Materiales Corregidas para Fabricar 20 cilindros:
Determinación de la Cantidad de Cemento
Mat.
75,40
98,02
Cantidad de masa para fabricar 20 ESPECÍMENES:
100
200 3,77
Agregado Grueso:0,0015708
Dimensiones de un Cilindro EstándarAgregado Fino:
DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad ÓptimaDISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad Óptima
Laboratorio de Ensayo de Materiales Laboratorio de Ensayo de Materiales
Carrera de Ingeniería Civil Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d o T e s i s d e G r a d o
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
196
12.- Corrección por Humedad
Cantidad de Corrección de Agua:
kg kg
: : :
Cant. : : :
Corr. :
: : :
Cant. : : :
: : :
Cant. : : :
Realizado por:
Darío Javier Bermúdez Andrade
Hugo Alexander Cadena Perugachi
0,69 1,00 2,53 3,14
W C A R
Agua Cemento Arena RipioMat.
Dosificación Estándar Corregida:
9,15 13,33 33,73 41,81
W C A RMat.
Agua Cemento Arena Ripio
-0,875
Cantidad de Materiales Corregidas para Fabricar 20 cilindros:
2,613 -1,738
R
6,54 13,33 35,47 42,68
Mat.Agua Cemento Arena Ripio
W C A
Arena : 1,738 Ripio : 0,875
100Agregado Grueso:
CAR - CHR= 2,05 % Seco al Aire (+)
= 4,90 % Seco al Aire (+)100
Agregado Fino:CAA - CHA
DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad Óptima
Laboratorio de Ensayo de Materiales
Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d o
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
197
MEZCLA REALIZADA CON MATERIALES DE SAN ANTONIO
1.- Determinación de la Relación Agua/ Cemento (W/C)
1.- Calidad del Agua: Mezclas DEFINITIVAS
2.- Marca y Tipo de Cemento: f c = 21 MPa
3.- Procedencia Agregado Grueso: Número de Probetas = 20
4.- Procedencia Agregado Fino:
Datos para el Diseño:
1.- Resistencia Especificada f´c MPa
2.- Resistencia Requerida f´cr MPa
3.- Densidad Real del Cemento DRC kg/m³
4.- Densidad SSS del Ripio DsssR kg/m³ 2.- Cálculo de la Densidad Real de la Mezcla
5.- Densidad SSS de la Arena DsssA kg/m³
6.- Densidad Óptima de Mezcla de Agregados DOM kg/m³
7.- Porcentaje de Arena a Añadir % AA %
8.- Porcentaje de Ripio a Añadir % RA %
9.- Capacidad de Absorción de la Arena CAA %
10.- Capacidad de Absorción del Ripio CAR %
11.- Contenido de Humedad de la Arena CHA %
12.- Contenido de Humedad del Ripio CHR % 3.- Cálculo del Porcentaje Óptimo de Vacíos
13.- Asentamiento de la Mezcla As mm
0,18
0,07
30
4,97
5,32
69,00
2520,00
1789,20
31,00
2410,00
2810,00
29,30
21,00
Mina de San Antonio
Mina de San Antonio
Holcim Tipo GU
Materias Primas: Especificaciones:
Potable
DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad ÓptimaDISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad Óptima
Laboratorio de Ensayo de Materiales Laboratorio de Ensayo de Materiales
T e s i s d e G r a d o T e s i s d e G r a d o
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Carrera de Ingeniería Civil Carrera de Ingeniería Civil
198
1.- Determinación de la Relación Agua/ Cemento (W/C) 4.- Ecuación utilizada para el Cálculo de la Cantidad de Pasta
f c = MPa
f cr = MPa
Mediante Interpolación:
Expresado al Peso
2.- Cálculo de la Densidad Real de la Mezcla
%AA %RA
100 100 5.- Cálculo de la Cantidad de Cemento en kg/m³
kg/m³
3.- Cálculo del Porcentaje Óptimo de Vacíos
6.- Cálculo de la Cantidad de Agua en kg/m³
%
Realizado por:
Darío Javier Bermúdez Andrade Realizado por:
Hugo Alexander Cadena Perugachi
%OV = 26,80
%OV =DRM - DOM
* 100%DRM
DRM = 2444,10
DRM = DsssA * + DsssR *
42 0,35
38 0,38
30 0,48
34 0,43
26 0,54 W/C = 0,491
22 0,6
18 0,7
14 0,8
29,30f'cr W/C
21,00
DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad ÓptimaDISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad Óptima
Laboratorio de Ensayo de Materiales Laboratorio de Ensayo de Materiales
T e s i s d e G r a d o T e s i s d e G r a d o
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Carrera de Ingeniería Civil Carrera de Ingeniería Civil
199
4.- Ecuación utilizada para el Cálculo de la Cantidad de Pasta 7.- Cálculo de la Cantidad de Agregado Fino, Arena en kg/m³
Asentamiento = 3cm
8.- Cálculo de la Cantidad de Agregado Grueso, Ripio en kg/m³
%
9.- Dosificación Expresada en kg por cada m³ de Hormigón
5.- Cálculo de la Cantidad de Cemento en kg/m³
Cant.
W 1 C = kg/m³
C DRC
10.- Dosificación al Peso (SSS)
6.- Cálculo de la Cantidad de Agua en kg/m³
W W = * C Cant.
C W = kg/m³
Realizado por:
Realizado por: Darío Javier Bermúdez Andrade
Hugo Alexander Cadena Perugachi
159,95= 0,491
0,491
Mat.
+326,09
C =10*CP%
Mat.
CP% = 27,60
CP% = %OV + 0,03(%OV)
12,5 a 15 %OV + 0,14(%OV)
6,5 a 9 %OV + 0,09(%OV)
9,5 a 12 %OV + 0,12(%OV)
3,5 a 6 %OV + 0,06(%OV)
0 a 3 %OV + 0,03(%OV)
(cm) la Cantidad de Pasta (CP)
Asentamiento Ecuación para Determinar
DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad ÓptimaDISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad Óptima
Laboratorio de Ensayo de Materiales Laboratorio de Ensayo de Materiales
T e s i s d e G r a d o T e s i s d e G r a d o
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Carrera de Ingeniería Civil Carrera de Ingeniería Civil
200
7.- Cálculo de la Cantidad de Agregado Fino, Arena en kg/m³ 11.- Dosificación en kg para 20 ESPECÍMENES.
%AA
100
A = kg/m³
8.- Cálculo de la Cantidad de Agregado Grueso, Ripio en kg/m³
%RA
100
R = kg/m³
0,49
9.- Dosificación Expresada en kg por cada m³ de Hormigón
: : :
Cant. : : :
10.- Dosificación al Peso (SSS)
: : :
Cant. : : : Cant.
Realizado por: Realizado por:
Darío Javier Bermúdez Andrade
Hugo Alexander Cadena Perugachi
1,00 1,73 3,690,49
W C A RMat.Mat.
Agua Cemento Arena Ripio
Cantidad de Materiales en kg para Fabricar 20 cilindros
565,60 1203,96159,95 326,09
W CMat.
Agua Cemento Arena Ripio
A R
1203,96
*R = (1 - CP%)*DsssR
565,60
A = (1 - CP%)*DsssA *
DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad ÓptimaDISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad Óptima
Laboratorio de Ensayo de Materiales Laboratorio de Ensayo de Materiales
Carrera de Ingeniería Civil
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Carrera de Ingeniería Civil
201
11.- Dosificación en kg para 20 ESPECÍMENES. 12.- Corrección por Humedad
Volumen: m³
Diámetro: mm Masa de un
Altura: mm Cilindro: kg
Masa de 20 cilindros estándar: kg
Asumiendo el 30% de desperdicio: kg
Cant.
Corr.
0,49 C + 1,00 C + 1,73 C + 3,69 C = kg
=
C =
Cant.
: : :
Cant. : : : Cant.
Realizado por: Realizado por:
Darío Javier Bermúdez Andrade
Hugo Alexander Cadena Perugachi
52,326,95 14,17 24,58
W CMat.
Agua Cemento Arena RipioMat.
A R
Dosificación Estándar Corregida:
Cantidad de Materiales en kg para Fabricar 20 cilindros
Estándar:
14,17 kgMat.
6,92 C 98,02 kg
98,02
Cantidad de Materiales Corregidas para Fabricar 20 cilindros:
Determinación de la Cantidad de Cemento
Mat.
75,40
98,02
Cantidad de masa para fabricar 20 ESPECÍMENES:
100
200 3,77
Agregado Grueso:0,0015708
Dimensiones de un Cilindro EstándarAgregado Fino:
DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad ÓptimaDISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad Óptima
Laboratorio de Ensayo de Materiales Laboratorio de Ensayo de Materiales
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202
12.- Corrección por Humedad
Cantidad de Corrección de Agua:
kg kg
: : :
Cant. : : :
Corr. :
: : :
Cant. : : :
: : :
Cant. : : :
Realizado por:
Darío Javier Bermúdez Andrade
Hugo Alexander Cadena Perugachi
0,76 1,00 1,65 3,51
W C A R
Agua Cemento Arena RipioMat.
Dosificación Estándar Corregida:
10,78 14,17 23,32 49,76
W C A RMat.
Agua Cemento Arena Ripio
-2,564
Cantidad de Materiales Corregidas para Fabricar 20 cilindros:
3,827 -1,263
R
6,95 14,17 24,58 52,32
Mat.Agua Cemento Arena Ripio
W C A
Arena : 1,263 Ripio : 2,564
100Agregado Grueso:
CAR - CHR= 4,90 % Seco al Aire (+)
= 5,14 % Seco al Aire (+)100
Agregado Fino:CAA - CHA
DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad Óptima
Laboratorio de Ensayo de Materiales
Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d o
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Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
203
6.2.4 Mezclas para 14 MPa.
MEZCLA REALIZADA CON MATERIALES DE PIFO
1.- Determinación de la Relación Agua/ Cemento (W/C)
1.- Calidad del Agua: Mezclas DEFINITIVAS
2.- Marca y Tipo de Cemento: f c = 14 MPa
3.- Procedencia Agregado Grueso: Número de Probetas = 20
4.- Procedencia Agregado Fino:
Datos para el Diseño:
1.- Resistencia Especificada f´c MPa
2.- Resistencia Requerida f´cr MPa
3.- Densidad Real del Cemento DRC kg/m³
4.- Densidad SSS del Ripio DsssR kg/m³ 2.- Cálculo de la Densidad Real de la Mezcla
5.- Densidad SSS de la Arena DsssA kg/m³
6.- Densidad Óptima de Mezcla de Agregados DOM kg/m³
7.- Porcentaje de Arena a Añadir % AA %
8.- Porcentaje de Ripio a Añadir % RA %
9.- Capacidad de Absorción de la Arena CAA %
10.- Capacidad de Absorción del Ripio CAR %
11.- Contenido de Humedad de la Arena CHA %
12.- Contenido de Humedad del Ripio CHR % 3.- Cálculo del Porcentaje Óptimo de Vacíos
13.- Asentamiento de la Mezcla As mm
0,6
0,2
100
2,25
5,50
54,00
2390,00
1862,00
46,00
2450,00
2810,00
20,10
14,00
MINA DE PIFO
MINA DE PIFO
Holcim Tipo GU
Materias Primas: Especificaciones:
Potable
DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad ÓptimaDISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad Óptima
Laboratorio de Ensayo de Materiales Laboratorio de Ensayo de Materiales
T e s i s d e G r a d o T e s i s d e G r a d o
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Carrera de Ingeniería Civil Carrera de Ingeniería Civil
204
1.- Determinación de la Relación Agua/ Cemento (W/C) 4.- Ecuación utilizada para el Cálculo de la Cantidad de Pasta
f c = MPa
f cr = MPa
Mediante Interpolación:
Expresado al Peso
2.- Cálculo de la Densidad Real de la Mezcla
%AA %RA
100 100 5.- Cálculo de la Cantidad de Cemento en kg/m³
kg/m³
3.- Cálculo del Porcentaje Óptimo de Vacíos
6.- Cálculo de la Cantidad de Agua en kg/m³
%
Realizado por:
Darío Javier Bermúdez Andrade Realizado por:
Hugo Alexander Cadena Perugachi
%OV = 23,13
%OV =DRM - DOM
* 100%DRM
DRM = 2422,40
DRM = DsssA * + DsssR *
42 0,35
38 0,38
30 0,48
34 0,43
26 0,54 W/C = 0,647
22 0,6
18 0,7
14 0,8
20,10f'cr W/C
14,00
DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad ÓptimaDISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad Óptima
Laboratorio de Ensayo de Materiales Laboratorio de Ensayo de Materiales
T e s i s d e G r a d o T e s i s d e G r a d o
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
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Carrera de Ingeniería Civil Carrera de Ingeniería Civil
205
4.- Ecuación utilizada para el Cálculo de la Cantidad de Pasta 7.- Cálculo de la Cantidad de Agregado Fino, Arena en kg/m³
Asentamiento = 10cm
8.- Cálculo de la Cantidad de Agregado Grueso, Ripio en kg/m³
%
9.- Dosificación Expresada en kg por cada m³ de Hormigón
5.- Cálculo de la Cantidad de Cemento en kg/m³
Cant.
W 1 C = kg/m³
C DRC
10.- Dosificación al Peso (SSS)
6.- Cálculo de la Cantidad de Agua en kg/m³
W W = * C Cant.
C W = kg/m³
Realizado por:
Realizado por: Darío Javier Bermúdez Andrade
Hugo Alexander Cadena Perugachi
Mat.
Mat.
DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad Óptima
C =
+
10*CP%
0,647
167,20
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Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d o
Laboratorio de Ensayo de Materiales
9,5 a 12 %OV + 0,12(%OV)
12,5 a 15 %OV + 0,14(%OV)
CP% = %OV + 0,12(%OV)
25,91CP% =
la Cantidad de Pasta (CP)
0 a 3 %OV + 0,03(%OV)
3,5 a 6 %OV + 0,06(%OV)
6,5 a 9 %OV + 0,09(%OV)
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Carrera de Ingeniería Civil
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Laboratorio de Ensayo de Materiales
258,23
DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad Óptima
Asentamiento Ecuación para Determinar
(cm)
0,647=
206
7.- Cálculo de la Cantidad de Agregado Fino, Arena en kg/m³ 11.- Dosificación en kg para 20 ESPECÍMENES.
%AA
100
A = kg/m³
8.- Cálculo de la Cantidad de Agregado Grueso, Ripio en kg/m³
%RA
100
R = kg/m³
0,65
9.- Dosificación Expresada en kg por cada m³ de Hormigón
: : :
Cant. : : :
10.- Dosificación al Peso (SSS)
: : :
Cant. : : : Cant.
Realizado por: Realizado por:
Darío Javier Bermúdez Andrade
Hugo Alexander Cadena Perugachi
1,00 3,15 3,800,65
W C A RMat.Mat.
Agua Cemento Arena Ripio
Cantidad de Materiales en kg para Fabricar 20 cilindros
814,54 980,21167,20 258,23
W CMat.
Agua Cemento Arena Ripio
A R
980,21
*R = (1 - CP%)*DsssR
814,54
A = (1 - CP%)*DsssA *
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Carrera de Ingeniería Civil
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Carrera de Ingeniería Civil
207
11.- Dosificación en kg para 20 ESPECÍMENES. 12.- Corrección por Humedad
Volumen: m³
Diámetro: mm Masa de un
Altura: mm Cilindro: kg
Masa de 20 cilindros estándar: kg
Asumiendo el 30% de desperdicio: kg
Cant.
Corr.
0,65 C + 1,00 C + 3,15 C + 3,80 C = kg
=
C =
Cant.
: : :
Cant. : : : Cant.
Realizado por: Realizado por:
Darío Javier Bermúdez Andrade
Hugo Alexander Cadena Perugachi
43,277,38 11,40 35,96
W CMat.
Agua Cemento Arena RipioMat.
A R
Dosificación Estándar Corregida:
Cantidad de Materiales en kg para Fabricar 20 cilindros
Estándar:
11,4 kgMat.
8,6 C 98,02 kg
98,02
Cantidad de Materiales Corregidas para Fabricar 20 cilindros:
Determinación de la Cantidad de Cemento
Mat.
75,40
98,02
Cantidad de masa para fabricar 20 ESPECÍMENES:
100
200 3,77
Agregado Grueso:0,0015708
Dimensiones de un Cilindro EstándarAgregado Fino:
DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad ÓptimaDISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad Óptima
Laboratorio de Ensayo de Materiales Laboratorio de Ensayo de Materiales
Carrera de Ingeniería Civil Carrera de Ingeniería Civil
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208
12.- Corrección por Humedad
Cantidad de Corrección de Agua:
kg kg
: : :
Cant. : : :
Corr. :
: : :
Cant. : : :
: : :
Cant. : : :
Realizado por:
Darío Javier Bermúdez Andrade
Hugo Alexander Cadena Perugachi
0,88 1,00 3,00 3,72
W C A R
Agua Cemento Arena RipioMat.
Dosificación Estándar Corregida:
10,03 11,40 34,20 42,39
W C A RMat.
Agua Cemento Arena Ripio
-0,887
Cantidad de Materiales Corregidas para Fabricar 20 cilindros:
2,649 -1,762
R
7,38 11,40 35,96 43,27
Mat.Agua Cemento Arena Ripio
W C A
Arena : 1,762 Ripio : 0,887
100Agregado Grueso:
CAR - CHR= 2,05 % Seco al Aire (+)
= 4,90 % Seco al Aire (+)100
Agregado Fino:CAA - CHA
DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad Óptima
Laboratorio de Ensayo de Materiales
Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d o
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209
MEZCLA REALIZADA CON MATERIALES DE SAN ANTONIO DE
PICHINCHA
1.- Determinación de la Relación Agua/ Cemento (W/C)
1.- Calidad del Agua: Mezclas DEFINITIVAS
2.- Marca y Tipo de Cemento: f c = 14 MPa
3.- Procedencia Agregado Grueso: Número de Probetas = 20
4.- Procedencia Agregado Fino:
Datos para el Diseño:
1.- Resistencia Especificada f´c MPa
2.- Resistencia Requerida f´cr MPa
3.- Densidad Real del Cemento DRC kg/m³
4.- Densidad SSS del Ripio DsssR kg/m³ 2.- Cálculo de la Densidad Real de la Mezcla
5.- Densidad SSS de la Arena DsssA kg/m³
6.- Densidad Óptima de Mezcla de Agregados DOM kg/m³
7.- Porcentaje de Arena a Añadir % AA %
8.- Porcentaje de Ripio a Añadir % RA %
9.- Capacidad de Absorción de la Arena CAA %
10.- Capacidad de Absorción del Ripio CAR %
11.- Contenido de Humedad de la Arena CHA %
12.- Contenido de Humedad del Ripio CHR % 3.- Cálculo del Porcentaje Óptimo de Vacíos
13.- Asentamiento de la Mezcla As mm
0,18
0,07
30
4,97
5,32
69,00
2520,00
1789,20
31,00
2410,00
2810,00
20,10
14,00
Mina de San Antonio
Mina de San Antonio
Holcim Tipo GU
Materias Primas: Especificaciones:
Potable
DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad ÓptimaDISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad Óptima
Laboratorio de Ensayo de Materiales Laboratorio de Ensayo de Materiales
T e s i s d e G r a d o T e s i s d e G r a d o
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UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Carrera de Ingeniería Civil Carrera de Ingeniería Civil
210
1.- Determinación de la Relación Agua/ Cemento (W/C) 4.- Ecuación utilizada para el Cálculo de la Cantidad de Pasta
f c = MPa
f cr = MPa
Mediante Interpolación:
Expresado al Peso
2.- Cálculo de la Densidad Real de la Mezcla
%AA %RA
100 100 5.- Cálculo de la Cantidad de Cemento en kg/m³
kg/m³
3.- Cálculo del Porcentaje Óptimo de Vacíos
6.- Cálculo de la Cantidad de Agua en kg/m³
%
Realizado por:
Darío Javier Bermúdez Andrade Realizado por:
Hugo Alexander Cadena Perugachi
%OV = 26,80
%OV =DRM - DOM
* 100%DRM
DRM = 2444,10
DRM = DsssA * + DsssR *
42 0,35
38 0,38
30 0,48
34 0,43
26 0,54 W/C = 0,647
22 0,6
18 0,7
14 0,8
20,10f'cr W/C
14,00
DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad ÓptimaDISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad Óptima
Laboratorio de Ensayo de Materiales Laboratorio de Ensayo de Materiales
T e s i s d e G r a d o T e s i s d e G r a d o
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Carrera de Ingeniería Civil Carrera de Ingeniería Civil
211
4.- Ecuación utilizada para el Cálculo de la Cantidad de Pasta 7.- Cálculo de la Cantidad de Agregado Fino, Arena en kg/m³
Asentamiento = 3cm
8.- Cálculo de la Cantidad de Agregado Grueso, Ripio en kg/m³
%
9.- Dosificación Expresada en kg por cada m³ de Hormigón
5.- Cálculo de la Cantidad de Cemento en kg/m³
Cant.
W 1 C = kg/m³
C DRC
10.- Dosificación al Peso (SSS)
6.- Cálculo de la Cantidad de Agua en kg/m³
W W = * C Cant.
C W = kg/m³
Realizado por:
Realizado por: Darío Javier Bermúdez Andrade
Hugo Alexander Cadena Perugachi
178,10= 0,647
0,647
Mat.
+275,06
C =10*CP%
Mat.
CP% = 27,60
CP% = %OV + 0,03(%OV)
12,5 a 15 %OV + 0,14(%OV)
6,5 a 9 %OV + 0,09(%OV)
9,5 a 12 %OV + 0,12(%OV)
3,5 a 6 %OV + 0,06(%OV)
0 a 3 %OV + 0,03(%OV)
(cm) la Cantidad de Pasta (CP)
Asentamiento Ecuación para Determinar
DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad ÓptimaDISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad Óptima
Laboratorio de Ensayo de Materiales Laboratorio de Ensayo de Materiales
T e s i s d e G r a d o T e s i s d e G r a d o
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Carrera de Ingeniería Civil Carrera de Ingeniería Civil
212
7.- Cálculo de la Cantidad de Agregado Fino, Arena en kg/m³ 11.- Dosificación en kg para 20 ESPECÍMENES.
%AA
100
A = kg/m³
8.- Cálculo de la Cantidad de Agregado Grueso, Ripio en kg/m³
%RA
100
R = kg/m³
0,65
9.- Dosificación Expresada en kg por cada m³ de Hormigón
: : :
Cant. : : :
10.- Dosificación al Peso (SSS)
: : :
Cant. : : : Cant.
Realizado por: Realizado por:
Darío Javier Bermúdez Andrade
Hugo Alexander Cadena Perugachi
1,00 2,06 4,380,65
W C A RMat.Mat.
Agua Cemento Arena Ripio
Cantidad de Materiales en kg para Fabricar 20 cilindros
565,60 1203,96178,10 275,06
W CMat.
Agua Cemento Arena Ripio
A R
1203,96
*R = (1 - CP%)*DsssR
565,60
A = (1 - CP%)*DsssA *
DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad ÓptimaDISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad Óptima
Laboratorio de Ensayo de Materiales Laboratorio de Ensayo de Materiales
Carrera de Ingeniería Civil
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Carrera de Ingeniería Civil
213
11.- Dosificación en kg para 20 ESPECÍMENES. 12.- Corrección por Humedad
Volumen: m³
Diámetro: mm Masa de un
Altura: mm Cilindro: kg
Masa de 20 cilindros estándar: kg
Asumiendo el 30% de desperdicio: kg
Cant.
Corr.
0,65 C + 1,00 C + 2,06 C + 4,38 C = kg
=
C =
Cant.
: : :
Cant. : : : Cant.
Realizado por: Realizado por:
Darío Javier Bermúdez Andrade
Hugo Alexander Cadena Perugachi
53,097,85 12,13 24,94
W CMat.
Agua Cemento Arena RipioMat.
A R
Dosificación Estándar Corregida:
Cantidad de Materiales en kg para Fabricar 20 cilindros
Estándar:
12,13 kgMat.
8,08 C 98,02 kg
98,02
Cantidad de Materiales Corregidas para Fabricar 20 cilindros:
Determinación de la Cantidad de Cemento
Mat.
75,40
98,02
Cantidad de masa para fabricar 20 ESPECÍMENES:
100
200 3,77
Agregado Grueso:0,0015708
Dimensiones de un Cilindro EstándarAgregado Fino:
DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad ÓptimaDISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad Óptima
Laboratorio de Ensayo de Materiales Laboratorio de Ensayo de Materiales
Carrera de Ingeniería Civil Carrera de Ingeniería Civil
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214
12.- Corrección por Humedad
Cantidad de Corrección de Agua:
kg kg
: : :
Cant. : : :
Corr. :
: : :
Cant. : : :
: : :
Cant. : : :
Realizado por:
Darío Javier Bermúdez Andrade
Hugo Alexander Cadena Perugachi
0,97 1,00 1,95 4,16
W C A R
Agua Cemento Arena RipioMat.
Dosificación Estándar Corregida:
11,74 12,13 23,66 50,49
W C A RMat.
Agua Cemento Arena Ripio
-2,602
Cantidad de Materiales Corregidas para Fabricar 20 cilindros:
3,884 -1,282
R
7,85 12,13 24,94 53,09
Mat.Agua Cemento Arena Ripio
W C A
Arena : 1,282 Ripio : 2,602
100Agregado Grueso:
CAR - CHR= 4,90 % Seco al Aire (+)
= 5,14 % Seco al Aire (+)100
Agregado Fino:CAA - CHA
DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN: Método de la Densidad Óptima
Laboratorio de Ensayo de Materiales
Carrera de Ingeniería Civil
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215
6.3 Elaboración de hormigones y toma de muestras.
6.3.1 Obtención de Materias Primas y Diseño
Dentro de la fabricación del hormigón están marcados los procesos que se deben
realizar para la obtención del producto.
El inicial y básico es la consecución de las materias primas de acuerdo a las
necesidades del fabricante y sobre todo tomando en cuenta costos de transporte de
los materiales utilizados, posteriormente para tener un respaldo de que el hormigón
elaborado cumpla con la resistencia especificada y si es posible tener acceso a un
laboratorio, se realiza el análisis de las materias primas a través de ensayos útiles
para determinar la idoneidad y las características que estos tienen, cuando no se
cuenta con un laboratorio y es necesario la inmediata fabricación del conglomerado
es necesario basarse en tablas que brindan dosificaciones útiles para ser aplicadas en
obra, ha seguido la realización de un diseño de mezclas que contribuya con las
cantidades de materiales a colocar obteniendo una dosificación es óptimo en el caso
de la disposición de un laboratorio.
Foto 19: Obtención del Agregado Grueso en la Planta HOLCIM Pifo
Realización: Autores, a la izquierda Agregado Grueso, derecha Agregado Fino
216
6.3.2 Mezclado
Una vez definido la cantidad en masa o volumen se mezcla dichas cantidades, en el
caso de las mezclas de prueba se necesitó aproximadamente 20kg de masa de
hormigón, se utilizó una mezcladora de 30kg (de hormigón) de capacidad, prestada
por el Laboratorio de Ensayo de Materiales de la Universidad Central. Las mezclas
definitivas se las realizó en la Concretera prestada también gentilmente por el
mencionado laboratorio que brindó las facilidades para el desarrollo de la
investigación, esta mezcladora estacionaria de tambor giratorio cuenta con una
capacidad para un saco y medio de cemento o aproximadamente 300kg de masa de
hormigón, en la cual para las mezclas de prueba se fabricó 98kg de hormigón
aproximadamente de manera óptima.
Se consigue una mezcla óptima realizando un proceso de amasado continuo, en el
cual se agrega principalmente el agregado grueso y una tercera parte del agua de
mezclado, para posteriormente agregar el agregado fino con otra tercera parte del
agua de amasado de manera que esta sea absorbida por completos por los áridos que
se coloca, de seguido se coloca el cemento y la última tercera parte del agua de
amasado, cabe recordar que la mezcladora deberá estar humedecida antes de recibir
las materias primas del concreto a elaborar.
Foto 20: Concretera Utilizada para la Fabricación dela Mezcla de Hormigón.
217
Realización: Autores – Laboratorio de Ensayo de Materiales.
Para hacer efectivo el proceso de mezclado se necesita aproximadamente 15 minutos
desde el inicio de la colocación de los agregados. Para verificar que la mezcla esté
bien mezclada se observa dentro del tambor si la misma se despega de las paredes y
hace la forma de una sola masa dentro de la mezcladora.
Ensayos: Al descargar la masa de hormigón fabricada se determina el asentamiento
en los cinco primeros minutos después de la descarga con una porción del hormigón
fabricado, y en lo posible se debe elaborar los especímenes para pruebas de
resistencia en un lapso de 15 minutos después de la obtención de la masa de
hormigón fabricada, al descargar las mismas se puede medir las propiedades de la
mezcla en estado fresco y reportarlas como datos fundamentales para juzgar su
posterior desempeño.
Foto 21: Realización del Ensayo de Asentamiento para Medir la Consistencia del Hormigón.
Realización: Autores – Laboratorio de Ensayo de Materiales / Patio Posterior.
6.3.3 Transporte
Una vez ya preparadas las probetas cilíndricas se las transporta al lugar donde van a
ser desencofradas, tomando en cuenta que sea un lugar nivelado, firme, libre de
218
vibraciones, con ello se da inicio al proceso de curado. Los detalles aquí
mencionados se encuentran en la NTE INEN 1763 Muestreo del Concreto.
6.3.4 Utilización de cilindros estándar de 100 mm de diámetro y
200mm de altura.
El uso de este tipo de moldes para la fabricación de probetas estándar con motivos de
pruebas de resistencia es apropiado, aunque cabe mencionar que si se llega a realizar
una comparación entre resultados obtenidos con cilindros metálicos de mayor
dimensión los moldes de 100mm de diámetro por 200mm de altura proveen una
resistencia mayor al espécimen a esfuerzos de compresión, pero esta es insignificante
en porcentaje, según se lo señala en el manual de la PCA, en el cual en el capítulo 16
de Ensayos del Concreto, donde se publica un diagrama comparativo en base a
pruebas de resistencia con estos moldes, realizando la respectiva comparación con la
misma mezcla de prueba, obteniéndose los resultados que se muestran a
continuación:
Diagrama 6-1: Resistencia (Cilindro de 200mmx100mm vs Cilindro de 300mmx150mm)
Fuente: Manual de la PCA, Capítulo 16, Pruebas del Concreto, página 334.
219
La curva describe prácticamente una línea de tendencia recta, proporcional con
respecto de los puntos obtenidos de la experiencia mencionada, la misma que
produce una leve variación en altas resistencias debido a la necesidad de un mayor
cuidado en la fabricación del cilindro.
6.4 Proceso de curado del hormigón.
En el capítulo dos se había ya dado una leve definición de lo que es el curado del
hormigón, este tratamiento que se le da al material influye directamente en la
resistencia durante el tiempo de fraguado hasta que el hormigón alcance el total de su
porcentaje que se considera es a los 28 días.
Curado Inicial: Este proceso debe ser tomado en cuenta desde que las probetas se
encuentran en reposo después de haber sido compactadas, consolidadas y enrasadas
para un mejor acabado, es decir después de ser transportadas entendiéndose este
proceso como curado inicial, en donde se debe procurar que la temperatura este en un
rango entre 16°C y 27°C, aunque cuando se requiere aplicar el proceso de curado
inicial en probetas que estén diseñadas para altas resistencias (Mayor a 40MPa), se
procura que la temperatura oscile entre los 20°C y 26°C. El proceso de curado inicial
finaliza con el desencofrado, en donde las probetas no pueden pasar por más de 30
minutos.
Foto 22: Fase de Curado Inicial de las Probetas
220
Realización: Autores
Curado Final: Después de desencofrar los especímenes pasan directamente al
proceso de curado final, donde se los trata de manera que se recubra toda la
superficie de la probeta con agua de curado, para el caso se utilizan cámaras de
curados con una temperatura adecuada de 23°C±2°C, sin ser alterados durante los
días necesarios antes de ser ensayados.
Al removerlos para los respectivos ensayos se debe procurar que la superficie
superior e inferior esté libres de humedad, de modo que sea sencillo la colocación del
agente utilizado para mejor distribución de esfuerzos (mortero de azufre, o láminas
de neopreno) en la cabeza y en la base del cilindro de hormigón fabricado.
Foto 23: Proceso de Curado Final.
Realización: Autores
En la imagen se muestra el curado final de las probetas, en donde se cumplió con la
temperatura descrita, a más de ello se acondicionó sobre las superficie superior de los
cilindros plásticos necesarios para que no se evapore el agua de curado influyente en
el proceso, más detalles de los procesos aquí descritos se los encuentra en la NTE
INEN 1576.
221
CAPÍTULO VII
7 PROGRAMA DE ENSAYOS.
El programa de ensayos debe reflejar un orden estricto en el proceso de fabricación y
puesta a prueba de los especímenes útiles para llevar a cabo la investigación.
Mediante la creación de un organigrama que defina los tiempos de fabricación,
curado inicial, curado final, y ensayo se logrará delimitar de manera precisa los
tiempos de ejecución de las actividades, ya que depende de la programación de estas
el tener lo más pronto posible listos los resultados para que oportunamente sean
interpretados.
Dentro de la programación del proceso necesario para la obtención de la información
deberá estar contemplado no solo el proceso en sí que se va a seguir, sino también
reflejará los imprevistos, sobre todo en cuanto a las mezclas de prueba las mismas en
las cuales es admisible errores o desbalances para que mediante un ajuste técnico
adecuado sean corregidas en período adecuado sin incidir en los tiempos que pueden
provocar un desalineamiento entre lo previsto en la programación de las actividades.
El cronograma de actividades a seguir debe tener una programación lo
suficientemente clara como para que pueda ser llevado a cabo sin inconvenientes, y
sobretodo organizadamente. Dentro de la programación de los ensayos se deberá
tomar en cuenta principalmente:
Número de probetas a fabricar.
Cantidad en masa de hormigón por diseño de mezcla.
Edades del hormigón para los ensayos a realizarse.
Tiempo de fabricación de las Mezclas.
Tiempo de curado inicial y final de las probetas.
222
001
NTE Inen 1573
3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
M J V S D L M M J V S D L M M J V S D L M M J V S D L M M J V S D L M M J V S D L M M J V
X X
X X
X X
X X
X X
X X
X X
X X
X X X X
X X X X
X X X X
X X X X
X X X X
Relizado por:
Bermúdez Andrade Darío Javier
Cadena Perugachi Hugo Alexander
CRONOGRAMA DE ENSAYOS
OCTUBRE
2014IDENTIFICACIÓN
Elaboración Ensayo 28 días
2014
SEPTIEMBRE
Ensayo 7 días
PIFO 35 MPa
PIFO 28 MPa
PIFO 14MPa
PIFO 21 MPa
Prueba2-35MPa
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d o
Laboratorio de Ensayo de Materiales
Agregados: Pifo
Cemento: Holcim Tipo GU
PROGRAMACIÓN DE ENSAYOS
Prueba2-21MPa
Prueba2-28MPa
Prueba1-35MPa
Prueba2-14MPa
Prueba1-28MPa
Prueba1-14MPa
Prueba1-21MPa
N° Ensayo:
Norma:
Ensayo 14 días
223
001
NTE Inen 1573
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23
M M J V S D L M M J V S D L M M J V S D L M M J V S D L M M J V S D L M M J V S D L M M J
X X
X X
X X
X X
X X
X X
X X
X X
X X X X
X X X X
X X X X
X X X X
X X X X
Relizado por:
Bermúdez Andrade Darío Javier
Cadena Perugachi Hugo Alexander
SA 28 MPa
SA 35 MPa
Prueba2-28MPa
Prueba2-35MPa
SA 14MPa
SA 21 MPa
CRONOGRAMA DE ENSAYOS
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d o
Laboratorio de Ensayo de Materiales
IDENTIFICACIÓN2014
N° Ensayo: Agregados:
Norma: Cemento: Holcim Tipo GU
Ensayo 14 días Ensayo 28 días
San Antonio de Pichincha
Elaboración Ensayo 7 días
SEPTIEMBRE
2014
OCTUBRE
Prueba1-14MPa
Prueba1-21MPa
Prueba1-28MPa
Prueba1-35MPa
Prueba2-14MPa
Prueba2-21MPa
PROGRAMACIÓN DE ENSAYOS
224
Debido al gran número de especímenes y mezclas diseñadas se organizó los ensayos
por día para cada agregado que se utilizó, es decir, las mezclas realizadas con el
agregado de la cantera de Pifo se realizaron comúnmente los días miércoles,
pactando en este día la fabricación de las mezclas, y los días jueves con los
agregados de la cantera de San Antonio de Pichincha, de igual manera procediendo a
la fabricación los días jueves.
7.1 Tiempo para la elaboración de ensayo.
Como es conocido por quienes han estudiado al hormigón desde sus materias primas
hasta el producto final, el material tiene la particularidad de desarrollar su resistencia
a través del tiempo, y a través de análisis de laboratorio e investigaciones a lo largo
de la historia se considera que el hormigón alcanza el total de su resistencia a los 28
días de haber sido elaborado.
Aunque realmente el proceso de fraguado del material puede no terminar a los 28
días, para el diseño se asume este juicio, pese a que existen pruebas que demuestran
que a pesar de pasar los 28 días de su fabricación, el hormigón continúa ganando
resistencia, es así que si fue correctamente diseñado, siendo este un hormigón denso
y con una superficie específica lo más compacta posible, es probable que gane
resistencia hasta a más de los 56 días después de su elaboración, desde porcentajes
mínimos hasta ser completamente considerables.
Comúnmente entonces, se ha creado un patrón de ensayos en cuanto al tiempo, de
manera que este contribuya a la organización de cronogramas y una regularidad
definida al momento de ensayar las probetas que se fabrican para pruebas de
resistencia. Dentro de los 28 días que se estima el hormigón alcanza el total de su
resistencia mecánica a base de experiencias y por manejo común de ensayos de
laboratorio, se realizan los ensayos de probetas de hormigón con frecuencia de
acuerdo a la siguiente información:
225
Tabla 7-1: Porcentajes de la Resistencia Total a los 3, 7, 14, 21 y 28 días de Elaboración del
Hormigón
Edad del
Hormigón
Porcentaje con
respecto de los
28 días
3 días 45% - 55%
7 días 60% - 75%
14 días 80% - 90%
21 días 90% - 100%
28 días 100%
Realización: Autores
A los tres días de constituido el hormigón es posible realizar ensayos de compresión
para medir su resistencia, aunque son poco confiables los resultados obtenidos
debido a la amplia variación en cuanto a cargas que soportan, pese a ello, se estima
que el porcentaje que alcanza con respecto de los 28 días de fraguado está entre el
rango del 45% hasta el 55%. Se puede afirmar que a los siete días el proceso de
fraguado está interactuando con un equilibrio interno dentro de los especímenes, que
hace que al aplicar las pruebas de resistencia se obtengan resultados más fidedignos,
comúnmente oscilando entre el 60% y 75% de la resistencia total del hormigón, estos
valores incluso son útiles para ser interpretados e implementados en el diseño de
mezclas.
Después de 7 días, es decir al cumplir las probetas los 14 días de elaborados
continúan con su proceso de fraguado y cristalización de los intersticios capilares,
este proceso logra alcanzar a la edad descrita un porcentaje con respecto de los 28
días en un rango entre el 80% y 90%, siendo no tan alejados los valores en porcentaje
que brindan las pruebas de resistencia aplicada a los 21 días de fabricadas las
probetas, en ocasiones los datos de resistencia del concreto a los 21 días puede tener
la tendencia de estar cercano a los datos de compresión a los 14 días o a su vez a los
28 días, incluso llega a ser mayor en casos donde el curado no presenta un proceso
efectivo, aunque se asumen un comportamiento ante esfuerzos de compresión que
brinda desde un 90% hasta 100% de la resistencia obtenida a los 28 días de fraguado.
226
Los porcentajes expuestos se pueden apreciar de mejor manera de acuerdo al gráfico
que se adjunta a continuación:
Diagrama 7-1: Diagrama Porcentaje vs Edad
Realización: Autores
Es necesario acotar que estos porcentajes varían de acuerdo a varios factores, entre
ellos se nombra a los más influyentes:
El tipo de cemento utilizado,
La variación de la temperatura interna del concreto y su contenido de aire,
La influencia de las reacciones físicas o químicas entre el agregado y el
cemento,
El tipo de tratamiento dado para curar el hormigón,
La presencia de porosidades en la constitución del hormigón.
Para dar un ejemplo aplicable, los porcentajes entre un hormigón fabricado con un
cemento de uso general no serán los mismos que los porcentajes que arrojen los
227
resultados de compresión de probetas fabricadas con un cemento tipo III, ya que su
característica principal es brindar altas resistencias a tempranas edades.
La temperatura y el contenido de aire influyen en la cristalización de las partículas de
agua en los intersticios de la constitución del concreto, en cuanto a los agregados se
puede comparar a los obtenidos de piedra de río y los que se obtienen por voladura
en el aspecto físico los cuales difieren en cuanto a su adherencia con la pasta que los
recubre y lubrica, o es posible dentro de estos, sobre todo en el agregado fino la
presencia de impurezas que reaccionen de manera desfavorable con la pasta
conformada.
El curado es bastamente importante, aún más si se considera la temperatura
recomendada por las especificaciones. Las porosidades inducen a los especímenes de
hormigón a fallar súbitamente por no contener una estructura completamente
compacta. Así es que de acuerdo a estos antecedentes se logrará interpretar los
resultados obtenidos en la investigación.
En cuanto al análisis de la influencia de la edad del hormigón en la tracción del
hormigón, estará por comprobarse como actúa y si se llega a tener una constante del
comportamiento en los diseños planteados para la realización de la investigación, de
modo que sea posible emitir un juicio válido y contribuyente al tema.
7.2 Análisis de la resistencia a la compresión y tracción en el tiempo.
Es conocida la incidencia de la edad en la resistencia del hormigón cuando este es
sometido a pruebas de compresión, pero, en esta investigación se tratará de verificar
el comportamiento del hormigón a esfuerzos de tracción en el transcurso de la edad
hasta los 28 días de fraguado, de tal forma que se haga posible obtener una referencia
de dicho comportamiento, ya que en realidad no es muy difundida la realización de
este tipo de inspecciones con respecto del tema planteado.
En particular se estará determinando la influencia de la edad en la tracción indirecta
del hormigón y generalizando dicho comportamiento si se observa una constante
marcada en los resultados.
228
Para quienes llevan a cabo esta investigación es incierto hasta este punto el resultado
de los ensayos en lo concerniente a la parte de la tracción del hormigón, por ello es
complicado emitir un juicio acertado, entonces es de vital importancia la obtención
de resultados certeros en alto porcentaje. Sin ser así simplemente a leve
interpretación se puede asumir un comportamiento del hormigón similar tanto en
compresión como en tracción, aunque la variable estaría en obtener un resultado
fuera de lo asumido y comentar las variantes.
A simple rasgo se espera un comportamiento diferenciado entre cada uno de los
agregados utilizados, debido a los grandes desfases entre su capacidad mecánica y
por ende su influencia en el desarrollo de las propiedades intrínsecas del material una
vez constituido y puesto a prueba a través de ensayos a los especímenes fabricados
según las normas y especificaciones establecidas.
7.3 Preparación de equipo para determinar la tracción indirecta del
hormigón.
Al igual que en los especímenes ensayados para pruebas de resistencia a la
compresión, es necesario acoplar a la probeta que será ensayada a tracción indirecta
el debido equipo para que los resultados sean completamente confiables.
En la compresión es fundamental el capeo de los cilindros, o cabeceo también
llamado, el mismo que consiste en la colocación de una capa ya sea de mortero de
azufre o neopreno que cumpla la función de distribuir los esfuerzos del cabezal de la
máquina al cilindro, es decir, los esfuerzos deben ser repartidos desde toda la
superficie del cilindro hacia el centro del mismo desde la parte superior e inferior,
tratando de influir estos esfuerzos en todas las fibras del espécimen que tratará de
resistir ante estas solicitaciones.
Entonces se producirán resultados más apegados a la realidad, cumpliendo el
objetivo del ensayo del material, a continuación se muestra probetas cilíndricas que
formaron parte de los especímenes de prueba en la investigación, provistas de
mortero de azufre o Capping.
229
Foto 24: Cilindros con Mortero de Azufre
Realización: Autores – Cuarto de Capeado/Laboratorio Ensayo de Materiales
Lo que se requiere es que la superficie tenga un acabado lo más plano posible para
que se produzca el ensayo a compresión contando con una mejor distribución de
esfuerzos sobre las superficies de la probeta, esto se lo logra con el “Capping” ya que
es una pasta que se coloca en un molde en donde se seca al instante endureciéndose
adhiriéndose al cilindro si se lo ubica oportunamente.
En el ensayo de tracción indirecta de igual manera, se implementa un sistema que
produce una distribución uniformemente distribuida en las secciones que soportarán
la compresión (los costados del cilindro), no está por demás aclarar que no es
necesario la colocación de Capping, sino, más bien tratar de que el acabado del
cilindro sea el mejor posible (usar encofrados metálicos correctamente constituidos),
siendo este libre de porosidades, y tratando de que sea una probeta con dimensiones
equivalentes, y en lo posible lo más acercadas a los moldes estándar utilizados en la
fabricación.
Cabe mencionar que los especímenes utilizados para el ensayo de tracción indirecta
son exactamente los mismos que se usan para las pruebas de resistencia a la
compresión, es decir con un diámetro de 100mm y una altura de 200mm. Y lo que
varía es sobre los ejes en los cuales actuará la carga propinada.
230
Foto 25: Especímenes en espera para ser Ensayados a Tracción
Realización: Autores – Laboratorio Ensayo de Materiales
Si se consigue que las dimensiones de las probetas sean las indicadas, será un gran
avance en contribución de los ensayos que se realicen, pese a ello, no se garantiza
una correcta distribución de los esfuerzos con una simple colocación del espécimen
entre los cabezales de la máquina. Por ello es que los pioneros en la realización de
este tipo de ensayos (de tracción indirecta o brasileño) se idearon un dispositivo
metálico que sujeta al cilindro, de tal forma que facilita el centrar la probeta con
respecto de la máquina que propinará la compresión, entonces es posible que la carga
sea repartida a lo largo de la longitud del cilindro y se produzca la falla diametral por
efecto de la tracción indirecta.
Este cuenta con una placa donde se asienta el cilindro recostado, esta tiene un
espesor de 20mm, con un ancho de 65mm y longitud equivalente a la de la probeta
estándar (en este caso 200mm), provista de una pletina que tiene forma de cruz y está
acoplada en todo el ancho del borde de menor longitud. La cruz se ubica
verticalmente y cuenta con hendiduras en la parte superior e inferior para que sean
colocadas en dichos lugares tiras de madera de un espesor de 5mm. Las tiras de
madera sirven para que la compresión se concentre sobre ellas y así transmita
231
fielmente la carga a lo largo del cilindro y de extremo a extremo, por ello no pueden
pasar de 25mm de ancho y un espesor mayor a los 3mm.
Foto 26: Cilindro acoplado al Equipo de Ensayo
Realización: Autores – Máquina de Compresión/Laboratorio Ensayo de Materiales.
Sobre el dispositivo conformado por la placa, la pletina, las tiras de madera y el
cilindro, se coloca una placa que sostenga la tira de madera superior y sobre esta una
segunda placa que tenga dimensiones mayores a la del dispositivo a lo largo del
mismo, incluso mayores que las del cabezal de la máquina de compresión, ya que
puede darse el caso en el cual el cabezal no tenga las dimensiones suficientes como
para cubrir toda la longitud del equipo que sostiene el cilindro a ensayar.
La velocidad de carga puede ser la misma que se le propina a las probetas cilíndricas
cuando se realizan pruebas de resistencia a la compresión, es decir 0,25MPa por cada
segundo. Al momento de acoplar el cabezal de la máquina y la placa superior de
refuerzo se debe tratar de hacerlo con delicadeza, de tal manera que no se propine
una carga súbita de impacto que haga que influya sobre el resultado final que se
puede obtener.
232
Foto 27: Cilindro Listo para el Ensayo a Tracción Indirecta.
Realización: Autores – Máquina de Compresión/Laboratorio Ensayo de Materiales.
233
CAPÍTULO VIII
8 CURVA RESISTENCIA EDAD DEL HORMIGÓN.
La curva resistencia vs edad del hormigón es característica del concreto fabricado y
su potencial para adquirir el total de su resistencia en el transcurso del tiempo. En el
capítulo siete se habló ya de los porcentajes por días de ensayo a los cuales puede
acercarse los resultados de ensayos reales, pero hay que tomar en cuenta los
parámetros por los cuales dichos porcentajes varían como se describió en el
mencionado capítulo.
En este punto estaremos determinando el despliegue producido en cuanto a
resistencia del hormigón a compresión y tracción con cada uno de los agregados que
se utilizaron. De igual manera se estará haciendo explícita la diferencia existente
entre estos si los resultados no son semejantes, y las causas de dicha premisa. Es
válido señalar que las curvas que se obtengan dictaminarán el comportamiento del
hormigón, definiendo si el 70% de la resistencia total a la compresión asumida en el
diseño se la planteó de manera correcta.
8.1 Determinación de las edades de ensayo de cilindros.
Las edades de los ensayos se las definió de acuerdo a la incidencia que tienen y a lo
significativas que pueden ser en el transcurso de la resistencia del hormigón. Como
por ejemplo:
Se descartó la edad concerniente a la resistencia desplegada a los 3 días de
elaborado el hormigón, ya que en esa edad aún los procesos químicos
internos y característicos del hormigón no son estables, lo cual genera una
variación significativa en los resultados obtenidos y más aún si se trata del
ensayo de tracción indirecta, el que es propenso a tener variaciones
significativas por su manera de ensayar.
234
Se descartó la edad concerniente a la resistencia desplegada a los 21 días de
elaborado el hormigón, ya que el porcentaje equivalente no varía mucho entre
la edad que le antecede y la subsiguiente (14 días y 28 días), entre los días
definidos para ensayos del hormigón. Es decir el hormigón en esta edad no
gana un porcentaje tan significativos de resistencia en la mayoría de casos.
Se tomó en cuenta para la investigación la edad concerniente a los 7, 14 y 28
días por ser las que definen en mejor forma la curva resistencia vs edad del
hormigón.
Para las mezclas de prueba se tomó en cuenta solamente ensayos a
compresión a los 7 días de edad para hacer una proyección en cuanto a los 28
días, asumiendo un 70% de la resistencia.
Mediante este planeamiento descrito se busca lograr el objetivo de la investigación,
sin embargo, la coordinación para ejecución e interpretación de resultados pretende
ser minuciosa, de manera que se logre sustentar las incertidumbres que genera el
tema de la tracción indirecta del hormigón. A través del cronograma expuesto no se
ha escatimado o desarraigado la trascendencia que puede tener los resultados de los
ensayos que se desplegaran como se expone.
8.2 Tablas y diagramas de la curva característica resistencia vs edad del
hormigón.
Mediante la tabulación y realización de diagramas representativos se busca transmitir
la interpretación de resultados de manera clara, y de igual manera realizar la
comparación pertinente en cuanto a los esfuerzos a tracción y compresión, más aún
en el despliegue que presentan los mismos durante el tiempo hasta los 28 días, es
decir según el cronograma a los 7, 14 y 28 días para obtener diagramas en lo más
representativos de dicho comportamiento, de la manera que se expone a
continuación:
235
ESPECÍMENES FABRICADOS CON AGREGADOS PROVENIENTES
DE LA CANTERA DE PIFO:
RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN 7 DÍAS DE EDAD
001 Pifo
NTE Inen 1573
Holcim Tipo GU
Kg N
9320 91336
9600 94080
9430 92414
14870 145726
14250 139650
14270 139846
16080 157584
15940 156212
16430 161014
22310 218638
20990 205702
20150 197470
Relizado por:
Bermúdez Andrade Darío Javier
Cadena Perugachi Hugo Alexander
17-sep-2014
24-sep-2014Fecha de Ensayo:
Fecha de Elaboración:
PIFO 14 MPa 102 8171
PIFO 21 MPa 103 8332
PIFO 21 MPa 104 8495
8332
Agregados:
103 8332 26,2
24,9PIFO 35 MPa 103 8332 24,7
PIFO 35 MPa 103 8332 23,7
RESISTENCIA
PROMEDIO
11,3
11,3
17,5
16,4
MPa
11,3
16,8
PIFO 14 MPa 103 8332
PIFO 21 MPa 104 8495 16,5
18,9
19,119,1
103 8332 19,3
PIFO 28 MPa
PIFO 28 MPa
PIFO 35 MPa
102 8171 11,2
102 8171
PIFO 28 MPa 103
RESULTADO DE ENSAYOS EN ESPECÍMENES CILÍNDRICOS
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d o
Laboratorio de Ensayo de Materiales
IDENTIFICACIÓNÁREA CARGA
RESISTENCIA A
LA COMPRESIÓN
mm mm2 MPa
DIÁMETRO
N° Ensayo:
Norma:
Cemento:
ENSAYO DE COMPRESIÓN 7 DÍAS DE EDAD
PIFO 14 MPa
236
RESISTENCIA A LA TRACCIÓN INDIRECTA 7 DÍAS DE EDAD
002 Pifo
NTE Inen 1573
Kg N
4990 48902
4800 47040
4400 43120
6230 61054
6940 68012
6440 63112
7670 75166
8470 83006
7120 69776
9820 96236
8710 85358
9340 91532
Relizado por:
Bermúdez Andrade Darío Javier
Cadena Perugachi Hugo Alexander
Holcim Tipo GU
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d o
Laboratorio de Ensayo de Materiales
RESULTADO DE ENSAYOS EN ESPECÍMENES CILÍNDRICOS
N° Ensayo: Agregados:
Norma: Fecha de Elaboración: 17-sep-2014
Cemento: Fecha de Ensayo: 24-sep-2014
PIFO 35 MPa 103 200 3,0
2,8PIFO 35 MPa 103 200 2,6
PIFO 35 MPa 102 199 2,9
PIFO 28 MPa 103 200 2,3
2,4PIFO 28 MPa 102 200 2,6
PIFO 28 MPa 101 200 2,2
PIFO 21 MPa 101 199 1,9
2,0PIFO 21 MPa 100 199 2,2
PIFO 21 MPa 100 199 2,0
PIFO 14 MPa 104 202 1,5
1,4PIFO 14 MPa 103 201 1,4
PIFO 14 MPa 101 201 1,4
IDENTIFICACIÓNDIÁMETROALTURA CARGA
RESISTENCIA A
LA TRACCIÓN
RESISTENCIA
PROMEDIO
mm mm MPa MPa
ENSAYO DE TRACCIÓN INDIRECTA 7 DÍAS DE EDAD
237
RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN 14 DÍAS DE EDAD
003 Pifo
NTE Inen 1573
Holcim Tipo GU
Kg N
11870 116326
12250 120050
11970 117306
15920 156016
17660 173068
16100 157780
20180 197764
20590 201782
21390 209622
26640 261072
26810 262738
27210 266658
Relizado por:
Bermúdez Andrade Darío Javier
Cadena Perugachi Hugo Alexander
31,4PIFO 35 MPa 103 8332 31,5
PIFO 35 MPa 104 8495 31,4
8495 24,7
PIFO 35 MPa 103 8332 31,3
PIFO 28 MPa 102 8171 24,2
PIFO 21 MPa 101 8012 19,5
PIFO 14 MPa 101 8012 14,5
24,4PIFO 28 MPa 103 8332 24,2
PIFO 28 MPa
19,9PIFO 21 MPa 102 8171 21,2
PIFO 21 MPa 103 8332 18,9
104
CARGARESISTENCIA A
LA COMPRESIÓN
RESISTENCIA
PROMEDIO
mm mm2 MPa MPa
102 8171 14,4
N° Ensayo: Agregados:
Norma: Fecha de Elaboración: 17-sep-2014
Cemento: Fecha de Ensayo: 01-oct-2014
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d o
Laboratorio de Ensayo de Materiales
RESULTADO DE ENSAYOS EN ESPECÍMENES CILÍNDRICOS
ENSAYO DE COMPRESIÓN 14 DÍAS DE EDAD
14,5PIFO 14 MPa 102 8171 14,7
PIFO 14 MPa
IDENTIFICACIÓNDIÁMETRO ÁREA
238
RESISTENCIA A LA TRACCIÓN INDIRECTA DÍAS DE EDAD
004 Pifo
NTE Inen 1573
Holcim Tipo GU
Kg N
4950 48510
4840 47432
5120 50176
6570 64386
5840 57232
6450 63210
7120 69776
7100 69580
8060 78988
8770 85946
8520 83496
7890 77322
Relizado por:
Bermúdez Andrade Darío Javier
Cadena Perugachi Hugo Alexander
Cemento: Fecha de Ensayo: 01-oct-2014
ENSAYO DE TRACCIÓN INDIRECTA 14 DÍAS DE EDAD
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d o
Laboratorio de Ensayo de Materiales
RESULTADO DE ENSAYOS EN ESPECÍMENES CILÍNDRICOS
N° Ensayo: Agregados:
Norma: Fecha de Elaboración: 17-sep-2014
1,5PIFO 14 MPa 103 200 1,5
PIFO 14 MPa
IDENTIFICACIÓNDIÁMETROALTURA CARGA
RESISTENCIA
A LA
TRACCIÓN
RESISTENCI
A
PROMEDIOmm mm MPa MPa
101 200 1,6
PIFO 21 MPa 104 200 2,0
PIFO 14 MPa 101 200 1,5
2,2PIFO 28 MPa 103 200 2,2
PIFO 28 MPa
1,9PIFO 21 MPa 102 199 1,8
PIFO 21 MPa 102 199 2,0
102 201 2,5
PIFO 35 MPa 104 200 2,6
PIFO 28 MPa 103 201 2,1
2,5PIFO 35 MPa 103 199 2,6
PIFO 35 MPa 104 201 2,4
239
RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN 28 DÍAS DE EDAD
005 Pifo
NTE Inen 1573
Holcim Tipo GU
Kg N
16330 160034
16080 157584
17290 169442
26170 256466
24200 237160
25480 249704
25350 248430
28850 282730
26710 261758
32650 319970
32980 323204
31440 308112
Relizado por:
Bermúdez Andrade Darío Javier
Cadena Perugachi Hugo Alexander
PIFO 35 MPa 102 8171 39,2
PIFO 28 MPa 101 8012 31,0
38,6PIFO 35 MPa 103 8332 38,8
PIFO 35 MPa 102 8171 37,7
PIFO 28 MPa
29,6PIFO 21 MPa 104 8495 27,9
PIFO 21 MPa 103 8332 30,0
101 8012 32,7
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d o
Laboratorio de Ensayo de Materiales
RESULTADO DE ENSAYOS EN ESPECÍMENES CILÍNDRICOS
19,6PIFO 14 MPa 103 8332 18,9
PIFO 14 MPa
IDENTIFICACIÓNDIÁMETRO ÁREA CARGA
RESISTENCIA A
LA COMPRESIÓN
RESISTENCIA
PROMEDIO
mm mm2 MPa MPa
103 8332
ENSAYO DE COMPRESIÓN 28 DÍAS DE EDAD
N° Ensayo: Agregados:
Norma: Fecha de Elaboración: 17-sep-2014
Cemento: Fecha de Ensayo: 15-oct-2014
20,3
PIFO 21 MPa 103 8332 30,8
PIFO 14 MPa 102 8171 19,6
32,8PIFO 28 MPa 102 8171 34,6
240
RESISTENCIA A LA TRACCIÓN INDIRECTA 28 DÍAS DE EDAD
006 Pifo
NTE Inen 1573
Holcim Tipo GU
Kg N
8390 82222
8780 86044
8520 83496
9960 97608
9690 94962
9220 90356
10790 105742
10500 102900
9470 92806
11780 115444
10820 106036
11890 116522
Relizado por:
Bermúdez Andrade Darío Javier
Cadena Perugachi Hugo Alexander
3,5PIFO 35 MPa 103 199 3,3
PIFO 35 MPa 103 200 3,6
199 2,9
PIFO 35 MPa 103 200 3,6
PIFO 28 MPa 102 201 3,3
PIFO 21 MPa 104 201 3,0
PIFO 14 MPa 103 202 2,5
3,1PIFO 28 MPa 104 200 3,1
PIFO 28 MPa
2,9PIFO 21 MPa 102 199 3,0
PIFO 21 MPa 102 201 2,8
102
2,6PIFO 14 MPa 102 201 2,7
PIFO 14 MPa
IDENTIFICACIÓNDIÁMETRO ALTURA CARGA
RESISTENCIA A
LA TRACCIÓN
RESISTENCIA
PROMEDIO
mm mm MPa MPa
104 202 2,5
ENSAYO DE TRACCIÓN INDIRECTA 28 DÍAS DE EDAD
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
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Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d o
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RESULTADO DE ENSAYOS EN ESPECÍMENES CILÍNDRICOS
N° Ensayo: Agregados:
Norma: Fecha de Elaboración: 17-sep-2014
Cemento: Fecha de Ensayo: 15-oct-2014
241
ESPECÍMENES FABRICADOS CON AGREGADOS PROVENIENTES DE
LA CANTERA DE SAN ANTONIO DE PICHINCHA:
RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN 7 DÍAS DE EDAD
001
NTE Inen 1573
Holcim Tipo GU
Kg N
7620 74676
9910 97118
9760 95648
11640 114072
12060 118188
11640 114072
17680 173264
15770 154546
17490 171402
23360 228928
23120 226576
24070 235886
Relizado por:
Bermúdez Andrade Darío Javier
Cadena Perugachi Hugo Alexander
N° Ensayo:
Norma: Fecha de Elaboración: 25-sep-2014
Cemento: Fecha de Ensayo: 02-oct-2014
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RESULTADO DE ENSAYOS EN ESPECÍMENES CILÍNDRICOS
ENSAYO DE COMPRESIÓN 7 DÍAS DE EDAD
IDENTIFICACIÓNDIÁMETRO ÁREA CARGA
RESISTENCIA
A LA
COMPRESIÓN
RESISTENCIA
PROMEDIO
mm mm2 MPa
SA 14 MPa 105 8659 11,0
SA 21 MPa 102 8171 14,0
MPa
SA 14 MPa 103 8332 9,0
10,6SA 14 MPa 103 8332 11,7
20,1SA 28 MPa 103 8332 18,5
SA 28 MPa
14,0SA 21 MPa 103 8332 14,2
SA 21 MPa 102 8171 14,0
103 8332 20,6
SA 35 MPa 104 8495 26,9
SA 28 MPa 102 8171 21,2
27,5SA 35 MPa 103 8332 27,2
SA 35 MPa 103 8332 28,3
Agregados: San Antonio de Pichincha
242
RESISTENCIA A LA TRACCIÓN INDIRECTA 7 DÍAS DE EDAD
002
NTE Inen 1573
Kg N
4100 40180
4810 47138
5070 49686
4830 47334
5410 53018
5820 57036
7970 78106
7160 70168
6600 64680
8380 82124
8020 78596
8020 78596
Relizado por:
Bermúdez Andrade Darío Javier
Cadena Perugachi Hugo Alexander
N° Ensayo:
Norma: Fecha de Elaboración: 25-sep-2014
Cemento: Holcim Tipo GU Fecha de Ensayo: 02-oct-2014
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RESULTADO DE ENSAYOS EN ESPECÍMENES CILÍNDRICOS
ENSAYO DE TRACCIÓN INDIRECTA 7 DÍAS DE EDAD
IDENTIFICACIÓNDIÁMETRO ALTURA CARGA
RESISTENCIA
A LA
TRACCIÓN
RESISTENCIA
PROMEDIO
mm mm MPa
SA 14 MPa 103 200 1,5
SA 21 MPa 102 200 1,5
MPa
SA 14 MPa 102 199 1,3
1,4SA 14 MPa 103 199 1,5
2,2SA 28 MPa 102 200 2,2
SA 28 MPa
1,6SA 21 MPa 103 199 1,6
SA 21 MPa 103 199 1,8
102 200 2,0
SA 35 MPa 104 200 2,5
SA 28 MPa 102 199 2,4
2,4SA 35 MPa 104 201 2,4
SA 35 MPa 104 199 2,4
Agregados: San Antonio de Pichincha
243
RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN 14 DÍAS DE EDAD
003
NTE Inen 1573
Holcim Tipo GU
Kg N
11460 112308
12350 121030
11490 112602
13580 133084
14100 138180
13770 134946
18780 184044
17230 168854
19320 189336
28860 282828
28810 282338
29610 290178
Relizado por:
Bermúdez Andrade Darío Javier
Cadena Perugachi Hugo Alexander
N° Ensayo:
Norma: Fecha de Elaboración: 25-sep-2014
Cemento: Fecha de Ensayo: 09-oct-2014
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Carrera de Ingeniería Civil
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RESULTADO DE ENSAYOS EN ESPECÍMENES CILÍNDRICOS
ENSAYO DE COMPRESIÓN 14 DÍAS DE EDAD
IDENTIFICACIÓNDIÁMETRO ÁREA CARGA
RESISTENCIA
A LA
COMPRESIÓN
RESISTENCIA
PROMEDIO
mm mm2 MPa
SA 14 MPa 102 8171 13,8
SA 21 MPa 103 8332 16,0
MPa
SA 14 MPa 102 8171 13,7
14,1SA 14 MPa 102 8171 14,8
22,3SA 28 MPa 101 8012 21,1
SA 28 MPa
16,4SA 21 MPa 103 8332 16,6
SA 21 MPa 102 8171 16,5
102 8171 23,2
SA 35 MPa 103 8332 33,9
SA 28 MPa 102 8171 22,5
34,0SA 35 MPa 104 8495 33,2
SA 35 MPa 103 8332 34,8
Agregados: San Antonio de Pichincha
244
RESISTENCIA A LA TRACCIÓN INDIRECTA 14 DÍAS DE EDAD
004
NTE Inen 1573
Holcim Tipo GU
Kg N
4570 44786
4630 45374
5370 52626
5810 56938
6160 60368
5980 58604
7710 75558
8090 79282
8260 80948
9100 89180
9130 89474
10210 100058
Relizado por:
Bermúdez Andrade Darío Javier
Cadena Perugachi Hugo Alexander
N° Ensayo:
Norma: Fecha de Elaboración: 25-sep-2014
Cemento: Fecha de Ensayo: 09-oct-2014
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Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d o
Laboratorio de Ensayo de Materiales
RESULTADO DE ENSAYOS EN ESPECÍMENES CILÍNDRICOS
ENSAYO DE TRACCIÓN INDIRECTA 14 DÍAS DE EDAD
IDENTIFICACIÓNDIÁMETRO ALTURA CARGA
RESISTENCIA
A LA
TRACCIÓN
RESISTENCIA
PROMEDIO
mm mm MPa
SA 14 MPa 102 200 1,6
SA 21 MPa 102 199 1,8
MPa
SA 14 MPa 102 199 1,4
1,5SA 14 MPa 102 200 1,4
2,4SA 28 MPa 103 201 2,4
SA 28 MPa
1,8SA 21 MPa 103 200 1,9
SA 21 MPa 102 199 1,8
102 200 2,5
SA 35 MPa 102 200 2,8
SA 28 MPa 102 200 2,4
2,9SA 35 MPa 102 199 2,8
SA 35 MPa 102 200 3,1
Agregados: San Antonio de Pichincha
245
RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN 28 DÍAS DE EDAD
005
NTE Inen 1573
Holcim Tipo GU
Kg N
15670 153566
15680 153664
16090 157682
16690 163562
17180 168364
16830 164934
27410 268618
27780 272244
26420 258916
31990 313502
30350 297430
34470 337806
Relizado por:
Bermúdez Andrade Darío Javier
Cadena Perugachi Hugo Alexander
N° Ensayo:
Norma: Fecha de Elaboración: 25-sep-2014
Cemento: Fecha de Ensayo: 23-oct-2014
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
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Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d o
Laboratorio de Ensayo de Materiales
RESULTADO DE ENSAYOS EN ESPECÍMENES CILÍNDRICOS
ENSAYO DE COMPRESIÓN 28 DÍAS DE EDAD
IDENTIFICACIÓNDIÁMETRO ÁREA CARGA
RESISTENCIA
A LA
COMPRESIÓN
RESISTENCIA
PROMEDIO
mm mm2 MPa
SA 14 MPa 104 8495 18,6
SA 21 MPa 100 7854 20,8
MPa
SA 14 MPa 103 8332 18,4
18,5SA 14 MPa 103 8332 18,4
31,8SA 28 MPa 104 8495 32,0
SA 28 MPa
20,9SA 21 MPa 101 8012 21,0
SA 21 MPa 100 7854 21,0
103 8332 31,1
SA 35 MPa 102 8171 38,4
SA 28 MPa 103 8332 32,2
38,2SA 35 MPa 102 8171 36,4
SA 35 MPa 104 8495 39,8
Agregados: San Antonio de Pichincha
246
RESISTENCIA A LA TRACCIÓN INDIRECTA 28 DÍAS DE EDAD
006
NTE Inen 1573
Holcim Tipo GU
Kg N
7170 70266
7110 69678
7300 71540
8000 78400
7710 75558
7690 75362
8680 85064
8400 82320
9560 93688
9810 96138
9800 96040
9640 94472
Relizado por:
Bermúdez Andrade Darío Javier
Cadena Perugachi Hugo Alexander
N° Ensayo:
Norma: Fecha de Elaboración: 25-sep-2014
Cemento: Fecha de Ensayo: 23-oct-2014
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d o
Laboratorio de Ensayo de Materiales
RESULTADO DE ENSAYOS EN ESPECÍMENES CILÍNDRICOS
ENSAYO DE TRACCIÓN INDIRECTA 28 DÍAS DE EDAD
IDENTIFICACIÓNDIÁMETRO ALTURA CARGA
RESISTENCIA
A LA
TRACCIÓN
RESISTENCIA
PROMEDIO
mm mm MPa
SA 14 MPa 102 199 2,2
SA 21 MPa 101 200 2,5
MPa
SA 14 MPa 104 201 2,1
2,2SA 14 MPa 103 199 2,2
2,7SA 28 MPa 102 198 2,6
SA 28 MPa
2,4SA 21 MPa 102 200 2,4
SA 21 MPa 103 199 2,3
103 200 2,9
SA 35 MPa 102 200 3,0
SA 28 MPa 103 200 2,6
3,0SA 35 MPa 102 200 3,0
SA 35 MPa 103 201 2,9
Agregados: San Antonio de Pichincha
247
TABLA DE RESUMEN 14 MPa:
Varios Pifo
NTE Inen 1573
Holcim Tipo GU
7
14
28
Varios
NTE Inen 1573
Holcim Tipo GU
7
14
28
Relizado por:
Bermúdez Andrade Darío Javier
Cadena Perugachi Hugo Alexander
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d o
Laboratorio de Ensayo de Materiales
RESULTADO DE ENSAYOS EN ESPECÍMENES CILÍNDRICOS
N° Ensayo: Agregados:
Norma: Fecha de Elaboración: 17-sep-2014
Cemento: Fecha de Ensayo: Varios ensayos
RESUMEN DE ENSAYOS (PIFO 14 MPa)
DISEÑO F´c%
Ft%
MPa MPa MPa
14,0
11,3 57,4 1,4 55,5
14,5 74,1 1,5 59,3
19,6 100,0 2,6 100,0
10,6 57,1 1,4 65,1
14,1 76,4 1,5 68,2
18,5 100,0 2,2 100,0
N° Ensayo: Agregados: San Antonio de Pichincha
DÍAS
RESUMEN DE ENSAYOS (SAN ANTONIO DE PICHINCHA 14 MPa)
DÍASDISEÑO F´c
%Ft
%MPa MPa MPa
14,0
Norma: 25-sep-2014
Cemento: Fecha de Ensayo: Varios ensayos
Fecha de Elaboración:
DIAGRAMAS REPRESENTATIVOS 14 MPa:
248
249
250
251
252
TABLA RESUMEN 21 MPa:
Varios Pifo
NTE Inen 1573
Holcim Tipo GU
7
14
28
Varios
NTE Inen 1573
Holcim Tipo GU
7
14
28
Relizado por:
Bermúdez Andrade Darío Javier
Cadena Perugachi Hugo Alexander
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d o
Laboratorio de Ensayo de Materiales
RESULTADO DE ENSAYOS EN ESPECÍMENES CILÍNDRICOS
N° Ensayo: Agregados:
Norma: Fecha de Elaboración: 17-sep-2014
Cemento: Fecha de Ensayo: Varios ensayos
RESUMEN DE ENSAYOS (PIFO 21 MPa)
20,9
DISEÑO F´c%
Ft%
MPa MPa MPa
21,0
16,8 56,8 2,0 70,0
19,9 67,2 1,9 65,6
29,6 100,0 2,9 100,0
DÍAS
14,0 67,0 1,6 68,3
16,4 78,1 1,8 76,6
DISEÑO F´c%
Ft%
MPa MPa MPa
21,0
RESUMEN DE ENSAYOS (SAN ANTONIO DE PICHINCHA 21 MPa)
N° Ensayo:
Norma: 25-sep-2014
Agregados: San Antonio de Pichincha
Fecha de Elaboración:
DÍAS
Cemento: Fecha de Ensayo: Varios ensayos
100,0 2,4 100,0
DIAGRAMAS REPRESENTATIVOS 21 MPa:
253
254
255
256
257
TABLA RESUMEN 28 MPa:
Varios Pifo
NTE Inen 1573
Holcim Tipo GU
7
14
28
Varios
NTE Inen 1573
Holcim Tipo GU
7
14
28
Relizado por:
Bermúdez Andrade Darío Javier
Cadena Perugachi Hugo Alexander
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d o
Laboratorio de Ensayo de Materiales
RESULTADO DE ENSAYOS EN ESPECÍMENES CILÍNDRICOS
N° Ensayo: Agregados:
Norma: Fecha de Elaboración: 17-sep-2014
Cemento: Fecha de Ensayo: Varios ensayos
DISEÑO F´c%
Ft%
MPa MPa MPa
Norma: Fecha de Elaboración: 25-sep-2014
Cemento:
%MPa
28,0
19,1 58,4 2,4 76,1
24,4 74,4 2,2 72,2
32,8 100,0 3,1
N° Ensayo:
Fecha de Ensayo: Varios ensayos
RESUMEN DE ENSAYOS (SAN ANTONIO DE PICHINCHA 28 MPa)
DÍAS %DISEÑO F´c Ft
28,0
31,8 100,0 2,7 100,0
MPa MPa
20,1 63,3 2,2 82,0
22,3 70,0 2,4 90,2
Agregados: San Antonio de Pichincha
100,0
RESUMEN DE ENSAYOS (PIFO 28 MPa)
DÍAS
DIAGRAMAS REPRESENTATIVOS 28 MPa:
258
259
260
261
262
TABLA RESUMEN 35 MPa:
Varios Pifo
NTE Inen 1573
Holcim Tipo GU
7
14
28
Varios
NTE Inen 1573
Holcim Tipo GU
7
14
28
Relizado por:
Bermúdez Andrade Darío Javier
Cadena Perugachi Hugo Alexander
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d o
Laboratorio de Ensayo de Materiales
RESULTADO DE ENSAYOS EN ESPECÍMENES CILÍNDRICOS
N° Ensayo: Agregados:
Norma: Fecha de Elaboración: 17-sep-2014
Cemento: Fecha de Ensayo: Varios ensayos
DISEÑO F´c%
Ft%
MPa MPa MPa
35,0
24,9 64,5 2,8 81,1
31,4 81,5 2,5 72,4
38,6 100,0 3,5 100,0
DÍAS
RESUMEN DE ENSAYOS PIFO 35 MPa
N° Ensayo: Agregados: San Antonio de Pichincha
Norma: Fecha de Elaboración: 25-sep-2014
Cemento: Fecha de Ensayo: Varios ensayos
RESUMEN DE ENSAYOS (SAN ANTONIO DE PICHINCHA 35 MPa)
DÍASDISEÑO F´c
%Ft
%MPa MPa MPa
35,0
27,5 72,0 2,4 82,3
34,0 89,1 2,9 97,9
38,2 100,0 3,0 100,0
DIAGRAMAS REPRESENTATIVOS 35 MPa:
263
264
265
266
267
8.2.1 Resumen de Resultados de Ensayos por Días.
001 y 002 Pifo
NTE Inen 1573
Holcim Tipo GU
003 y 004 Pifo
NTE Inen 1573
Holcim Tipo GU
005 y 006 Pifo
NTE Inen 1573
Holcim Tipo GU
Relizado por:
Bermúdez Andrade Darío Javier
Cadena Perugachi Hugo Alexander
Fecha de Elaboración:
Fecha de Elaboración:
Fecha de Elaboración:
14,0 19,6 2,6 13,1
21,0 29,6 2,9 9,9
28,0 32,8 3,1 9,5
RESUMEN DE ENSAYOS 28 DÍAS DE EDAD
DISEÑO F´c Ft%
MPa MPa MPa
35,0 38,6 3,5 9,0
MPa
1,5
1,9
2,2
2,5
%
10,5
9,6
DISEÑO
MPa
F´c
MPa
Ft
12,7
12,2
12,4
11,4
RESUMEN DE ENSAYOS 7 DÍAS DE EDAD
F´c
MPa
11,3
16,8
RESUMEN DE ENSAYOS 14 DÍAS DE EDAD
N° Ensayo: Agregados:
Norma: 17-sep-2014
Cemento: Fecha de Ensayo: 01-oct-2014
N° Ensayo: Agregados:
Norma: 17-sep-2014
Cemento: Fecha de Ensayo: 15-oct-2014
9,2
8,0
14,0
21,0
28,0
35,0
14,5
19,9
24,4
31,4
Cemento: Fecha de Ensayo: 24-sep-2014
Laboratorio de Ensayo de Materiales
RESULTADO DE ENSAYOS EN ESPECÍMENES CILÍNDRICOS
N° Ensayo: Agregados:
Norma: 17-sep-2014
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d o
35,0
DISEÑO
MPa
14,0
21,0
28,0 19,1
24,9
Ft
MPa
1,4
2,0
2,4
2,8
%
268
001 y 002
NTE Inen 1573
Holcim Tipo GU
003 y 004
NTE Inen 1573
Holcim Tipo GU
005 y 006
NTE Inen 1573
Holcim Tipo GU
Relizado por:
Bermúdez Andrade Darío Javier
Cadena Perugachi Hugo Alexander
RESULTADO DE ENSAYOS EN ESPECÍMENES CILÍNDRICOS
N° Ensayo:
Norma: 25-sep-2014
San Antonio de Pichincha
Fecha de Elaboración:
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d o
Laboratorio de Ensayo de Materiales
MPa MPa
14,0 10,6 1,4 13,5
Cemento: Fecha de Ensayo: 02-oct-2014
RESUMEN DE ENSAYOS 7 DÍAS DE EDAD
DISEÑO F´c Ft%
MPa
21,0 14,0 1,6 11,6
28,0 20,1 2,2 11,0
N° Ensayo:
Norma: 25-sep-2014
Cemento: Fecha de Ensayo: 09-oct-2014
Agregados: San Antonio de Pichincha
35,0 27,5 2,4 8,9
MPa MPa
14,0 14,1 1,5 10,5
RESUMEN DE ENSAYOS 14 DÍAS DE EDAD
DISEÑO F´c Ft%
MPa
21,0 16,4 1,8 11,2
28,0 22,3 2,4 11,0
Norma: 25-sep-2014
Cemento: Fecha de Ensayo: 23-oct-2014
35,0 34,0 2,9 8,5
N° Ensayo:
MPa MPa
14,0 18,5 2,2 11,8
RESUMEN DE ENSAYOS 28 DÍAS DE EDAD
DISEÑO F´c Ft%
MPa
35,0 38,2 3,0 7,8
21,0 20,9 2,4 11,4
28,0 31,8 2,7 8,5
Agregados:
Fecha de Elaboración:
Agregados: San Antonio de Pichincha
Fecha de Elaboración:
269
8.2.2 Resumen de Resultados de Ensayos por Resistencias.
Varios Pifo
NTE Inen 1573
Holcim Tipo GU
DÍAS
7
14
28
DÍAS
7
14
28
DÍAS
7
14
28
DÍAS
7
14
28
Relizado por:
Bermúdez Andrade Darío Javier
Cadena Perugachi Hugo Alexander
%MPa MPa
55,5
59,3
100,0
11,3 57,4 1,4
F´c%
100,0
72,4
100,0
MPa
24,4
24,9
RESUMEN DE ENSAYOS 35 MPa
%
RESUMEN DE ENSAYOS 28 MPa
DISEÑO
29,6
65,6
100,0
19,9
DISEÑO
RESUMEN DE ENSAYOS 21 MPa
F´c
MPa MPa
16,8
14,5 74,1
19,6 100,0
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d o
Laboratorio de Ensayo de Materiales
RESULTADO DE ENSAYOS EN ESPECÍMENES CILÍNDRICOS
N° Ensayo: Agregados:
Norma: Fecha de Elaboración: 17-sep-2014
Cemento: Fecha de Ensayo: Varios ensayos
RESUMEN DE ENSAYOS 14 MPa
DISEÑO
%MPa
28,0
58,4 2,4 76,1
74,4 2,2 72,2
100,0 3,132,8
14,0
Ft
MPa
1,5
2,6
%Ft
%MPa
21,0
56,8 2,0 70,0
67,2 1,9
100,0 2,9
%FtF´c
MPa MPa
19,1
DISEÑO F´c%
Ft
MPa MPa
35,0
64,5 2,8 81,1
31,4 81,5 2,5
38,6 100,0 3,5
270
Varios
NTE Inen 1573
Holcim Tipo GU
7
14
28
7
14
28
7
14
28
7
14
28
Relizado por:
Bermúdez Andrade Darío Javier
Cadena Perugachi Hugo Alexander
N° Ensayo:
Norma: 25-sep-2014
Cemento: Fecha de Ensayo: Varios ensayos
Agregados: San Antonio de Pichincha
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d o
Laboratorio de Ensayo de Materiales
RESULTADO DE ENSAYOS EN ESPECÍMENES CILÍNDRICOS
RESUMEN DE ENSAYOS (SAN ANTONIO DE PICHINCHA 14 MPa)
DÍASDISEÑO F´c
%Ft
%MPa MPa MPa
RESUMEN DE ENSAYOS (SAN ANTONIO DE PICHINCHA 21 MPa)
100,0 2,2 100,0
14,0
10,6 57,1 1,4 65,1
14,1 76,4 1,5 68,2
18,5
16,4 78,1 1,8 76,6
20,9
DÍASDISEÑO F´c
%Ft
%MPa MPa MPa
DÍASDISEÑO F´c
%Ft
%MPa MPa MPa
28,0
20,1 63,3 2,2 82,0
22,3 70,0 2,4 90,2
31,8
DÍASDISEÑO F´c
%Ft
%MPa MPa MPa
35,0
27,5 72,0 2,4 82,3
34,0 89,1 2,9 97,9
38,2
100,0 2,7 100,0
RESUMEN DE ENSAYOS (SAN ANTONIO DE PICHINCHA 35 MPa)
Fecha de Elaboración:
100,0 3,0 100,0
100,0 2,4 100,0
RESUMEN DE ENSAYOS (SAN ANTONIO DE PICHINCHA 28 MPa)
21,0
14,0 67,0 1,6 68,3
271
8.3 Influencia de la edad del hormigón en el esfuerzo a tracción
indirecta propio de probetas.
Con las pruebas de laboratorio realizadas se ha llegado a comprobar el
comportamiento del hormigón sometido a esfuerzos de tracción indirecta, a través
del ensayo brasileño, donde a partir del análisis de resultados es posible afirmar con
criterio técnico deducciones que pueden ser de gran utilidad para la concepción del
hormigón y su conducta mecánica ante estos esfuerzos.
La influencia de la edad del hormigón en especímenes sometidos a tracción indirecta
se la describe claramente en los diagramas expuestos, lo que nos orienta firmemente
para emitir criterios como los siguientes:
Se describe un comportamiento intrascendente en la mayoría de los resultados
en los esfuerzos a tracción del hormigón en la edad de los especímenes hasta
los 14 días de su elaboración, es decir, los efectos a los 7 y 14 días de
elaboradas las probetas no presentan un aumento significativo en la
resistencia del hormigón a esfuerzos de tracción.
Incluso decrece dicha resistencia a los 14 días comparándose con los 7 días
en el caso de las mezclas realizadas con el material pétreo proveniente de la
cantera de Pifo.
Tabla 8-1: Tabla Resumen Porcentajes a los 7 y 14 días de la Resistencia a la Tracción Indirecta del
Hormigón (PIFO)
AGREGADOS CANTERA DE PIFO
Resistencia
Especificada
Porcentaje de Resistencia a Tracción Resistencia a
Tracción I. 28 días 7 días 14 días Diferencia
14 MPa 55,50% 59,30% 3,80% 2,6 MPa
21 MPa 70,00% 65,60% -4,40% 2,9 MPa
28 MPa 76,10% 72,20% -3,90% 3,1 MPa
35 MPa 81,10% 72,40% -8,70% 3,5 MPa
272
Realización: Autores
Tabla 8-2: Tabla Resumen Porcentajes a los 7 y 14 días de la Resistencia a la Tracción Indirecta del
Hormigón (PIFO)
AGREGADOS CANTERA DE SAN ANTONIO DE PICHINCHA
Resistencia Especificada
Porcentaje de Resistencia a Tracción Resistencia a
Tracción I. 28 días 7 días 14 días Diferencia
14 MPa 65,10% 68,20% 3,10% 2,2 MPa
21 MPa 68,30% 76,60% 8,30% 2,4 MPa
28 MPa 82,00% 90,20% 8,20% 2,7 MPa
35 MPa 82,30% 97,90% 15,60% 3,0 MPa
Realización: Autores
El efecto se hace aún más trascendente si comparamos estos valores
expresados en MPa, ya que en porcentaje no es tan clara su concepción. Se
puede hablar entonces de una inestabilidad aún dentro de las reacciones
químicas internas del espécimen ensayado que hace que los resultados no
varíen en porcentajes importantes hasta la edad mencionada.
En las pruebas a tracción indirecta aplicadas a los 28 días de edad de
fabricación del hormigón, en todos los casos es notable un aumento
significativo de la resistencia, es decir presentando un comportamiento
similar al que se detalla en la curva “Resistencia vs Edad” en el caso de la
compresión. Donde en todos los casos el 100% de la resistencia lo desarrolla
a los 28 días de elaborado el hormigón de prueba como se puede apreciar en
los diagramas realizados.
El porcentaje de tracción con respecto de la compresión desarrollado a través
de las edades ensayadas va decreciendo conforme la edad de los especímenes,
es decir, al final de los 28 días el hormigón desarrolla un porcentaje
importante de resistencia a la tracción indirecta, pero no tiene la
trascendencia tal como sucede en el caso de la compresión.
273
Tabla 8-3: 1er Caso: Tablas de Comparación entre f´c y ft por edades y su diferencia entre los 14 días
y 28 días, Mezcla realizada con Agregados de la Cantera de Pifo.
AGREGADOS CANTERA DE PIFO
Edad
14MPa 21MPa
Resistencia a la
Compresión MPa
Resistencia a la
Tracción I. MPa
Resistencia a la
Compresión MPa
Resistencia a la
Tracción I. MPa
7 días 11,3 1,4 16,8 2,0
14 días 14,5 1,5 19,9 1,9
28 días 19,6 2,6 29,6 2,9
Diferencia 14
a 28 días 5,1 1,1 9,7 1,0
AGREGADOS CANTERA DE PIFO
Edad
28MPa 35MPa
Resistencia a la
Compresión MPa
Resistencia a la
Tracción I. MPa
Resistencia a la
Compresión MPa
Resistencia a la
Tracción I. MPa
7 días 19,1 2,4 24,9 2,8
14 días 24,4 2,2 31,4 2,5
28 días 32,8 3,1 38,6 3,5
Diferencia 14
a 28 días 8,4 0,9 7,2 1,0
Realización: Autores
274
Tabla 8-4: 2do Caso: Tablas de Comparación entre f´c y ft por edades y su diferencia entre los 14
días y 28 días, Mezcla realizada con Agregados de la Cantera de San Antonio de Pichincha.
AGREGADOS CANTERA DE SAN ANTONIO DE PICHINCHA
Edad
14MPa 21MPa
Resistencia a la
Compresión MPa
Resistencia a la
Tracción I. MPa
Resistencia a la
Compresión MPa
Resistencia a la
Tracción I. MPa
7 días 10,6 1,4 14,0 1,6
14 días 14,1 1,5 16,4 1,8
28 días 18,5 2,2 20,9 2,4
Diferencia
14 a 28 días 4,4 0,7 4,5 0,6
AGREGADOS CANTERA DE SAN ANTONIO DE PICHINCHA
Edad
28MPa 35MPa
Resistencia a la
Compresión MPa
Resistencia a la
Tracción I. MPa
Resistencia a la
Compresión MPa
Resistencia a la
Tracción I. MPa
7 días 20,1 2,2 27,5 2,4
14 días 22,3 2,4 34 2,9
28 días 31,8 2,7 38,2 3,0
Diferencia 14 a
28 días 9,5 0,3 4,2 0,1
Realización: Autores
275
Obteniéndose para el caso de la compresión diferencias entre resistencias a
los 14 días y 28 días de elaborado el hormigón, como mínimo 5,1MPa para el
primer caso y 4,2MPa en el segundo caso, en tanto que a tracción indirecta se
tiene como máximo 1,1MPa para el primer caso y 0,7 MPa en el segundo
caso en cuanto a la resistencia que desarrolla ante estos esfuerzos en 14 días.
Esta es la razón por la cual decrece el porcentaje de la tracción con respecto
de la compresión, el precipitado crecimiento de la resistencia a la compresión
comparado con el imperceptible crecimiento de la resistencia a la tracción
especificado en tablas por edades del concreto.
Entonces con esto se afianza la hipótesis mencionada al inicio de la
investigación donde se asumía que el comportamiento y porcentaje de
tracción con respecto de la compresión se debe principalmente a la rigidez
que puede alcanzar el producto, de tal manera que a tempranas edades el
hormigón aún está en proceso de fraguado, y no es capaz de adquirir el total
de su rigidez característica, de esta manera es que se justifica que el
porcentaje de la tracción con respecto de la compresión disminuya conforme
la edad del concreto.
En ciertos casos donde surge un descenso de la resistencia habrá que definir
mediante el diagrama y la gama de datos (3 útiles para el promedio), cuáles
fueron las razones por las cuales se produjo esta peculiar variante.
Si tomamos como referencia los valores para la obtención de la media que se
detalla como punto de partida para los diagramas de 21MPa, 28MPa y
35MPa, en el caso del problema suscitado, se notará que los ensayos
arrojaron valores cercanos, para constancia de esto, se adjunta una tabla en
donde se detallan los datos previos mencionados y la resistencia a tracción
indirecta desplegada a partir del promedio de los mismos expresado en Mega
Pascales.
Datos previos para determinar el promedio utilizado para los fines de la
Investigación.
276
f´c
Tracción Indirecta, Carga en
kg
Resistencia Tracción Indirecta
MPa
7 días 14 días 7 días 14 días
21MPa
6230 6570 1,9 2,0
6940 5840 2,2* 1,8*
6440 6450 2,0 2,0
28MPa
7670 7120 2,3 2,1*
8470 7100 2,6* 2,2
7120 8060 2,2 2,5
35MPa
9820 8770 3,0* 2,6
8710 8520 2,6 2,6
9340 7890 2,9 2,4*
Realización: Autores
A través de lo expuesto en tablas se puede recalcar que es notable observar la
paridad o equivalencia entre valores obtenidos de los ensayos a los 7 días y
14 días, lo cual es razonable desde el punto de vista técnico, debido a la
tendencia del material de presentar características variadas debido a su
composición no uniforme, lo que habrá que tomar en cuenta más adelante
será simplemente la tendencia de la curva que se obtenga a partir de estos
resultados, asumiendo como una recta desde el punto de los 7 días hasta el
punto de los 14 días, y la tendencia de incremento porcentual común en todos
los diagramas a los 28 días de fraguado.
Para tener un patrón de resultados que nos den una media de mejor
consideración se han tomado tres ensayos por cada punto, ya que si se
tomarían dos (que dentro de la NTE INEN 1576 es admisible), habría que
descartar los que resultan excesivos y se mantendría una equidad aún más
significativa entre los puntos a los 7días y 14 días que son los que generan el
problema (*). Una vez que se haya logrado especificar la curva de la cual se
desprenderá la ecuación se descartará este desfase producido por las razones
especificadas representando el punto correcto dentro de la curva.
277
CAPÍTULO IX
9 DETERMINACIÓN DE LA CORRELACIÓN EXISTENTE
ENTRE LA RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN Y LA
RESISTENCIA A LA TRACCIÓN DEL HORMIGÓN
TEÓRICO Y EXPERIMENTAL.
9.1 Descripción del ensayo a tracción indirecta del hormigón (ASTM C-
496).
9.1.1 Descripción de la Normativa.
Dentro del alcance, la norma ASTM C 496-96 define al ensayo como el útil para
determinar la resistencia a tracción de especímenes de hormigón y núcleos de prueba,
mediante tracción indirecta por compresión diametral de las probetas cilíndricas.
Foto 28: Especímenes para Ensayo Brasileño (Núcleo de Prueba y Cilindro de Hormigón)
278
Fuente: https://www.google.com.ec/ensayo+brasile%C3%B1o+traccion+indirecta
Consiste en aplicar una carga que trata de comprimir el espécimen entre los polos
opuestos de su diámetro y a lo largo de toda la probeta cilíndrica, a través de una
velocidad de carga similar a la propinada al cilindro en ensayos de compresión hasta
que se produzca la falla súbita o rotura. La fuerza con que se aplica la carga produce
un estado de tensión en las fibras internas del cilindro inducidas a partir de la
generación de una resistencia a la compresión que es provocada en la zona
inmediatamente cercana a la de aplicación de la carga es decir en la periferia del
cilindro.
La falla a tracción se produce en un estado bidimensional de tensiones, en el plano
perpendicular a la dirección de la carga aplicada, como en el plano paralelo a la
aplicación de la carga (plano de falla), donde es producido un estado variable entre
tensión y compresión, allí la tracción generada es relativamente uniforme. Todo esto
dentro de un comportamiento del espécimen elástico lineal.
El uso del ensayo brasileño es óptimo debido a que su aplicación es simple, incluso
presenta mayor facilidad de operación comparado con el ensayo de tracción directa.
Puede ser necesario para evaluar la resistencia del hormigón armado al corte en
agregados livianos.
Los equipos utilizados para llevar a cabo el ensayo de tracción indirecta o ensayo
brasileño se enlistan a continuación:
- Máquina de Compresión
Apreciación: ±1kg Capacidad: 100Ton
- Placa de Apoyo Suplementaria
Ancho: 300mm Largo: 50mm Espesor: 20mm
- Tiras de Madera
Ancho: 25mm Largo: 200mm Espesor: 3mm
279
- Equipo de Apoyo del Espécimen (7.3)
Los especímenes que se ensayarán serán los especificados en la norma ASTM C-31,
o NTE INEN 1576, los núcleos perforados deberán tratar de ser removidos
ajustándose a las dimensiones que requiere el equipo de ensayo que se utiliza para la
prueba brasileña, los mismos que además cumplirán con la aplicación de estrategias
para preservar la humedad que contiene cubriendo el espécimen con una manta. Para
el caso de agregados ligeros se debe realizar el proceso de curado durante 7 días en
húmedos y los 21 días restantes para alcanzar los 28 de fraguado se conserva los
especímenes en condiciones de temperatura y humedad óptima, 23±1,7°C y 50±5%
respectivamente.
Para realizar el ensayo de tracción indirecta se procede de la siguiente manera:
1. Marcar la probeta con una línea a lo largo de la longitud del cilindro, y entre
extremos de uno de los ejes donde se aplicará la carga axial, si es posible
utilizar una plantilla de alineación para obtener mejores resultados.
2. Determinar el diámetro del espécimen, con una lectura cercana a 0.25mm
obtenida del promedio de por lo menos tres lecturas de diámetro en toda la
periferia del círculo que conforma la parte superior del cilindro. La lectura de
longitud deberá ser aproximada a intervalos de 2.5mm, obtenida del
promedio de por lo menos tres lecturas guiadas dos de ellas en las líneas
marcadas en el primer paso del ensayo y una tercera en un lugar que se
presuma exista variación de longitud.
3. Posicionar el espécimen de acuerdo a las líneas de referencia marcadas
centrándolo en el equipo de apoyo, en el cual previamente debe estar
colocada la tira de madera inferior donde reposará el cilindro, y una vez
colocado se adecuará sobre el espécimen la tira de madera superior (sobre las
líneas de referencia marcadas), una vez que está ajustado el equipo, se
procederá a posicionarlo en la máquina de compresión tomando en cuenta las
siguientes recomendaciones:
280
3.1 Las líneas de referencia marcadas debe coincidir con el plano sobre el
cual se aplicará la carga, ser paralelas a esta, y recubiertas en ambos
extremos con las tiras de madera.
3.2 Se debe buscar en el acople del equipo conformado por el cilindro de
prueba y el equipo de apoyo la referencia tal que permita centrar el
conjunto con respecto del cabezal de la máquina de compresión, si las
dimensiones no son las suficientes como para distribuir el esfuerzo en
toda la probeta se utilizará una placa de acero apoyada sobre el equipo
conformado ubicándolo centrada con respecto del centro de empuje, o
centro de masa.
3.3 Aplicar la carga de manera continua y tratando de no aplicar cargas
súbitas o de impacto que provocarían resultados engañosos, el rango de
carga a aplicar está entre los 0,7MPa/min hasta 1,4MPa/min, el rango
menor se utiliza para el inicio del ensayo y se puede culminar la carga
con un aumento de la misma hasta el rango superior de manera que se
produzca la división del espécimen, apreciándose la apariencia interna
del hormigón ensayado.
Foto 29: Proceso de Acople del Equipo para Ensayo
Fuente: Autores/Laboratorio de Ensayo de Materiales – Máquina de Compresión 100Ton
281
Para calcular el esfuerzo de tracción que resistió un determinado espécimen ensayado
se procede a aplicar la ecuación que se expone:
T = 2 * P
π * L * d
Donde:
T: Es la medida de la resistencia a la tracción indirecta (MPa)
P: Carga máxima aplicada por la máquina de ensayo que es capaz de resistir el
cilindro de prueba (N)
L: Longitud lateral del cilindro (mm)
d: Diámetro de cilindro (mm)
Dentro de los aspectos de precisión y desviación en los resultados obtenidos, para
este ensayo no existen amplios estudios de laboratorio realizados, sin embargo se
requiere que no se exceda la variación entre resultados de un porcentaje del 14% con
respecto del promedio y cada una de las probetas ensayadas.
Este método de ensayo no se basa en ensayos precedentes, debido a que es el único
método de tracción indirecta normado.
Fuente: Designation: ASTM C496-96
9.1.2 Deducción de la Ecuación base del Cálculo de la Tracción Indirecta
La deducción de la ecuación útil para el cálculo de la tracción indirecta se desliga del
análisis realizado de los esfuerzos internos del hormigón, los mismos que tienen un
comportamiento variado de acuerdo a la distribución de tensiones que se presentan.
Para mejor entendimiento de la interpretación se ha creído conveniente mostrar a
continuación la variación de tensiones a compresión y a tracción internas de un
espécimen de hormigón cilíndrico.
Distribución de tensiones dentro de la Constitución del Hormigón.
282
Fuente: http://civilgeeks.com/2011/12/10/la-resistencia-a-la-traccin-del-concreto/
Ahora bien, de acuerdo a los estudios y pruebas realizadas mediante ensayos se ha
determinado lo que se había mencionado en una principal descripción del ensayo
donde decíamos que en la periferia del espécimen, es decir en los lugares próximos a
la superficie de contacto entre el cabezal de carga y el cilindro se producen grandes
efectos de compresión, que para el caso son despreciables, ya que el análisis se
necesita la comprensión del efecto producido por la tracción indirecta del hormigón.
Complementándolo de la siguiente manera:
Distribución De los Esfuerzos Horizontales y Verticales al Aplicar la Carga para
Tracción Indirecta.
283
Fuente: https://upcommons.upc.edu/pfc/bitstream/2099.1/3324/8/55872-8.pdf
Claramente se puede observar el comportamiento interno que lo mencionan los
documentos orientados al estudio de la tracción indirecta en el cual se afirma que
prevalece el esfuerzo a compresión, siendo este tres veces mayor al de tracción en las
fibras internas en el punto de mayor representación para el análisis o más crítico.
El espécimen falla en todo el diámetro, es decir recibe la carga produciéndose dos
mitades del espécimen cortadas de polo a polo en todo su diámetro, debido al efecto
producido por los esfuerzos en el plano horizontal del cual se deduce el siguiente
análisis:
Para determinar el esfuerzo que resiste a tracción indirecta y todos los
esfuerzos que se puedan calcular se debe tomar en cuenta:
Ơ = P/A
Donde:
P: Carga Aplicada al Espécimen
A: Área que Soporta la Carga
El área para el caso del análisis varía ya que se tomará como referencia la
curva que describe el esfuerzo de compresión que aunque es mayor al de
tracción indirecta se ve reducido por ser mínima el área en la cual es
influenciada la carga. Se procederá determinar el perímetro de la mitad del
espécimen debido a la curva que describe el comportamiento a compresión
que es equivalente al perímetro de la probeta.
P= 2πR = πd Perímetro de la Circunferencia Completa.
P= πR = πd/2 Perímetro de la Semi Circunferencia.
284
A este perímetro se lo multiplicará por la longitud del cilindro para tener el
área influenciada por la carga y los esfuerzos horizontales producidos por el
comportamiento biaxial de tensiones. Entonces el área será:
A = 0,5πd*L
Reemplazamos en la ecuación inicial y se tiene lo siguiente:
Ơ = P/A
Ơt = P/0,5 πd*L
De manera que:
ft = 2P / πd*L
9.2 Parámetros adoptados de normas internacionales y referencias
nacionales.
Debido a que no existe una normativa local en la cual se pueda definir los parámetros
de realización de este ensayo se dan como válidos los términos que están expuestos
en la norma ASTM C496-96, de origen internacional, así como también el libro
“Tecnología del Concreto” de A. M. Neville de donde se tomó algunas referencias
útiles y complementando las fuentes de estudio del tema se indagó las variantes del
tema que están incluidas en la Nota Técnica del INECYC, “Control por Resistencia”.
9.2.1 Determinación teórica de la correlación.
En el capítulo tres se trató el tema de la determinación teórica de la correlación entre
los esfuerzos de tracción indirecta del hormigón y la compresión que soporta el
material. Para argumentar a fondo este parámetro el cual es la base de la
investigación se ha tomado en cuenta fuentes de investigación de estudios sobre este
fenómeno que ocurren en el hormigón y a diario en su puesta en obra, tomándose en
cuenta como válidos para la respectiva comparación las siguientes afirmaciones:
285
Según Diego Sánchez de Guzmán en su Libro “Tecnología del Concreto y del
Mortero”, afirma que debido a que no es un ensayo de tracción directa el aplicado,
los resultados varían en un porcentaje del 15%, aunque recomienda el ensayo por su
facilidad de aplicación, además contribuye con un diagrama en el cual representa la
correlación entre la resistencia a la tracción indirecta y el módulo de rotura del
hormigón, describiéndose en comportamiento proporcional en los resultados que
obtuvo el autor mediante ensayos:
Diagrama 9-1: Correlación entre Resistencia a la Tracción Indirecta y el Módulo de Rotura
Fuente: Libro “Tecnología del Concreto y del Mortero” – Ing. Diego Sánchez de Guzmán (2001).
Si existe una correlación proporcional entre la resistencia a la tracción indirecta del
hormigón y el módulo de rotura entonces, es posible la aplicación de este ensayo
para los fines que se aplica la teoría del módulo de rotura, siempre y cuando se tenga
disponible una amplia estadística de resultados que comprueben dicho
comportamiento. Aunque es necesario acotar que para la investigación desarrollada
no se ha tomado en cuenta el módulo de rotura como referencia textual, pero aun así
286
este diagrama expresado nos orienta en cuanto a la concepción de los resultados
obtenidos y su aplicabilidad. Aún más cuando el autor define un diagrama más en
donde compara El Módulo de Rotura con la Resistencia a la Compresión, el mismo
que si lo interpretamos con la premisa de que la relación entre módulo de rotura y
tracción indirecta del hormigón son tentativamente proporcionales podrá ser válido el
afirmar que se esperará un diagrama similar al que se expone a continuación extraído
del texto mencionado:
Diagrama 9-2: Correlación entre la Resistencia a Compresión y el Módulo de Rotura.
Fuente: Libro “Tecnología del Concreto y del Mortero” – Ing. Diego Sánchez de Guzmán (2001).
Con los datos expuestos en el texto (Diagrama 9-1), mediante interpretación visual se
ha procedido a determinar los puntos correspondientes a la tracción indirecta para
que sea comparado con la resistencia a la compresión, y para mejor comprensión y
especificación de lo mencionado se añade el artificio matemático necesario para
definir los puntos del diagrama que expone el autor del libro “Tecnología del
Concreto y del Mortero”, definiendo la ecuación de la recta que indica la
287
proporcionalidad entre el Módulo de Rotura y la Resistencia a la Tracción Indirecta
del hormigón.
Tomando como referencia los puntos A (23,40) y B (47,65)
X - X1 =
Y - Y1
X2 - X1 Y2 - Y1
(X - 23)*(65 - 40) = (Y - 40)*(47 - 23)
25X - 575 = 24Y – 960
25X - 24Y + 385 = 0
De esta ecuación se desprenden los siguientes valores:
X Y
5 21,3
10 26,5
15 31,7
20 36,9
25 42,1
30 47,3
35 52,5
40 57,7
45 62,9
50 68,1
55 73,3
Siendo “X” la representación de los valores de tracción indirecta del diagrama 9-1 y
“Y” los valores que representan al módulo de rotura. A partir de esto se puede
determinar con la ayuda del diagrama 9-2 la curva desplegada con el reemplazo de
los valores equivalente del módulo de rotura los de tracción indirecta obteniéndose el
siguiente diagrama realizado a partir de los valores expuestos en las dos primeras:
Tabla 9-1: Tabla de datos Obtenida a partir de la Definición de la Ecuación que determina la
Proporcionalidad entre Resistencia a la Tracción Indirecta y Módulo de Rotura.
288
Tracción
Indirecta
Resistencia
Compresión
Módulo de
Rotura
0 30 16,0
5 75 21,3
10 100 26,5
15 170 31,7
20 230 36,9
25 290 42,1
30 370 47,3
35 460 52,5
40 560 57,7
Fuente: Libro “Tecnología del Concreto y del Mortero” – Ing. Diego Sánchez de Guzmán.
Realización: Autores
Posteriormente se procede a la presentación de la correlación entre la tracción
indirecta y la resistencia a la compresión, obtenida a partir de los datos expuestos en
el libro mencionado en las referencias mediante la interpretación de resultados. De
modo que el diagrama a obtener tentativamente tendrá la siguiente constitución:
Diagrama 9-3: Relación entre Tracción Indirecta y Resistencia a la Compresión con los Valores del
Texto “Tecnología del Concreto y del Mortero”
289
Fuente: Libro “Tecnología del Concreto y del Mortero” – Ing. Diego Sánchez de Guzmán.
Realización: Autores
Esto como añadidura a lo expuesto en el Manual de la PCA y el Libro del Instituto
Mexicano del Cemento y el Concreto – A.M. Neville, y el boletín técnico del
INECYC “Control de Calidad en el Hormigón – Control por Resistencia parte I”,
donde también podemos mediante una tabla comprar estos resultados.
En la página 8 del documento no solo expone la correlación entre la resistencia a la
tracción y a la compresión, sino que adiciona una columna donde compara con el
Módulo de Rotura, tal como se puede apreciar en la tabla que se adjunta a
continuación, que es el complemento de los datos tomados como referencia y
publicados en el capítulo tres de este documento.
Tabla 9-2: Tabla y Diagrama de la Correlación entre Tracción Indirecta y Módulo de Rotura
(INECYC)
Tracción
Indirecta
kg/cm2
Módulo
de
Rotura
kg/cm2
Capítulo 3
Tracción
Indirecta
ft (MPa)
Resistencia
Compresión
f´c (MPa)
13,9 18,2 10 1,39
22,1 28,9 20 2,21
28,9 37,8 30 2,89
32,0 41,9 25 3,20
35,0 45,8 40 3,50
40,6 53,2 50 4,06
45,9 60,1 60 4,59
290
Fuente: Boletín técnico del INECYC “Control de Calidad en el Hormigón – Control por Resistencia
parte I”
Realización: Autores
Se describe con los datos expuestos en el boletín técnico una proporcionalidad entre
la tracción indirecta y el módulo de rotura, tal y como se señalaba en el texto de
“Tecnología del Concreto y del Mortero”. Y en este caso con mayor claridad se
define la siguiente curva mediante el diagrama expuesto:
Diagrama 9-4: Relación entre Tracción Indirecta y Resistencia a la Compresión (INECYC)
291
Fuente: Boletín técnico del INECYC “Control de Calidad en el Hormigón – Control por Resistencia
parte I”
Realización: Autores
Se espera de esta forma un resultado similar al expuesto en los textos, es decir una
curva definida mediante la interpretación de las cuatro resistencias diseñadas por
agregado que tenga la tendencia de las señaladas en este punto de la investigación
mediante los diagramas.
9.2.2 Ecuaciones empíricas y basadas en estudios, según A. M.
NEVILLE y boletines de la INECYC.
En base de ensayos realizados para determinar el porcentaje de tracción indirecta con
respecto de la compresión, se ha logrado determinar a leves rasgos ecuaciones que
expresan la característica intrínseca del hormigón ensayado. Por dicha razón se ha
tratado de generalizar la utilización de una ecuación obtenida experimentalmente la
cual sea aplicable a los materiales de mayor difusión localmente, por supuesto
basándose en las investigaciones ya realizadas por entes que han tratado el tema a lo
largo de su existencia.
Así se podrá comparar o verificar si coinciden los valores que arrojen actualmente
los ensayos, y que mejor si es posible encontrar novedades en el desarrollo del tema
que sirvan como contribución a la industria del hormigón y su concepción dentro del
país. Las ecuaciones útiles y los criterios aceptados para realizar la respectiva
comparación son los siguientes:
ADAM M. NEVILLE
ft = 0,3*(f´c)2/3
BURG Y OST
ft = 0,61*(f´c)0,5
292
DIEGO SANCHEZ DE GUZMÁN “Tecnología del Concreto y del Mortero”
ft = 0,15*f´c
MANUAL DE LA PCA
0,08*f´c < ft < 0,12*f´c
Para Tracción Directa.
AMERICAN CONCRETE INSTITUTE (Cap. 11)
f t = f´c1/2
1,8
Con Aplicación a Concreto de Agregado Ligero
Mediante estas fuentes es que se tratará de orientar los resultados que arrojen los
cálculos e interpretación de diagramas de manera oportuna.
9.3 Diagramas representativos de la correlación entre esfuerzos de
compresión y tracción.
293
9.3.1 7 días de edad (14, 21, 28 y 35 MPa).
294
295
9.3.2 14 días de edad (14, 21, 28 y 35 MPa).
296
297
9.3.3 28 días de edad (14, 21, 28 y 35 MPa).
298
299
9.4 Planteamiento de ecuaciones a partir de las curvas representativas.
A partir de los diagramas realizados, en donde se realizó la respectiva comparación
entre la resistencia a la tracción indirecta y la resistencia a la compresión (ft vs f´c) se
obtuvieron las ecuaciones que se detallan en la tabla 9-2.
Mediante este cuadro comparativo se aprecia la variación que se despliega
especialmente en la edad de los 7 y 14 días del hormigón. A la edad de 28 días del
fabricado el producto se aprecia una equivalencia entre los valores de las ecuaciones
con respecto del hormigón fabricado con los distintos agregados, tanto en el
coeficiente como en el exponente, tal como se muestra a continuación:
Tabla 9-3: Ecuaciones Representativas de la Tracción Indirecta Obtenidas de los Diagramas para 7,
14 y 28 días de Edad del Hormigón
Edad
Ecuación Característica, Tracción
Indirecta
Hormigón con Agregados Provenientes
Cantera de Pifo Cantera de San Antonio
7 días ft = 0,1725 f´c0,8769 ft = 0,3436 f´c0,6013
14 días ft = 0,2604 f´c0,6657 ft = 0,1842 f´c0,8110
28 días ft = 0,7048 f´c0,4296 ft = 0,7089 f´c0,3914
Realización: Autores
Es necesario acondicionar cada una de las ecuaciones, simplificando la expresión de
las mismas mediante artificios matemáticos, esto hará que al uso de las mismas sea
más sencillo el familiarizarse con la expresión algébrica. De acuerdo a ello se
analizará cual es la que se ajusta con mayor efectividad, es decir la representativa
tanto para el hormigón que se fabricó con agregados provenientes de Pifo, y San
Antonio de Pichincha. Habrá que analizar además el uso que se le puede dar a las
ecuaciones obtenidas para los 7 y 14 días de edad del hormigón, si se justifica la
utilización de las mismas en obra, o si solo quedará para aporte académico, de todos
modos se expresa el total de las ecuaciones a continuación:
300
Tabla 9-4: Ecuaciones Acondicionadas de la Tracción Indirecta del Hormigón a los 7, 14 y 28 días de
Edad.
Edad
Ecuaciones Tracción Indirecta del Hormigón
Hormigón con Agregados Provenientes
Cantera Pifo (1er Caso) Cantera S. Antonio (2do Caso)
7 días
ft =
(f´c)1/1,14
ft =
(f´c)1/1,66
5,8
2,9
(Ec.1) (Ec.2)
14 días
ft =
(f´c)1/1,5 ft =
(f´c)1/1,23
3,84
5,4
(Ec.3) (Ec.4)
28 días
ft =
(f´c)3/7
ft =
(f´c)2/5
1,42
1,41
(Ec.5) (Ec.6)
Realización: Autores
9.5 Determinación teórica en cuanto al porcentaje del esfuerzo a
compresión que representa esfuerzo de tracción del hormigón.
Interpretando las ecuaciones obtenidas a partir de los diagramas se puede realizar un
análisis reservado de la aplicación de cada una de las expresiones detalladas.
Expresando que para los 7 días de constituido el hormigón se obtuvieron resistencias
a tracción indirecta en un porcentaje que oscila entre el 13% y el 11%
aproximadamente para el primer caso y desde el 14% hasta el 8% aproximadamente
en el segundo caso, para resistencias desde 10MPa hasta los 38MPa respectivamente,
lo que nos demuestra un aumento en gran proporción significativo de la tracción
indirecta con respecto de la compresión a medida que aumenta la resistencia a la
compresión.
De igual manera para el rango desde los 10MPa hasta los 38MPa se logra definir
para los 14 días de edad del hormigón un rango de resistencia a la tracción indirecta
con respecto de la compresión desde 12% hasta 8% aproximadamente en el primer
301
caso, en tanto que para el segundo caso oscila entre el 12% y el 9%
aproximadamente y respectivamente para las resistencia indicadas.
En el caso más trascendental y de gran validez en los objetivos de la investigación se
obtuvieron para el primer caso con la aplicación de las ecuaciones obtenidas
porcentajes de resistencia a la tracción indirecta con respecto de la compresión que
oscilan entre el 19% y el 9% aproximadamente, en tanto que para el segundo caso se
definen desde el 18% al 8% aproximadamente. En porcentaje con respecto de
resistencias a la compresión entre 10MPa y 38MPa respectivamente.
Como ya se aclaró, todos estos valores que se expresan en este punto se detallan
después de haber tabulado los datos que se obtienen de las ecuaciones definidas a
partir de los diagramas, son valores aproximados ya que se ha tratado de definir en
valores enteros de porcentaje para una mejor comprensión y análisis, no obstante se
aclara en el siguiente capítulo un cuadro comparativo donde se expresan los valores
definidos en rangos de 2MPa desde los 10MPa hasta los 38MPa.
Es realmente válido definir un criterio razonable de lo que ha ocurrido con los datos
que se han obtenido. Si es posible analizar los porcentajes mostrados, se podrá notar
que para el hormigón fabricado con material pétreo de la cantera de Pifo los
porcentajes presentan un comportamiento irregular, aunque desde los 7 días hasta los
28 días de edad del hormigón existen un porcentaje significativo de ascenso en
cuanto a la resistencia que desarrolla en porcentaje con respecto de la compresión,
sobretodo en el caso de las resistencias bajas donde alcanza para la menor de ellas
(10MPa) hasta un 18,9%. En tanto que para resistencias mayores paulatinamente va
decreciendo el porcentaje por efecto de las ecuaciones aplicadas.
Para el caso del hormigón que se fabricó con los agregados provenientes de la
cantera de San Antonio de Pichincha presenta un comportamiento de igual manera
irregular donde los porcentajes de resistencia a la tracción indirecta con respecto de
la compresión para el rango de menor resistencia crece en cuanto al valor del
esfuerzo desde la edad de los 7 días de su fabricación hasta los 28 días, desde el 14%
hasta el 18%, en tanto que para el rango mayor del esfuerzo (38MPa) presenta un
302
comportamiento constante oscilando entre el 8% y 9% de la resistencia a la
compresión.
Foto 30: Cilindros para Prueba de Resistencia a la Compresión (Material Pétreo de Pifo)
Realización: Autores – Laboratorio de Ensayo de Materiales UCE / Cuarto de Capping.
303
Foto 31: Cilindros para Prueba de Resistencia a la Compresión (Material Pétreo de San Antonio de
Pichincha)
Realización: Autores – Laboratorio de Ensayo de Materiales UCE / Cuarto de Capping.
304
Foto 32: Cilindros para Prueba de Resistencia a Tracción Indirecta (Material Pétreo de San Antonio
de Pichincha – Material Pétreo de Pifo)
Realización: Autores – Laboratorio de Ensayo de Materiales UCE
305
CAPÍTULO X
10 RESULTADOS FINALES.
Los resultados finales expuestos dentro de este capítulo demostrarán el nivel de
precisión y eficacia lograda dentro del desarrollo del tema, a través de ello se
puntualizará el manejo de resultados y su oportuna interpretación por parte de los
autores. Se definirá además la contribución y aplicación del proyecto de
investigación dentro del ámbito que engloba la ingeniería civil con respecto de la
importancia que presente la alternabilidad encontrada dentro de las expresiones aquí
detalladas a través de pruebas experimentales aplicadas según referencias normadas
que especifican procesos a seguir para lograr el objetivo.
La manera de dilucidar estratégicamente de forma ordenada las ideas que puedan
exponerse a continuación fortalecerá el interés en cuanto al tema, y estará dentro de
lo que se busca como fin ya que es conocido que el hormigón tiene un alto grado de
versatilidad debido al uso que se le da no solo en el ámbito estructural dentro de la
ingeniería civil, sino también con su aplicabilidad en obras hidráulicas, sanitarias y
viales, en donde estará trabajando sometido a solicitaciones donde se necesita aplicar
el potencial del material.
Se tratará de enfocarse en definir cuan necesario es aplicar los conceptos descritos,
tal premisa dará la pauta necesaria para expresar los resultados de manera detallada a
través de fotos de las experiencias, tablas y diagramas comparativos en donde se
demostrará que se trabajó orientando el proyecto en alcanzar los objetivos planteados
para bien propio y sustento de la industrialización del hormigón dentro del país, lo
cual es sumamente necesario pensando en su desarrollo.
Es así que el último capítulo de la investigación se lo define tal como se desglosa a
continuación:
306
10.1 Resumen final de resultados.
PIFO: 13,0 > %F´c > 11,0
SAN ANTONIO DE PICHINCHA: 13,8 > %F´c > 8,1
Relizado por:
Bermúdez Andrade Darío Javier
Cadena Perugachi Hugo Alexander
4,19 11,0%
10
12
14
16
18
20
22
24
3,60 11,3%
3,80 11,2%
4,00 11,1%
3,00 11,6%
3,21 11,5%
3,41 11,4%
2,39 11,9%
2,59 11,8%
2,80 11,7%
1,75 12,5%
1,96 12,3%
2,18 12,1%
Ft % F´c
1,30 13,0%
1,52 12,7%
10,5%
2,22 10,1%
26
28
30
32
34
36
38
ENSAYOS 7 DÍAS DE EDAD
Ft % F´c
1,38 13,8%
1,54 12,8%
2,45 9,4%
1,69 12,1%
1,83 11,5%
1,97 10,9%
2,10
2,34 9,7%
2,57 9,2%
2,68 8,9%
2,78 8,7%
2,89 8,5%
2,99 8,3%
3,09 8,1%
Ec 2
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d oLaboratorio de Ensayo de Materiales
RESUMEN DE RESULTADOS FINALES
SAN ANTONIO
DE PICHINCHAPIFO
F´c
Ec 1
307
PIFO: 12,1 > %F´c > 7,7
SAN ANTONIO DE PICHINCHA: 12,0 > %F´c > 9,4
Relizado por:
Bermúdez Andrade Darío Javier
Cadena Perugachi Hugo Alexander
36 2,84 7,9% 3,41 9,5%
38 2,94 7,7% 3,56 9,4%
32 2,62 8,2% 3,10 9,7%
34 2,73 8,0% 3,26 9,6%
28 2,40 8,6% 2,78 9,9%
30 2,51 8,4% 2,94 9,8%
24 2,17 9,0% 2,45 10,2%
26 2,29 8,8% 2,62 10,1%
20 1,92 9,6% 2,12 10,6%
22 2,04 9,3% 2,29 10,4%
16 1,65 10,3% 1,76 11,0%
18 1,79 9,9% 1,94 10,8%
12 1,36 11,4% 1,40 11,6%
14 1,51 10,8% 1,58 11,3%
F´c Ft % F´c Ft % F´c
10 1,21 12,1% 1,20 12,0%
RESUMEN DE RESULTADOS FINALES
ENSAYOS 14 DÍAS DE EDAD
PIFOSAN ANTONIO
DE PICHINCHA
Ec 3 Ec 4
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d o
Laboratorio de Ensayo de Materiales
308
PIFO: 18,9 > %F´c > 8,8
SAN ANTONIO DE PICHINCHA: 17,8 > %F´c > 8,0
Relizado por:
Bermúdez Andrade Darío Javier
Cadena Perugachi Hugo Alexander
RESUMEN DE RESULTADOS FINALES
F´c Ft % F´c Ft % F´c
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
T e s i s d e G r a d o
Laboratorio de Ensayo de Materiales
12 2,04 17,0% 1,92 16,0%
ENSAYOS 28 DÍAS DE EDAD
PIFOSAN ANTONIO
DE PICHINCHA
Ec 5 Ec 6
16 2,31 14,4% 2,15 13,4%
10 1,89 18,9% 1,78 17,8%
20 2,54 12,7% 2,35 11,8%
14 2,18 15,6% 2,04 14,6%
24 2,75 11,5% 2,53 10,5%
18 2,43 13,5% 2,25 12,5%
28 2,94 10,5% 2,69 9,6%
22 2,65 12,0% 2,44 11,1%
32 3,11 9,7% 2,84 8,9%
26 2,85 10,9% 2,61 10,0%
36 3,27 9,1% 2,97 8,3%
30 3,03 10,1% 2,76 9,2%
38 3,35 8,8% 3,04 8,0%
34 3,19 9,4% 2,91 8,5%
309
10.2 Comparaciones a partir de los resultados obtenidos.
10.2.1 Tipos de Falla Obtenidos Mediante Pruebas de Resistencia
Para detallar el tipo de falla obtenido nos basaremos en la tabla expuesta en el
capítulo tres (Tabla 3-3), en donde se detallan cuatro tipos posibles de falla del
hormigón de las cuales se realizará la respectiva comparación con los obtenidos
mediante la aplicación de los ensayos a compresión.
Es importante esta determinación ya que a través del tipo de falla será posible
observar si internamente el hormigón estuvo bien constituido, si por a o b
circunstancias el elemento no llego a obtener una densidad tal que permita actuar al
cilindro como un solo todo, pues se crearán fallas inducidas y repentinas, es decir,
presentando resultados de fallas fuera de lo común o no esperadas en sectores no
tradicionales donde debe romperse el espécimen.
Dentro de la investigación los especímenes utilizados para comparación tuvieron un
comportamiento esperado en cuanto a lo que se refiere, lo que sí se pudo observar
fueron las variantes en cuanto a tipos de falla a los 7 días comparado con los de los
28 días de fabricado el hormigón. Incluso observándose en el caso de los cilindros
que presentaron mayor resistencia una falla explosiva en bajo rango, para ambos
casos.
Las fallas entre los 7 y 14 días de elaborado el hormigón no tuvieron una variante lo
suficientemente clara como para ser analizada, por ello es que a continuación se
muestra los tipos de falla obtenidos comparando entre los 7 días y 28 días de
fabricado el hormigón con cada uno de los agregados pétreos que se trabajó en la
investigación:
310
Foto 33: Tipos de Falla por Pruebas de Resistencia a la Compresión 14MPa
Edad
Tipos de Falla (Compresión) 14 MPa
Hormigón con Agregados Provenientes
Cantera Pifo Cantera San Antonio
7 días
Tipo de Falla III
Tipo de Falla III
28 días
Tipo de Falla IV
Tipo de Falla IV
Realización: Autores
311
Foto 34: Tipos de Falla por Pruebas de Resistencia a la Compresión 21MPa
Edad
Tipos de Falla (Compresión) 21 MPa
Hormigón con Agregados Provenientes
Cantera Pifo Cantera San Antonio
7 días
Tipo de Falla III
Tipo de Falla III
28 días
Tipo de Falla IV
Tipo de Falla IV
Realización: Autores
312
Foto 35: Tipos de Falla por Pruebas de Resistencia a la Compresión 28MPa
Edad
Tipos de Falla (Compresión) 28 MPa
Hormigón con Agregados Provenientes
Cantera Pifo Cantera San Antonio
7 días
Tipo de Falla III
Tipo de Falla III
28 días
Tipo de Falla IV
Tipo de Falla IV
Realización: Autores
313
Foto 36: Tipos de Falla por Pruebas de Resistencia a la Compresión 35MPa
Edad
Tipos de Falla (Compresión) 35 MPa
Hormigón con Agregados Provenientes
Cantera Pifo Cantera San Antonio
7 días
Tipo de Falla III
Tipo de Falla III
28 días
Tipo de Falla IV
Tipo de Falla IV
Realización: Autores
314
10.2.2 Ensayos de Especímenes a Compresión, Comportamiento por
edades.
Mezclas realizadas con AGREGADOS DE LA CANTERA DE PIFO:
La razón de sobrepasar la resistencia requeridas se debe al porcentaje desplegado por
el hormigón elaborado en la edad de los 28 días, el mismo que superó las
expectativas de diseño, brindándonos una porcentaje de resistencia de
aproximadamente 60% (si obtenemos un promedio de los datos recabados), a los 7
días, cuando en las mezclas de prueba para aprobación de las mismas se aproximó el
valor tomando en cuenta el 70% de la resistencia a dicha edad.
En este caso el cemento no fue el agente principal que determinó dicha variación ya
que en las mezclas realizadas con el segundo agregado usado en la investigación no
varían dichos porcentajes con lo asumido en la mayoría de casos.
Tabla 10-1: Comparación entre Porcentaje Real y Tentativo de Resistencia
EDAD: 7 DÍAS, CON AGREGADOS DE PIFO
Resistencia Resistencia a la
Compresión (MPa)
Porcentaje
Asumido
Porcentaje
Real
Resistencia
Tent. MPa
Resistencia
Real MPa Especificada
14 MPa 11,3 70% 57,44% 16,1 19,6
21 MPa 16,8 70% 56,80% 24,0 29,6
28 MPa 19,1 70% 58,40% 27,3 32,8
35 MPa 24,9 70% 64,50% 35,6 38,6
Realización: Autores
Pese a que las resistencias que se obtuvieron presentan un alto grado de variación en
exceso a lo requerido, esto no afecta el análisis de resultados al cual se quiere llegar,
ya que lo importante en este caso es la obtención de cuatro puntos en una curva que
relacione y defina fielmente los esfuerzos a tracción indirecta y los esfuerzos a
compresión de las probetas cilíndricas fabricadas. Más aún la diferencia que se puede
alcanzar entre el primer y último punto de la curva que sean en lo posible lo más
alejados para contar con un diagrama explícito y claro.
315
Mezclas realizadas con AGREGADOS DE LA CANTERA DE SAN ANTONIO DE
PICHINCHA:
El comportamiento del hormigón fabricado con estos áridos presenta más bien
uniformidad y comportamiento acorde a lo que se esperaba, aunque es necesario
señalar que se desplegaron problemas hasta la obtención de resultados certeros o
cercanos, que nos permitan definir las pautas necesarias para escoger la mezcla
definitiva que brinde el hormigón con la resistencia especificada (diseño).
Tabla 10-2: Comparación entre Porcentaje Real y Tentativo de Resistencia.
Realización: Autores
En la resistencia de los 14MPa se observa aún un comportamiento lejano al esperado
ya que cuenta con un 57% en la resistencia a los 7 días con respecto de los 28 días,
pero en adelante se acerca al sumido (70%), lo que hace que las resistencias
obtenidas no estén lejanas a las especificadas.
Entonces dicho comportamiento se debe a características específicamente del
agregado utilizado, ya que mediante un estudio más detallado del cemento utilizado
(HOLCIM TIPO GU), se llegó a determinar a través de datos técnicos de la planta
que fabrica el producto que alcanza aproximadamente 60% de resistencia a los 7 días
de elaborado. Y en el caso de este material pétreo entonces se estaría hablando de
que debido a la escasa resistencia mecánica que posee no fue capaz de desarrollar su
potencial a los 28 días. Logró realizarlo en el caso de los especímenes fabricados
para 14MPa ya que este diseño no presenta mayores solicitaciones a esfuerzos, es
EDAD: 7 DÍAS, AGREGADOS DE SAN ANTONIO DE PICHINCHA
Resistencia Resistencia a la
Compresión (MPa)
Porcentaje
Asumido
Porcentaje
Real
Resistencia
Tent. MPa
Resistencia
Real MPa Especificada
14 MPa 10,6 70% 57,00% 15,1 18,5
21 MPa 14,0 70% 67,00% 20,0 20,9
28 MPa 20,1 70% 63,30% 28,7 31,8
35 MPa 27,5 70% 72,00% 39,3 38,2
316
decir es una resistencia baja en la cual el agregado funciona de manera normal, más
en casos críticos como “altas resistencias” no desarrolla el potencial necesario.
Comparación de Resultados:
A los 28 días de elaborados los cilindros definitivos útiles para los ensayos, se
obtuvieron las siguientes resistencias:
Tabla 10-3: Tabla Comparativa Entre Resistencias a los 28 días del Hormigón Elaborado con los
Distintos Agregados.
Cantera
de Pifo
Cantera
S. Antonio
Resistencia Resistencia
Real MPa
Resistencia
Real MPa Especificada
14 MPa 19,6 18,5
21 MPa 29,6 20,9
28 MPa 32,8 31,8
35 MPa 38,6 38,2
Realización: Autores
La influencia entre lo explicado no es notoria, excepto en el caso de la resistencia de
los 21MPa, la misma que fue en el primer caso (Agregados de Pifo), la que desplegó
de mejor manera su capacidad mecánica ante esfuerzos a compresión, y al contrario
en el segundo caso (Agregados de San Antonio de Pichincha), el porcentaje a los 7
días fue cercano al asumido, es decir, obtuvo un comportamiento totalmente opuesto.
10.2.3 Ensayos de Especímenes a Tracción Indirecta, Comportamiento
por edades.
La razón de determinar la resistencia a la tracción requerida se debe al porcentaje
desplegado por el hormigón elaborado en la edad de los 28 días, el mismo que superó
las expectativas de diseño, ya que se esperaba que se encuentre en un rango del 8 al
12%, tal como nos indican normas y manuales internacionales.
317
Adicional no se tiene un rango establecido para la resistencia a la tracción a los 7
días de edad, únicamente se habla del parámetro a los 28 días de edad debido a que
es el resultado más influyente dentro de este análisis. Este análisis se generaliza para
los dos tipos de agregados utilizados en este trabajo.
Tabla 10-4: Comparación entre Porcentaje Real y Tentativo de Resistencia a la tracción.
Realización: Autores
Se puede observar claramente que los valores tienen una variación significativa,
razón por la cual no es posible generalizar los resultados que proporcionan las
normas y manuales internacionales y debe determinarse los respectivos valores para
cada uno de los materiales a usarse.
EDAD: 28 DÍAS, AGREGADOS DE PIFO
Resistencia Resistencia a la
Tracción (MPa)
Porcentaje
Asumido
Porcentaje
Real
Resistencia
Tent. MPa Especificada
14 MPa 2,2 10 - 12% 15,6% 1,4
21 MPa 2,6 10 - 12% 12,4% 2,1
28 MPa 2,9 10 - 12% 10,5% 2,8
35 MPa 3,2 10 - 12% 9,2% 3,5
EDAD: 28 DÍAS, AGREGADOS DE SAN ANTONIO DE
PICHINCHA
Resistencia Resistencia a la
Tracción (MPa)
Porcentaje
Asumido
Porcentaje
Real
Resistencia
Tent. MPa Especificada
14 MPa 2,0 10 - 12% 14,6% 1,4
21 MPa 2,4 10 - 12% 11,4% 2,1
28 MPa 2,7 10 - 12% 9,6% 2,8
35 MPa 2,9 10 - 12% 8,4% 3,5
318
10.3 Análisis de diagramas.
319
320
321
322
323
324
10.4 Interpretación de ecuaciones obtenidas.
Es conocido que después de 28 días de elaborado el hormigón en general se asume
que alcanza el 100% de su resistencia, pero es importante limitar el porcentaje que
alcanza en las edades de ensayo que tradicionalmente se ensayan y son motivo de
estudio en la gran mayoría de casos (3, 7, 14, 21 y 28 días).
En razón a la variabilidad de resultados obtenidos a las edades de los 7 días y 14 días
de elaborado el hormigón, no es posible emitir un criterio con un respaldo
suficientemente lógico como para poder darle validez, lo que se sugiere para
próximos estudios es un proceso sumamente detallado de fabricación del hormigón,
con ajustes que sean necesarios un mejor seguimiento usando el tiempo adecuado
para llevarlo a cabo.
En los ensayos de resistencia aplicados a los 28 días de fabricado el producto se
presenta un mejor panorama en cuanto a la definición del porcentaje de la tracción
indirecta con respecto de la compresión, ya que en ambos casos se obtienen
ecuaciones que no varían en gran porcentaje la una de la otra.
Por ello es que para motivos de interpretación y comparación de resultados con las
fuentes de información usadas se utilizarán solo los datos correspondientes a esta
edad de ensayo, no solo por lo expuesto, sino también por ser la resistencia a los 28
días el parámetro más usado para definir las características de resistencia mecánica
del hormigón, de ser posible, se debería generalizar dentro de la práctica a que cada
ensayo para pruebas de resistencia sea realizado a los 28 días debido a la naturaleza
del hormigón, el mismo que es un material heterogéneo y por ende cambiante ya que
no depende del comportamiento de un solo material sino de todas sus materias
primas en conjunto, esto trae consigo la inestabilidad de la cual se está hablando y
que puede provocar imprevistos a largo plazo cuando se realiza ensayos por edades
aproximándolas a los 28 días.
Así es que para la consideración oficial de las ecuaciones características como
válidas se tomará solamente las concernientes a los 28 días de fraguado, y se
325
procederá al respectivo análisis desarrollado de acuerdo a las ecuaciones empíricas y
basadas en estudios detalladas en 9.2.2:
Hormigón Fabricado con Agregados Provenientes de la Cantera de Pifo
ft = (f´c)3/7
1,42
Donde:
ft: Resistencia a la Tracción Indirecta del Hormigón
f´c: Resistencia a la Compresión del Hormigón
1,42: Coeficiente determinado del ajuste de la curva característica del material
ensayado
Tabla 10-5: Comparación de la Aplicación de Ecuaciones con la Determinada para el Hormigón
Fabricado con Agregados de la Cantera de Pifo
f´c (MPa)
Ecuación
Hormigón Pifo
Ecuación Adam
M. Neville
Ecuación Burg y
Ost Ecuación A.C.I
ft = (f´c)3/7
ft = 0,3*(f´c)2/3 ft = 0,61*(f´c)0,5 ft = (f´c)1/2
1,42 1,8
MPa MPa MPa MPa
14 2,18 1,74 2,28 2,08
21 2,60 2,28 2,80 2,55
28 2,94 2,77 3,23 2,94
35 3,23 3,21 3,61 3,29
Realización: Autores
La ecuación que más se ajusta a la aplicación de la que caracteriza al hormigón
fabricado con material pétreo de la cantera de Pifo es la descrita por el ACI en el
capítulo 11, esta es definida como útil para aplicarla en la determinación del esfuerzo
cortante en hormigón ligero o de baja densidad. El valor determinado mediante la
aplicación de la ecuación es similar, esto dentro del rango definido desde los 14MPa
hasta los 35MPa, ya que si se aplica a valores de f´c mayores a 35MPa irá variando
326
en mayor proporción conforme mayor sea el f´c con respecto de la ecuación obtenida
experimentalmente.
Por ello es que esta ecuación es aplicable solamente para el caso de que se usen
estrictamente las materias primas ya mencionadas, así el comportamiento será el
indicado por la aplicación de la ecuación en valores de tracción y sobre todo estarán
rigiéndose a la tendencia que tiene la curva determinada.
Hormigón Fabricado con Agregados Provenientes de la Cantera de San Antonio
de Pichincha
ft = (f´c)2/5
1,41
Donde:
ft: Resistencia a la Tracción Indirecta del Hormigón
f´c: Resistencia a la Compresión del Hormigón
1,41: Coeficiente determinado del ajuste de la curva característica del material
ensayado
Tabla 10-6: Comparación de la Aplicación de Ecuaciones con la Determinada para el Hormigón
Fabricado con Agregados de la Cantera de San Antonio de Pichincha
f´c (MPa)
Ecuación
Hormigón S.
Antonio de P.
Ecuación Adam
M. Neville
Ecuación Burg y
Ost Ecuación A.C.I
ft = (f´c)2/5
ft = 0,3*(f´c)2/3 ft = 0,61*(f´c)0,5 ft = (f´c)1/2
1,41 1,8
MPa MPa MPa MPa
14 2,04 1,74 2,28 2,08
21 2,40 2,28 2,80 2,55
28 2,69 2,77 3,23 2,94
35 2,94 3,21 3,61 3,29
Realización: Autores
327
En este caso a simple inspección parecería ser que ninguna ecuación se ajusta en
cuanto a los valores expuestos, pese a ello siempre es importante tener una referencia
sobre la cual sustentar lo argumentado dentro del análisis comparativo y aunque no
sean completamente equivalentes los resultados que se obtienen con las ecuaciones
en cuestión se podría comparar en este caso con la descrita por Adam N. Neville,
argumentando que es necesario en los valores bajos que siempre el obtenido
experimentalmente sea mayor que el descrito en estudios ya realizados, ya que de esa
forma se está garantizando un comportamiento con menor riesgo a ser aplicable.
La variación en cuanto a expresión de ecuaciones y resultados al aplicarlas nos
denotan y permiten afirmar que cada ecuación determinada es específicamente para
el material ensayado, dentro del cual están factores influyentes como los agregados
utilizados, procedencia y tratamiento propinado a los mismos, inclusive el cemento,
clasificación, marca, tipo, ya que a pesar de que para el desarrollo de la investigación
se usó el mismo cemento en ambas mezclas, los resultados variaron por efecto de los
agregados brindándonos el respaldo suficiente y necesario como para poder emitir de
manera oportuna este criterio técnico del comportamiento de las mezclas realizadas
en condiciones de laboratorio.
Por ello es recomendable para este tipo de análisis no sustentarse simplemente con
los rangos de valores comúnmente utilizados, sino, “SIEMPRE UTILIZAR ENSAYOS
DE LABORATORIO PARA DEFINIR ESTE PARÁMETRO DE MANERA
CONCISA”.
328
10.5 Conclusiones.
1.- Mediante la presente investigación se ha logrado determinar que parte de la
resistencia del hormigón a tracción indirecta está dentro del rango que teóricamente
se describe en estudios ya realizados, aunque estos no son suficientes como para
poder dar una guía de sustento al desarrollo del tema, fueron de gran ayuda en la
definición de criterios válidos que se complementaron una vez obtenidos los datos
experimentales a través de ensayos, de los cuales surge el análisis.
2.- Es fundamental argumentar como complemento de lo establecido que dentro de
las normas y manuales internacionales el “ft” está comprendido entre el 10% al 12%
del valor f´c, más en el caso de los materiales usados para el desarrollo de la
investigación no se cumple por completo, ya que se cuenta con valores entre el 18%
al 8% aproximadamente, esto se da debido a las condiciones de los materiales con los
que se cuenta localmente, los mismos que no cuentan con la debida industrialización
o procesamiento para su uso en la fabricación de hormigones.
3.- Dentro del diseño de hormigones algunas de las resistencias sobrepasaron la
resistencia especificada en algunos de los casos, de todos modos dicho
comportamiento no interfirió en la consecución del objetivo del proyecto
investigativo, ya que se logró determinar los puntos válidos para diagramar la curva
característica del hormigón fabricado con cada uno de los agregados y desplegar las
respectivas ecuaciones a partir de ello.
4.- El hormigón es un material que tiende a ser variable en su comportamiento
mecánico de acuerdo a varios aspectos mencionados dentro del documento
redactado, por ello su consecución y propiedades dependerán específicamente de los
materiales que se usen para obtenerlo. Para darle mayor respaldo al tema que se
planteó se utilizaron hormigones fabricados con dos tipos de agregados de diferentes
características y las variantes están a la vista, desde el diseño de la mezcla, las
propiedades en estado fresco, resistencia mecánica y comportamiento del material
dentro de las edades hasta los 28 días, y por ende desempeño en cuanto a compresión
329
de especímenes y tracción indirecta, así como también diferente concepción de
diagramas y ecuaciones obtenidas.
5.- Los ensayos previos de los agregados son la fuente de desarrollo del diseño de
una mezcla, a través de estos se consigue captar la capacidad y cualidad del material
para ser tratado de manera específica una vez que forme parte de la mezcla en estado
fresco, donde las propiedades que arroje serán las que juzguen su correcta o
incorrecta aplicación mediante criterios de trabajabilidad principalmente. Dentro del
trabajo realizado fue necesario corregir la granulometría del agregado grueso en
ambos casos para mejorar la trabajabilidad del hormigón y la fabricación de
especímenes los mismos que se realizaron con moldes cilíndricos de 100mm de
diámetro por 200mm de altura, donde el tamaño máximo por normativa debe ser de
1” de la partícula de agregado. Obedeciendo a ello se logró dentro de las mezclas en
estado fresco las propiedades deseadas, aunque en los diseños para resistencias
especificadas de 28MPa y 35MPa en ambos casos se añadió pasta para acondicionar
su trabajabilidad y disminuir la porosidad de los especímenes.
6.- Es posible argumentar que de acuerdo a las posibilidades que se tengan de
realizar estudios de tracción indirecta al hormigón como medida útil para el control
de calidad en pavimentos y diseño de elementos estructurales, se debe aplicarlo con
total seguridad. En el caso de los pavimentos debido a la proporcionalidad presentada
comparado con el módulo de rotura, y en el diseño de elementos estructurales para
motivos de optimización del material que resiste esfuerzos de tracción a los cuales
está sometido el hormigón armado, que comúnmente es el acero de refuerzo. No
solamente por los resultados que arrojan los ensayos que son totalmente válidos (a
los 28 días de edad especialmente de constituido el hormigón), sino también por la
facilidad de la aplicación del ensayo, tratamiento y manipulación de los especímenes.
7.- Es importante reconocer que para el estudio detallado dentro del país no existe
una normativa vigente que especifique el proceso a seguir para la realización de
ensayos del hormigón sometido a tracción indirecta, enriqueciendo así la
consecución de resultados expresados dentro de la temática planteada, los cuales se
obtuvieron experimentalmente con materiales pétreos de uso común dentro del
330
Distrito Metropolitano de Quito y el cemento de mayor difusión dentro del país.
Siendo esto de gran ayuda no solo en el ámbito académico sino también dentro del
ámbito profesional si alguna vez es necesario aplicarlo.
8.- Dentro del análisis de la tracción indirecta por edades hasta los 28 días de
fabricación se presentaron incongruencias al variar en una aparente disminución de
resistencia a la tracción desde los 7 días hasta los 14 días de edad del hormigón.
Oportunamente este desajuste producido en el uso de los materiales de la cantera de
Pifo pudieron ser analizadas desde el punto de vista técnico, una vez comprendido el
comportamiento del hormigón en el rango de dichas edades, en donde no desarrolla
por completo su capacidad mecánica a tracción, es decir, está aún en proceso de
endurecimiento significativo tal que se refleje en el aumento proporcional cuando se
someta a dichos esfuerzos, el mismo que si logra desplegar a los 28 días de edad.
Además se añade a esto la naturaleza del hormigón (que no es un material
homogéneo por ende tiende a comportarse presentando variabilidad en su
funcionamiento mecánico), y la necesidad de hacer constar tres ensayos para definir
un patrón de datos en la obtención del promedio de los mismos, ya que descartando
en ambos casos uno de los tres ensayos y obteniendo el promedio de dos de ellos no
se presenta dicha incongruencia en el diagrama, más bien tiende a ser una constante.
9.- Se afirma entonces que a mayor resistencia a compresión del hormigón, menor es
su porcentaje de resistencia a la tracción debido a la rigidez que presenta los
hormigones considerados de alta resistencia, misma rigidez que se la comprueba con
la aplicación de las pruebas de resistencia a la compresión donde a medida que
aumenta la resistencia la falla del espécimen es más brusca o explosiva, dicha rigidez
le resta plasticidad al hormigón endurecido si cabe el término y por ende una
disminución en su resistencia a la tracción demostrado en la aplicación de ensayos a
resistencias desde los 14MPa hasta los 35MPa.
10.- La contribución de los resultados obtenidos nos permiten reflejar el
comportamiento del hormigón a esfuerzos de tracción indirecta con orientación hacia
lo que es el cálculo y diseño estructural del hormigón armado, donde se asume en
caso de aplicación a elementos sometidos a esfuerzos de tracción que ft=0, pudiendo
331
ser este un porcentaje mayor, significativo tal que permita optimizar el material que
resiste a dichos esfuerzos, en un rango tal que permita asegurar el diseño y la
aplicación de un porcentaje válido y adecuado tanto económicamente como
técnicamente en el funcionamiento estructural.
11.- El hormigón es el material de mayor importancia dentro de la ingeniería civil,
para su análisis es necesario profundizar los conceptos en todo su entorno, ya sea
diseño, puesta en obra, especificaciones, pruebas y ensayos, iniciando por el estudio
de sus materias primas y un verdadero desarrollo en el procesamiento de las mismas,
todo este proceso conllevará a la mejora del producto y su concepción técnica dentro
del país.
10.6 Recomendaciones.
1.- Es necesario un amplio control de la aplicación del hormigón dentro del país ya
que es un material que da la posibilidad de construir sin basto conocimiento técnico
debido a las bondades que presenta, lo que hay que dejar atrás y como profesionales
bogar por un correcto criterio al momento de la puesta en obra.
2.- Se debe tratar de alimentar el conocimiento empírico que dentro del hormigón es
apreciable, con fundamentos científicos aplicados, y no conformarse con lo que nos
establecen las especificaciones internacionales para emplearlo dentro del país, ya que
no es semejante la concepción aún que se tiene del hormigón localmente a
comparación de otras naciones donde se realizan estudios a detalle.
3.- Se recomienda incentivar a estudiantes y profesionales quienes a diario están en
relación directa con el hormigón y su aplicación para que este tipo de investigaciones
experimentales no queden desapercibidas, más bien sean dictaminadas como útiles
para el desarrollo del concreto dentro del país y un cambio en su forma de apreciarlo.
4.- Es recomendable que se continúen realizando investigaciones de este tipo ya que
es importante establecer una ecuación para cada uno de los agregados a utilizar, así
mismo una ecuación para cada tipo de cemento a utilizar y de este modo poder
particularizar cada uno de los casos, debido a que en nuestro país tenemos diversas
332
regiones y por ende diversos tipos de materiales los cuales son utilizados en la
construcción.
5.- Es importante tomar en cuenta en cuanto al diseño de mezclas métodos aplicables
y válidos que tomen en cuenta todas y cada una de las características y propiedades
de las materias primas a utilizarse, y porque no implementar nuevos métodos de
diseño por durabilidad y tracción complementando la ideología actual sobre el
material y no solo centrándose en lo que se tiene hasta el momento.
6.- Sería interesante darle continuidad a la investigación proponiendo la realización
de ensayos de laboratorio para definir la incertidumbre creada en cuanto al
comportamiento del hormigón a tracción indirecta mediante la aplicación de aditivos,
no solo los usados para mejorar las características en estado fresco de la mezcla
constituida a primera instancia sino también aventurarse y familiarizarse con el uso
de fibras para mejorar la capacidad mecánica del hormigón determinando un valor de
aporte a lo descrito aqui, ya que en este estudio se ha logrado determinar mencionado
comportamiento con el hormigón simple sin el uso de ningún tipo de adiciones que
alteren sus propiedades para reflejar fielmente y comprobar la variación generado por
el uso de dos tipo de agregados y su compatibilidad con los demás materiales
componentes del hormigón.
333
ANEXOS
Fotografías del Desarrollo del Tema (Fabricación del Hormigón)
Ensayo a Tracción, falla en todo el diámetro del espécimen:
(1a) (2a) (3a)
(4a) (5a) (6a)
334
(7a) (8a) (9a)
(10a)
1a – 10a: Probetas Fabricadas con Agregado de la Cantera de Pifo
335
(1b) (2b) (3b)
(1b) (2b) (3b)
336
(7b) (8b) (9b)
(10b)
1b – 10b: Probetas Fabricadas con Agregado de la Cantera de San Antonio de
Pichincha.
337
Otros Estudios Desarrollados acerca del Tema (Fabricación del Hormigón)
Diagrama Representativo de Tracción Indirecta vs Resistencia a la Compresión:
Fuente: Ing. Gianfranco Ottazzi Pasino, Material de Apoyo para la Enseñanza de los
Cursos de Diseño y Comportamiento del Concreto Armado, 2004
Esquema de la distribución de Esfuerzos dentro de los Especímenes Ensayados:
Fuente: https://upcommons.upc.edu/pfc/bitstream/2099.1/3324/8/55872-8.pdf
338
BIBLIOGRAFÍA
1) NEVILLE. A. M. (1975). Tecnología del concreto, Tomo II: Pruebas del
concreto endurecido, Capítulo VIII. Londres: Edición Pitman publishing.
2) SANCHEZ DE GUZMAN, Diego. (2001). Tecnología del concreto y del
mortero: Resistencia del concreto, Capítulo 6. Colombia: Edición Bhandar
Editores Ltda.
3) CAMPOSANO, José. (2009). Notas técnicas, control de calidad en el
hormigón. (Control por resistencia Parte I). Ecuador - Quito: INECYC.
4) KOSMALKA, Steven, KERLHOFF, Beatrix, (2004). Diseño y control de
mezclas de concreto: Ensayos de control del concreto, Capítulo 16. EEUU -
Illinois: Portland Cement Association, PCA.
5) American Concret Institute ACI 318-05, (2005). Normas para ensayos y
materiales, Parte II; Cortante y torsión Capítulo XI. EEUU - Michigan:
Comité ACI.
6) Normas Técnica Ecuatoriana NTE INEN 860: Ensayo de abrasión de los
Ángeles (2011).
7) Norma Técnica Ecuatoriana NTE INEN 855: Ensayo de determinación de
impurezas existentes en el agregado fino (2010).
8) Norma Técnica Ecuatoriana NTE INEN 856 y NTE INEN 857: Ensayo de
peso específico, capacidad de absorción y contenido de humedad de
agregados (2010).
9) Norma Técnica Ecuatoriana NTE INEN 858: Ensayo de densidad aparente
suelta y compactada de los agregados (2010).
339
10) Notas dosificación de mezclas Ing. Raúl CAMANIERO: Ensayo de densidad
aparente máxima y óptima de los agregados (2001).
11) Norma Técnica Ecuatoriana NTE INEN 696: Estudio granulométrico de los
agregados (2011).
12) Norma Técnica Ecuatoriana NTE INEN 156: Ensayo de densidad del
cemento utilizando el método del frasco de LeChatellier (2011).
13) Norma Técnica Ecuatoriana NTE INEN 157 y NTE INEN 155: Ensayo de
consistencia normal del cemento (2010).
14) Norma Técnica Ecuatoriana NTE INEN 158: Ensayo de tiempos de fraguado
del cemento (2010).
15) Norma ASTM C 496-96, Standard test method for splitting tensile stregth of
cylindrical concrete specimens (2009).
