Guia de Laboratorio de Tecnología Del Concreto

UNIVERSIDAD CATÓLICA LOS ÁNGELES DE CHIMBOTE ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL LABORATORIO DE MECÁNICA DE SUELOS, CONCRETO Y PAVIMENTOS

Introducción Uno de los elementos más utilizados en las obras civiles, es el concreto. Este se presenta en una gran variedad, dependiendo de los requerimientos requerimientos de la l a estructura en proyección. El concreto es un material durable y resistente pero, dado que se trabaja en su forma líquida, prácticamente puede adquirir cualquier forma. Esta combinación de características es la razón principal por la que es un material de construcción tan popular para exterior. El concreto de uso común, o convencional, se produce mediante la mezcla de tres componentes esenciales, cemento, agua y agregados, a los cuales eventuales se incorpora un cuarto componente que genéricamente genéricamente se designa como aditivo. Al mezclar estos componentes y producir lo que se conoce como una revoltura de concreto, se introduce de manera simultánea un quinto participante representado por el aire. La mezcla intima de los componentes del concreto convencional produce una masa plástica que puede ser moldeada y compactada con relativa facilidad; pero gradualmente pierde esta característica hasta que al cabo de algunas horas se torna rígida y comienza a adquirir el aspecto, comportamiento y propiedades de un cuerpo solido, para convertirse finalmente en el material mecánicamente resistente que es el concreto endurecido. En esta guía de tecnología de concreto, se detallan los pasos esenciales esenciales a seguir para realizar ensayos que determinen las principales características del concreto y sus componentes, ensayos que son determinantes a la hora de realizar construcciones tanto de una vivienda hasta proyectos de gran envergadura.

Objetivo General Que el estudiante adquiera los conocimientos prácticos en la realización de ensayos al concreto, tanto en su diseño como en la obtención de sus propiedades, a través del uso del Laboratorio de Tecnología del Concreto. Guía de Prácticas de Laboratorio de Tecnología del Concreto

1

Ing. Bada Alayo Delva Flor


Práctica Nº 01: Análisis Granulométrico de Agregados Gruesos y Finos Este Modo Operativo está basado en las Normas ASTM C 136 y AASHTO T 27, los mismos que se han adaptado, a nivel de implementación, a las condiciones propias de nuestra realidad. Cabe indicar que este Modo Operativo Operativo está sujeto a revisión y actualización continua.

A Objetivos Específicos: 





Determinar, cuantitativamente, los tamaños de las partículas de agregados gruesos y finos de un material, por medio de tamices de abertura cuadrada. Se determina la distribución de los tamaños de las partículas de una muestra seca del agregado, por separación a través de tamices dispuestos sucesivamente de mayor a menor abertura. La determinación exacta de materiales que pasan el tamiz de 75 μm (No. 200) no puede lograrse mediante este ensayo. El método

de ensayo que se debe emplear será: "Determinación de la cantidad de material fino que pasa el tamiz de 75 μm (No. 200)",

norma MTC E202. B Conceptos Generales

Esta norma describe el método para determinar los porcentajes de suelo que pasan por los distintos tamices de la serie empleada en el ensayo, hasta el de 74 mm (N° 200)

AGREGADO Se define como agregado al conjunto de partículas inorgánicas de origen natural o artificial cuyas dimensiones están comprendidas entre los límites fijados en la NTP 400.011. Los agregados son la fase discontinua del concreto y son materiales que están embebidos en la pasta y que ocupan aproximadamente el 75% del volumen de la unidad cúbica de concreto.

Tamaño Máximo Guía de Prácticas de Laboratorio de Tecnología del Concreto

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Corresponde al menor tamiz por el que pasa toda la muestra de agregado.

Tamaño Nominal Máximo Corresponde al menor tamiz en el cual se produce el primer retenido. Módulo de Fineza Criterio Establecido en 1925 por Duff Abrams a partir de las granulometrías del material se puede intuir una fineza promedio del material utilizando la siguiente expresión: expresión:

Normas Y Requisitos de los Agregados Para el Concreto: Requisitos Obligatorios - Granulometría Los agregados finos y grueso según la norma ASTM C-33, Y NTP 400.037 deberán cumplir con las GRADACIONES establecidas en la NTP 400.012, respectivamente. respectivamente.

El agregado global (NTP 400.037) La norma contiene un apéndice y a manera de información acerca de usos granulométricos considerados óptimos, para los proporcionamientos de finos y gruesos en el diseño de mezclas, dentro de los cuales se pueden obtener concretos trabajables y compactos. Esta información tiene carácter de orientación y en ningún caso es prescriptiva. El agregado global es aquel material compuesto de agregado fino y grueso, cuya granulometría cumple con los límites dados en la siguiente tabla:

Guía de Prácticas de Laboratorio de Tecnología del Concreto

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Requisitos granulométricos para el agregado grueso % Pasa por los tamices normalizados

Tamaño nominal

4”

3 ½” a 1 ½”

100

2 ½” a 1 ½”

--

--

100

2” a 1”

--

--

--

100

2” a Nº4

--

--

--

100

1 ½” a ¾”

--

--

--

--

100

1 ½” a Nº4

--

--

--

--

100

1” a ½”

--

--

--

--

--

100

1” a 3/8”

--

--

--

--

--

100

1” a Nº4

--

--

--

--

--

100

¾” a 3/8”

--

--

--

--

--

--

100

¾” a Nº4

--

--

--

--

--

--

100

½” a Nº4

--

--

--

--

--

--

--

100

3/8” a Nº8

--

--

--

--

--

--

--

--

3½”

90 100

3”

2½”

25

--

60

2”

1½”

1”

¾”

½”

3/8”

Nº4

Nº 8 Nº8

Nº16

--

0 15

--

0 5

--

--

--

--

--

0 15

--

0 5

--

--

--

--

--

0 15

--

0 5

--

--

--

--

--

0 5

--

--

0 5

--

--

--

0 5

--

--

0 5

--

--

--

0 15

0 5

--

--

--

0 10

0 5

--

0 15

0 5

--

--

0 10

0 5

--

0 15

0 5

--

90

35

100

70 90

35

100

70

95 100

35

--

70

90

20

100

55

95

--

100

-0 15 35 70

10 30 ---

90

20

100

55

90

40

10

100

85

40

95 100

--

0 10

25 65

90

20

100

55

90 100

--

10 30

20 55

90

40

100

70

100

85

10

100

30

0 10

0

Requisitos granulométricos granulométricos para el agregado fino Tamiz

Límites totales

3/8”

% Pasa por los tamices normalizados C

M

F

100

100

100

100

Nº4

89 – 100

95 – 100

85 – 100

89 – 100 100

Nº8

65 – 100

80 – 100

65 – 100

80 – 100 100

Nº16

45 – 100

50 – 85

45 – 100

70 – 100 100

Nº30

25 – 100

25 – 60

25 – 80

55 – 100 100


4


5


Nº50

5 – 70

10 – 30

5 – 48

5 – 70 70

Nº100

0 – 12

2 – 10

0 – 12

0 – 12 12

La curva de granulometría ideal (a) engendra un espectro granulométrico relativamente amplio y pequeñas diferencias o desviaciones desviaciones en máximo/mínimo alrededor alrededor de la curva ideal, i deal, no ponen en peligro la fabricación. No obstante conviene esforzarse por aproximarse tanto como se pueda para alcanzar los valores ideales para cada calibre y sobretodo minimizar las desviaciones en la parte que corresponde a los limos (0,05 a 0,005 mm).


5



C MATERIAL Y EQUIPOS  

Material Muestras seca aproximadamente 653.2 g de agregado fino y 5291 g si el suelo es agregado grueso.

A.G


A.F

6



 



Equipos Balanza. Una balanza o báscula con precisión dentro del 0.1% de la carga de ensayo en cualquier punto dentro del rango de uso, graduada como mínimo a 0,05 kg. El rango de uso de la balanza es la diferencia entre las masas del molde lleno y vacío.

Serie de Tamices. Son una serie de tazas esmaltadas a través de las cuales se hace pasar una muestra de agregado que sea fino o grueso, su orden es de mayor a menor. 

En su orden se utilizarán los siguientes tamices: tamiz 2 “,1½". 1", ¾". ½”, ", N°4, N°8, N°16 y Fondo para el Agregado Grueso; el tamiz N°4, N°8, N°16, N°30, N°50, N°100, y fondo para el Agregado Fino.


7



Bandejas de diferentes tamaños, cardas y brochas.



1.1.3 PROCEDIMIENTO  







Se selecciona una muestra la más representativa posible y luego se deja secar al aire libre durante 8 días. Durante el proceso se paletea palea la arena y se cuartea según las veces que desee el que realiza la el proceso. Una cuarteada se agarra cualquier parte; y esta peso 880.74 gramos de agregado fino y 5197.62 gramos de agregado grueso. Después la muestra anterior se hace pasar por una serie de tamices o mallas dependiendo del tipo de agregado. En el caso del agregado grueso se pasa por los siguientes tamices en orden descende nte (tamiz 2 “,1½". 1", ¾",½”, ", N°4, N°8, N°16 y Fondo) La cantidad de muestra retenida en cada uno de los tamices se cuantifica en la balanza obteniendo de esta manera el peso retenido. Lo mismo se realiza con el agregado fino pero se pasa por la siguiente serie de tamices ( N°4, N°8, N°16, N°30, N°50, N°100 y Fondo).

1.1BASE TEÓRICA Guía de Prácticas de Laboratorio de Tecnología del Concreto

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La granulometría de una base de agregados se define como la distribución del tamaño de sus partículas. Esta granulometría se determina haciendo pasar una muestra representativa de agregados por una serie de tamices ordenados, por abertura, de mayor a menor. La denominación en unidades inglesas (tamices ASTM) se hacía según el tamaño de la abertura en pulgadas para los tamaños grandes y el número de aberturas por pulgada lineal para los tamaños grandes y el numeral de aberturas por pulgada lineal. La serie de tamices utilizados para agregado grueso son: y para agregado fino son: N°4, N°8, N°16, N°30, N°50, N°100 y Fondo .La serie de tamices que se emplean para clasificar agregados para concreto se ha establecido de manera que la abertura de cualquier tamiz sea aproximadamente la mitad de la abertura del tamiz inmediatamente superior, o sea, que cumplan con la relación 1 a 2.

Fórmula. % Retenido = Peso de material retenido en tamiz * 100 Peso total de la muestra %retenido acu. (Tamiz Nº16)= % PASA = 100 – % Retenido Acumulado Los resultados de un análisis granulométrico también se pueden representar en forma gráfica y en tal caso se llaman curvas granulométricas. Estas gráficas se representan por medio de dos ejes perpendiculares entre sí, horizontal y vertical, en donde las ordenadas representan el porcentaje que pasa y en el eje de las abscisas la abertura del tamiz cuya escala puede ser aritmética, logarítmica o en algunos casos mixtos. Las curvas granulométricas permiten visualizar mejor la distribución de tamaños dentro de una masa de agregados y permite conocer además que tan grueso o fino es. En consecuencia hay factores que se derivan de un análisis granulométrico como son:


9



PARA AGREGADO FINO a. Módulo de Finura ( MF ) 

El módulo de finura es un parámetro que se obtiene de la suma de los porcentajes retenidos acumulados de la serie de tamices, desde el tamiz y dividido en 100. MF = Σ %Acumulados retenidos (1 ½”, ¾”, 3/8”, Nº4, Nº8, Nº16, Nº30, Nº50 y Nº100) 100

Se considera que el MF de una arena adecuada para producir concreto debe estar entre 2, 3, y 3,1. 

PARA AGREGADO GRUESO.

a. Tamaño máximo ( TM) Se define como la abertura del menor tamiz por el cual pasa el 100% de la muestra. b. Tamaño Máximo Nominal (TMN) El tamaño máximo nominal es otro parámetro que se deriva del análisis granulométrico y está definido como el siguiente tamiz que le sigue en abertura (mayor) a aquel cuyo porcentaje retenido acumulado es del l5% o más. La mayoría de los especificadores granulométricos se dan en función del tamaño máximo nominal y comúnmente se estipula de tal manera que el agregado cumpla con los siguientes requisitos. 





El TMN no debe ser mayor que 1/5 de la dimensión menor de la estructura, comprendida entre los lados de una formaleta. El TMN no debe ser mayor que 1/3 del espesor de una losa. El TMN no debe ser mayor que 3/45 del espaciamiento libre máximo entre las barras de refuerzo.


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c. Granulometría Continua. Se puede observar luego de un análisis granulométrico, si la masa de agrupados contiene todos los tamaños de grano, desde el mayor hasta el más pequeño, si así ocurre se tiene una curva granulométrica continua. d. Granulometría Discontinua Al contrario de lo anterior, se tiene una granulometría discontinua cuando hay ciertos tamaños de grano intermedios que faltan o que han sido reducidos a eliminados artificialmente.

CALCULOS Y RESULTADOS:


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ENSAYO Nº 1 GRANULOMETRÍA DE LOS AGREGADOS: ARENAS (Grueso y fino). MUESTRA Nº 1: MATERIAL GRUESO – ARENA GRUESA

Cantidad de muestra: 1kg MALLAS

ABERTURA (mm)

PESO RENTENIDO (gr)

RETENIDO PARCIAL (%)

RETENIDO ACUMULADO (%)

% QUE PASA

4

4.760 mm

30.50 gr

3.05%

3.05%

96.95%

8

2.380 mm

56.00 gr

5.60%

8.65%

91.35%

16

1.190 mm

140.00 gr

14.00%

22.65%

77.35%

30

0.590 mm

160.00 gr

16%

38.65%

61.35%

50

0.297 mm

204.00 gr

20.4%

59.05%

40.95%

100

0.149 mm

313.00 gr

31.3%

90.35%

9.65%

FONDO

96.50 gr

9.65%

100.00%

0.00%

TOTAL

1000.00 gr

100.00%


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MUESTRA Nº 2: MATERIAL GREGADO GRUESO – PIEDRA CHANCA Cantidad de muestra: 5.190kg

PESO RENTENIDO (gr)

RETENIDO PARCIAL (%)

RETENIDO ACUMULADO (%)

MALLAS

ABERTURA (mm)

2”

50.00 mm

1 ½”

37.50 mm

1”

25.00 mm

0.00 gr

9.615

9.615

90.385

¾”

19.00 mm

499.00 gr

60.871

70.486

29.514

½”

12.5 mm

3159.00 gr

18.922

89.409

10.591

3/8”

9.50 mm

982.00 gr

10.232

99.640

0.360

N° 4

4.75 mm

531.00 gr

0.336

99.977

0.023

N° 8

2.36 mm

17.45 gr

0.023

100.00

0.00

FONDO

1.21 gr

100.00

TOTAL

5189.66 gr

100.00



Tamaño máximo ( TM): 3/4"



Tamaño Máximo Nominal (TMN): ½’’


% QUE PASA

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Práctica Nº 02: Pesos Unitarios Seco Suelto Compactado de los Agregados Gruesos y Finos (Norma ASTM C-29 o N.T.P.) A. Objetivos Específicos: 

Determinar pesos unitarios secos sueltos y secos compactados de los agregados gruesos y finos.

B. Conceptos Generales

El peso unitario de un agregado (árido) es la relación entre el peso de una determinada cantidad de este material y el volumen ocupado por el mismo, considerando como volumen al que ocupan las partículas del agregado y sus correspondientes espacios inter granulares. Hay dos valores para esta relación, dependiente del sistema de acomodamiento que se le haya dado al material inmediatamente antes de la prueba; la denominación que se le dará a cada uno de ellos será Peso Unitario Seco Suelto (PVSS) y Peso Unitario Seco Compactado (PVSC). También los pesos Unitarios nos sirven para determinar el porcentaje de huecos existentes en el árido. C. Equipos, Materiales y Herramientas

a. Balanza con precisión de 1.0 gramo. b. Varilla de acero de 5 /8 pulgadas (16 mm) de φ aprox. 24” (600 mm) de longitud, con al menos uno de sus extremos acabado en forma de bala. c. Moldes o recipientes cilíndricos. d. Pala, cucharon. e. Charolas. f. Agregado grueso (grava). g. Agregado fino (Arena). D. Procedimiento Determinación del Peso Unitario o Volumétrico Seco Suelto (PVSS) 

 

Seleccione una muestra representativa por cuartero del agregado a ensayar (Grava o Arena). La muestra debe estar previamente seca (secada al horno). Pese el recipiente adecuado, según tamaño de agregado, y anote su peso.


14





  

Deposite material en el recipiente, procurando efectuar esta operación con ayuda de un cucharon utilizando una altura constante sobre la parte superior del molde que no exceda de cinco centímetros (el puño de la mano)). Una vez llenado el recipiente enrase, para realizar esta operación si el material es grava utilice los dedos de la mano, si es arena con ayuda de un engrasador. Pese el recipiente con el material contenido y anote su peso. Repita este procedimiento tres veces como mínimo. Calcule el Peso Volumétrico Seco Suelto con la formula siguiente:

Se puede también determinar el PVSS con la formula siguiente: PVSS = ((Peso del material suelto + el recipiente) – (Peso del recipiente)) * FC. Determinación del peso unitario o volumétrico seco compactado (PVSC).

Se presenta dos posibilidades dependiendo del tamaño del agregado que use. Peso Volumétrico seco en varilla. Aplicables a agregados con tamaño máximo de 2 pulgadas. Seleccione una muestra representativa por cuarteo del agregado a ensayar. La muestra debe estar previamente seca (secada al horno). Pese el recipiente adecuado (según tamaño de agregado) y anote su peso. Deposite material en el recipiente, en tres capas procurando efectuar esta operación con ayuda de un cucharón utilizando una altura cantante sobre la parte superior del molde, que ni exceda de cinco centímetros (el puño de la mano). Primero se deposita materia hasta un tercio de capacidad del recipiente, aplicándole veinticinco golpes con ayuda de la varilla punta de bala, distribuida en toda el área. Luego se llena con material hasta el segundo tercio y se vuelve a polvear 25 veces con la varilla punta de bala. A continuación 

 






15







 

se llena completamente el recipiente y se vuelve a golpear 25 veces con la varilla. Después de haberle aplicado los 25 golpes a la última capa enrase, para realizar esta operación si el material es grave utilice los dedos de la mano, si es arena con ayuda de un enrasador. Pese el recipiente con el material contenido y anote su peso. Repita este procedimiento tres veces como mínimo. Calcule el peso volumétrico seco compactado con la formula siguiente:

Se puede también determinar el PVSC con la formula siguiente: PVSC = ((Peso del material Compactado +el recipiente) - (Peso del recipiente))* FC.

Peso Volumétrico seco compactado. Para materiales pétreos de tamaño comprendido entre 2” y 4”. 





 

El recipiente se debe llenar en tres capas, cada capa corresponderá a un tercio de la altura del recipiente. Se compacta mediante el golpeo del recipiente en diferentes posiciones, desde una altura de 5cm, se deja caer el recipiente por su propio peso alternándose las caídas en dos de sus bordes diametralmente opuesto, siendo el número de ellas de 25 por cada lado hasta complementar 50 golpes por capa. Al finalizar el compactado enrase el recipiente a fin de equilibrar los huecos con los salientes que tengan las piedras. Determine el peso del material más el recipiente. Calcule el PVSC con la formula dada anteriormente.

E. Análisis de Resultados

Los resultados se presentan en los formatos siguientes Determinación del PVSS.


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Proyecto: Agregado: Ensayo N° Molde N° Volumen del molde (m 2) Peso del molde (kg) Peso del agregado suelto + molde (kg) Peso del agregado suelto en el molde (kg) Peso volumétrico húmedo suelto (kg/m 3) Contenido de humedad (%) Peso volumétrico seco suelto (kg/m 3) Peso volumétrico promedio seco suelto (kg/m 3)

Procedencia: 1

2

Determinación del PVSC: Proyecto: Agregado: Ensayo N° Molde N° Volumen del molde (m 2) Peso del molde (kg) Peso del agregado compactado + molde (kg) Peso del agregado compactado en el molde (kg) Peso volumétrico húmedo compactado (kg/m 3) Contenido de humedad (%) Peso volumétrico seco compactado (kg/m 3) Peso volumétrico promedio seco compactado (kg/m3)


17

Procedencia: 1 2



Enrasando la grana y arena


Pesando el material

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Práctica Nº 03: CONTENIDO DE HUMEDAD DE LOS AGREGADOS A. Objetivos Específicos: 

Determinar la resistencia a la compresión de una probeta cilíndrica de concreto.


Contenido de humedad se puede definir como la cantidad de agua presente en los materiales, al momento del ensayo, expresada en porciento del peso seco de su fase sólida. C. Equipos y Herramientas   

 

Balanza de 0.1g ramos de sensibilidad. Horno que mantenga una temperatura constante de 110 +- 5°C Recipiente volumétrico (taras) resistentes al calor y de volumen suficiente para contener la muestra. Cucharón o espátulas de tamaño conveniente. Muestra representativa a usar en función del tamaño máximo del agregado: CONTENIDO DE HUMEDAD

MATERIALES:

Balanza

electrónica

Horno eléctrico

Arena


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Tamaño máximo del agregado mm (pulgadas) 4.75(0.187)(N°.4) 9.5(3/8) 12.5(1/2) 19.0(3/4) 25.0(1) 37.5(11/2)

Peso recomendado de muestra húmeda a usar en kilogramos 0.5 1.5 2.0 3.0 4.0 6.0

D. Procedimiento  

 





Seleccione una muestra representativa por cuarteo. Tome un recipiente (tara), anote su identificación y determínelo su peso. Pese la muestra húmeda más el recipiente que la contiene. Coloque la tara con la muestra en el horno a una temperatura constante de 110°C, por un periodo de 24horas (20 horas es suficiente). Retire la muestra del horno y déjela enfriar hasta que se alcance la temperatura ambiente. Pese la muestra seca más el recipiente y anote su peso.

E. Análisis de Resultados.

Calcule el contenido de humedad en porcentaje del agregado con la formula:

.CONTENIDO DE HUMEDAD Proyecto: Agregado: Ensayo N° Tara N° Peso de tara (gr) Peso de tara + agregado húmedo (gr) Peso del agregado húmedo (gr) Peso de tara + agregado seco (gr) Peso del agregado seco (gr) Contenido de humedad (%) Contenido de humedad promedio (%) Guía de Prácticas de Laboratorio de Tecnología del Concreto

20

Procedencia: 1 2



Práctica Nº 04: GRAVEDAD ESPECÍFICA DEL AGREGADO FINO Y GRUESO. A. Objetivos Específicos: 

Determinar la cantidad de agua que puede penetrar en los poros permeables de los agregados (áridos) en 24 horas, cuando estos se encuentran sumergidos en agua.


Se define como peso específico relativo ó gravedad específica a la relación en peso entre una determinada de árido seco y el peso de un volumen igual de agua; considerando como volumen de los áridos a la suma de los volúmenes de la parte sólida y poros. C. Equipos, Materiales y Herramientas 







 

Balanza con capacidad de 1kg. O más y sensibilidad de 0.1gr. o

menos. frasco Volumétrico (matraz aforado de cuello largo) de 500cm3 de capacidad, a una temperatura de calibración de 20°C. Molde cónico de metal de 40+- 3mm de diámetro en la parte superior, 90-+3mm de diámetro en el fondo, con 75-+3mm de altura. Pisón metálico de 340+-15gr de peso y que tenga una sección circular de 25-+3mm de diámetro. Horno que mantenga una temperatura constante de 110+-°C. Cocina.


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D. Procedimiento Gravedad especifica de arenas y finos: 





 













Se seca la muestra de suelo al horno, se deja enfriar y se pesa una cantidad de materiales entre 50 y 100gr. (Ws). Pásese la muestra cuidadosamente a un frasco volumétrico seco y limpio, llénese éste con el agua destilada hasta la mitad del frasco. Se extrae el aire atrapado en el suelo, empleando una bomba de vacíos; el material con el agua se agita sobre su eje longitudinal, se conecta la bomba de vacíos por 30seg. Se repite el paso anterior por lo menos 5 veces. Añádase con cuidado agua destilada hasta la marca de enrase, verificando que no quede aire atrapado en la muestra; si existiese aire atrapado en la muestra, elimínelo por el método utilizado anteriormente. Se completa la capacidad del matraz con hasta la marca de aforo, de tal manera que la parte inferior del menisco coincida con la marca (500ml). Verifique si el menisco está bien enrasado, y que el frasco en su parte contenido en él (Wmws), con una aproximación de 0.1gr. Determínese la temperatura de la suspensión con aproximación de 0.01°C, introduciendo el bulbo de un termómetro hasta el centro del frasco volumétrico. Se entra a la curva de calibración del matraz y se obtiene el peso del matraz más agua hasta la marca de aforo (Wmw) Saque el agua y el suelo del frasco sin perder nada y déjese limpio el frasco. Se obtiene la densidad de la muestra empleando la fórmula:



Ss



Ws wS  Wmw  Wmws

Donde:   

Ws = Peso seco del suelo. Wmws= Peso del frasco + peso del suelo + peso del agua. Wmw = peso del frasco + peso del agua (de la curva de calibración).


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

Ss

= Gravedad especifica de las partículas sólidas del suelo.

Gravedad Específica de gravas.  





Se dejan las gravas en saturación por 24hr. Se les retira el agua y se secan superficialmente con una franela ligeramente húmeda. Se pesa una cantidad de material cercana a los 500 gr, obteniéndose de esta forma el peso saturado y superficialmente seco de gravas (Wsss). Se termina el volumen desalojado de gravas en una canastilla sumergidas en agua, obteniendo el peso de gravas sumergidas. (Wsum).

Ss 

Wsss



Wsum

 .w

Donde:

*w

ϒ







= Peso especifico del agua = 1gr/cm 3.

Se vacían las gravas en una charola evitando la pérdida del material, se secan en el horno y obtenemos el peso de las gravas secas (Ws). Se obtiene la absorción de las gravas empleando la siguiente fórmula:

Se determina el peso especifico relativo de los sólidos (Ss) empleando la formula:

Donde: Vreal = volumen real, en cm3. Guía de Prácticas de Laboratorio de Tecnología del Concreto

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Vabs = Volumen absorbido, en cm 3. Obtención Teórica de la Curva de Calibración.

Para obtener el peso del matraz más agua hasta la marca de aforo (Wmw) de manera teórica se emplea la siguiente fórmula: ΔT.E) (

Donde: Wmw = Peso del frasco + agua. Wf = Peso del frasco seco y limpio. Vf = Volumen calibrado del frasco a Tc. ΔT = T – Tc T = Temperatura en grados centígrados a la cual se desea Wmw. Tc = Temperatura de calibración del frasco = 20°C. E = Coeficiente término de expansión cúbica del Pyrex, igual a 0.1 x 10-4/°C. w = Peso unitario del agua a temperatura de ensaye. (Anexo 04). a = Peso unitario del aire a temperatura Ty presión atmosférica 0.001gr/cm3. E. Análisis de Resultados

Se determinan los valores con las formulas antes descritas y se llena el formato adjunto: Gravedad Específica de arenas:

Proyecto: Agregado: Ensayo N° Frasco N° Peso de frasco seco y limpio (gr) Peso de La arena (gr) Peso del frasco + la arena + el agua (gr) Peso seco de la arena (gr) Gravedad Especifica de la arena Gravedad Especifica promedio

Procedencia: 1 Wf Wmw – Wf Wmws Ws Ss1 Ss

2

Ss2

Gravedad Específica de gravas:

Proyecto: Guía de Prácticas de Laboratorio de Tecnología del Concreto

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Agregado: Ensayo N° Peso de la cesta sumergida (gr). Peso de la grava (gr) Peso de La grava y la cesta sumergida (gr) Peso seco de la grava (gr) Gravedad Específica de la grava. Gravedad Específica promedio. Porcentaje de absorción. Porcentaje de absorción promedio.

Pesar la muestra

Agregar agua destilada

Procedencia: 1 2 Wc Wsss Wsum Ws Ss1 Ss2 Ss Abs1 Abs2 Abs prom

Pesar la muestra más el agua

Pesando la muestra seca.


25



Práctica Nº 05: Diseño de Mezclas A. Objetivos Específicos: 

Determinar la combinación más práctica y económica de los materiales con que se dispone, para producir un concreto que satisfaga los requisitos de comportamiento particulares de su uso.


Una mezcla de concreto bien proporcionada deberá las propiedades siguientes: En el concreto fresco; trabajabilidad aceptable. En el concreto endurecido; durabilidad, resistencia y presentación uniforme. Economía.  



Dosificación. El concreto debe dosificarse considerando una resistencia media (f'cr) superior a la especificada (f'c) en un monto tal que permita absorber las variaciones de fabricación y ensayo (dispersión de resultados). Métodos de diseño de mezclas más difundidos: Método del comité ACI 211: Método de las curvas teóricas Método del módulo de fineza total. Método de los usos empíricos. Para el diseño de mezclas de utilizará el método del comité ACI 211:

a) Aplicación: Todo tipo de concretos. b) Resistencia: el concreto se proyectará de modo tal que su resistencia media de rotura a compresión a la edad especificada exceda a la resistencia que pueden producirse en obra durante el proceso constructivo. c) Relación agua / cemento para la condición de durabilidad: La durabilidad que tienen los concretos para resistir a los diversos agentes exteriores, como son; la intemperie, la congelación y el deshielo, la acción continua o intermitente de las aguas dulces, o del mar, o sulfatadas, y otros agentes nocivos. Guía de Prácticas de Laboratorio de Tecnología del Concreto

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Este método entrega una tabla de relación agua / cemento máximas, en peso, permitidas para diferentes tipos de estructuras y varias condiciones de servicios para condiciones de durabilidad.

d) Relación agua / cemento para la condición de resistencia a compresión: el método entrega una tabla de relación agua / cemento, en peso, para distintas resistencias medidas a compresión a 28 días con aire incorporado y sin él, en probetas cilíndricas. e) Consistencia: Al seleccionar la consistencia adecuada deberá usarse el asentamiento más reducido posible compatible con la adecuada colocación del concreto en obra, y para ello el método entrega una tabla para distintos tipos de construcciones y con asentamiento de cono, máximo y mínimo. f) Tamaño máximo nominal: Deberá usarse el tamaño máximo mayor, ya que esto permite una reducción en cemento y en agua. Sin embargo el tamaño máximo no será mayor que 1/5 de la dimensión menor de la pieza que se trata de vaciar, ni mayor que ¾ de la separación mínima entre armaduras. El tamaño está determinado por una tabla que especifica dimensión mínima de la sección y para diversos tipos de elementos a vaciar. g) Cantidad de agua: La cantidad de agua es especificada para un metro cubico de concreto y está en función del tamaño máximo del árido, de la forma, de la granulometría, asentamiento de cono y por la cantidad de aire incorporado y es prácticamente independiente de la cantidad de cemento. Las cantidades son las máximas esperadas por lo que sí se requiere más deben ir acompañadas por su respectivo aumento de cemento. h) Cantidad de cemento: Conociendo la cantidad de agua de agua el cemento se determina despejando según relación agua / cemento. i) Cantidad de agregado grueso: La máxima cantidad de resistencia y la mínima cantidad de agua de amasado se conseguirán cuando se utilicen la mayor cantidad posible de Guía de Prácticas de Laboratorio de Tecnología del Concreto

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áridos gruesos, compatible con la docilidad. Esta cantidad se puede usar mediante ensayos y si no se dispone de estos se puede recurrir a la tabla que entrega de volumen de árido grueso por unidad de volumen de concreto para diferentes módulos de finuras de las arenas.

j) Cantidad de agregado fino: Se obtiene de la diferencia, restando de 1000 los volúmenes de áridos gruesos, cemento, agua y aire. C. Datos:

Los datos de entrada son:    

Lugar de la obra, o condiciones ambientales. Tipo de obra, o parte de la estructura. Tipo de agregados y tipo de cemento. Resistencia de diseño o algún dato relacionado.

D. Procedimiento

El método del American Concrete Institute se basa en tablas empíricas experimentales mediante las cuales se determinan las condiciones de partida antes señaladas, en la forma que se explica a continuación.

1. Determinación de la resistencia promedio (f'cr): Formula a usar si las empresas tienen una desviación estándar especificada. f'cr = f'c + 1.34S f'cr = f'c + 2.33S-35 S = Desviación normal de los resultados de ensayo de resistencia. En la medida que más controlado sea todo el proceso de elaboración , menores serán los valores de “s”, por lo tanto, menor será la resistencia media proyectar para una determinada resistencia característica.


28



Según el ACI si no se tiene una desviación estándar especificada se podrá usar la siguiente resistencia promedia indicada en la tabla.

Selección de la Resistencia promedio f'c Menor de 210 De 210 a 350 Mayor a 350

f'cr f'c + 70 f'c + 84 f'c + 98

2. Determinación del tamaño máximo nominal: Generalmente en columnas de edificaciones se emplea piedra hasta de ¾”, en vigas y losas, de ½” y en zapatas, hasta de 2”. Selección del Tamaño Máximo Nominal Estructura Tamaño Máximo Nominal ¾” Columnas ½” Vigas y Losas 2” Zapatas En todo caso, el tamaño máximo nominal del agregado grueso no deberá ser mayor de. - 1/5 de menor dimensión entre caras de encofrado. - 1/3 del peralte de la losa. - ¾ del espacio libre mínimo entre barras de refuerzo o paquetes de barras.

3. Determinación del asentamiento: La consistencia más apropiada para el concreto se establece en función de las proporciones de agregado grueso y finos incorporados y es determinada directamente al proceder al cálculo de las cantidades de agregados en la forma definida en la tabla. Selección del Asentamiento Asentamiento Máxim Mínimo

Tipos de Construcción


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o Zapatas y muros de cimentación Armados. Cimentación simple, cajones y subestructuras de muros. Vigas y muros armados. Columnas de edificios. Losas y pavimentos. Concreto ciclópeo.

3”

1”

3”

1”

4”

1”

4”

1”

3”

1”

3”

1”

Puede verse que uno de los parámetros de entrada considerados en ella lo constituye el módulo de finura de la arena, procedimiento que emplea este método para reflejar la influencia granulométrica de la arena. Este procedimiento es simple en su aplicación, pero por ello mismo adolece de precisión en su definición.

4. Determinación del volumen unitario de agua: Para su determinación se emplea la tabla que establece la cantidad de agua expresada en litros por metros cúbicos de concreto colocado y compactado, en función del asentamiento de cono definido, del tamaño máximo determinado. Para la determinación de la dosis de agua debe distinguirse el caso del empleo de aire incorporado, ya que según se señaló, este permite una reducción de la dosis de agua por su efecto plastificador. Sin embargo, la cantidad de aire incorporado debe adicionarse a la cantidad de agua para el afecto del cálculo de la dosis de cemento.

Volumen Unitario de Agua Tamaño Máximo Nomina l 3/8” ½” ¾” 1” 11/2” 2”

Volumen Unitario de Agua, Expresado en lt/m 3, para los asentamientos y Perfiles de Agregados Grueso Indicado 1” a 2”

Agregado Redondead o 185 182 170 163 155 148


3” a 4”

Agregado Angular 212 201 189 182 170 163

Agregado Redondead o 201 197 185 178 170 163 30

6” a 7”


Agregado Redondead o 230 219 208 197 185 178




136

3”

151

151

167

163

182

Contenido del aire atrapado Agua en lt/m3, para los Tamaños Máximos Nominales de Agregado Grueso y Consistencia Indicados

Asentamiento

3/8”

½”

CONCRETO CON AIRE INCORPORADO 207 199 1” a 2” 228 216 3” a 4” 243 228 6” a 7” CONCRETO CON AIRE INCORPORADO 181 175 1” a 2” 3” a 4” 202 193 6” a 7” 216 205

¾”

1”

11/2”

2”

3”

6”

190 205 216

179 193 202

166 181 190

154 169 178

130 145 160

113 124 -

168 184 197

160 175 184

150 165 174

142 157 166

122 133 154

107 119 -

TAMAÑO MÁXIMO NOMINAL 3/8” ½” ¾” 1” 11/2” 2” 3” 6”

AIRE ATRAPADO 3.00% 2.50% 2.00% 1.50% 1.00% 0.50% 0.30% 0.20%

5. Determinación de la relación agua / cemento (a/c): Estas se efectúa en base a las tablas siguientes; la primera de ellas define la razón agua / cemento en función de la durabilidad que se requiere para el concreto durante su vida útil, y la segunda, en base a la resistencia especificada para el concreto. De las dos razones agua cemento así determinadas debe elegirse la menor como definitivas. Relación A/C por Resistencia a la Comprensión del Concreto Fc 28 días (kg/cm2) 150 200 250 300

Relación Agua – Cemento de Diseño en Peso Concreto sin Aire Concreto con Aire Incorporado Incorporado 0.870 0.71 0.70 0.61 0.62 0.53 0.55 0.46


31



350 400 450

0.48 0.43 0.38

0.40 -

Relación Agua – Cemento por durabilidad del concreto. Tipo de Estructura Secciones delgadas (rieles bordillos, durmientes, obras ornamentales) y secciones con menos de 3cm, de recubrimiento sobre el acero. Todas las demás estructuras

Estructura expuesta a congelación y deshielo.

Estructura expuesta al agua de mar o a sulfatos.

0.45

0.40

0.50

0.40

6. Determinación de la dosis de cemento: La dosis de cemento es posible determinarla en base al cociente entre la dosis de agua determinada en la forma señalada en el párrafo anterior y la razón a/c. En el caso de haberse previsto el empleo de un incorporado de aire, la cantidad de aire incorporado debe sumarse a la dosis de agua para el efecto del cálculo de la dosis de cemento. 7. Determinación de la dosis del agregado grueso: Se termina en función del modulo de finura de la arena y el tamaño máximo. La dosis de grava aparece expresada en litros por metro cúbico, debiendo, en consecuencia, multiplicarse por la densidad aparente de la grava en caso de desear expresarla en kilos por metro cúbico, determinada en condición compactada en seco. Peso del Agregado Grueso por Unidad de Volumen del Concreto

TAMAÑO MÁXIMO NOMINAL 3/8” ½”

VOLUMEN DEL AGREGADO GRUESO, SECO Y COMPACTADO POR UNIDAD DE VOLUMEN DEL CONCRETO, PARA DIVERSOS MÓDULOS DE FINEZA DEL FINO 2.40 2.60 2.80 3.00 0.50 0.48 0.46 0.44 0.59 0.57 0.55 0.53


32



0.66 0.71 0.75 0.78 0.82 0.87

¾” 1” 11/2” 2” 3” 6”

0.64 0.69 0.73 0.76 0.80 0.85

0.62 0.67 0.71 0.74 0.78 0.83

0.60 0.65 0.69 0.72 0.76 0.81

8. Determinación de la dosis de arena: Se determina partiendo del hacho que la suma de los volúmenes reales de agua, cemento, aire incorporado (o atrapado), grava y arena debe ser igual a un metro cúbico. Ello permite definir el volumen real de arena, puesto que los restantes son conocidos a partir de sus dosis calculadas en forma descrita anterior mente, el cual, multiplicado por la densidad real de la arena, conduce al valor de la dosis de arena, expresada en kilos por metro cúbico. E. Análisis de Resultados Cálculo de las proporciones en peso.

Cemento: agregado fino

: agregado grueso / agua

Peso.cemento PesoA. finohumedo PesoA. gruesoHume do Agua.efectiva Peso.cemento

:

Peso, cemento

:

Peso.cemento

/

Peso, cemento

Cálculo de las proporciones en volumen. Datos necesarios: -

Peso unitario suelto del cemento (1500kg/m 3). Pesos unitarios sueltos de los agregados fino y grueso (en condición de humedad a la que se ha determinado la dosificación en peso).

Volúmenes en estado suelto: □

Cemento:

□

Agregado fino:


33



□

Agregado grueso:

En el caso del agua, este se calculara en litros por bolsa de cemento (Lts Bls), se la siguiente manera:

Cemento: agregado fino: agregado grueso/agua (Lts/Bls)


34



Practica N° 06: Ensayo de la Consistencia (Cono de Abrams) A. Objetivos Específicos: 

Determinar la consistencia del concreto en el laboratorio y/o en el terreno, basándose en el asentamiento de las mezclas. Si el agregado grueso de la mezcla contiene un porcentaje apreciable de partículas cuyo diámetro es mayor de 2” este

método de ensayo no es válido.

B. Conceptos Generales: Una de las propiedades más importantes del concreto en estado fresco es la manejabilidad, que desde el punto de vista de la producción y estudio del concreto ha tenido diversas concepciones, entre las que encontramos: 





Según el comité de la ACI 211 (American Concrete Institute) se considera como aquella propiedad del concreto mediante la cual se determina su capacidad para ser colocado y consolidado apropiadamente. Según el Road Research Laboratory quede definida como la cantidad de trabajo interno para producir una compactación completa. Se define también como el grado de facilidad o dificultad con que el concreto puede ser mezclado, manejado, colocado, transportado y terminado sin que pierda su homogeneidad.

La manejabilidad no puede ser medida directamente, pero existen diferentes métodos que permiten correlacionarla con aluna otra característica, dentro de ello encontramos el ensayo de asentamiento, en donde se utiliza un molde en forma de tronco como denominado cono de Abrams.

C. Equipos y Herramientas: 





Molde de metal (cono de Abrams), galvanizado en forma de tronco de cono: diámetro de la base superior 4" x diámetro de la base inferior 8" x altura 12". Regla graduada en pulgadas para medir el asentamiento de la mezcla. Varilla (punta de bala), para apisonar el


35



hormigón de 5/8" de diámetro y 60 cm. De longitud.

D. Procedimiento: Se tomo una muestra representativa de la mezcla cuya consistencia se quiere determinar. En el concreto para pavimentos se deben tomar las muestras inmediatamente después de que este se vacié sobre la subrasante y se deben tomar por lo menos cinco muestras de las diferentes partes de la mezcla. Se coloca el molde sobre una superficie plana que no sea absorbente. El molde se llena usando tres capas de mezcla de aproximadamente 4" cada una. Cada capa se compacta con 25 golpes de la varilla distribuidos uniformemente. La última capa se empareja por medio de un palustre o bien con una cuchara de albañilería. Después de llenar el molde como se indica, se retira este con un golpe vertical. Inmediatamente después se determina por medio de una regla el asentamiento de la muestra con relación a la altura inicial. 








36



E. Análisis de Resultados: La consistencia se expresa en términos del asentamiento, después de retirar el molde, con relación a la altura inicial. Asentamiento (“Slump”) = 12" – altura de la muestra después de

retirar el molde, en pulgadas. A continuación se detallan los valores recomendados para distintos tipos de obras

asentamiento

Asentamiento Máximo Mínimo

Tipos de Construcción Zapatas y muros de cimentación Armados

3"

1"

Cimentación simples, cajones y subestructuras de muros

3"

1"

Vigas y muros armados

4"

1"

Columnas de edificios

4"

1"

Losas y pavimentos

3"

1"

Concreto ciclópeo

3"

1"


de

37



Practica N° 07: Confección de Probetas Cilíndricas de Concreto A. Objetivos Específicos: 

Determinar la resistencia a la comprensión de una probeta cilíndrica de concreto.

B. Conceptos generales: La resistencia del concreto puede ser garantizada si las probetas para el ensayo por comprensión son confeccionadas, protegidas y curadas siguiendo métodos normalizados. De este modo los ensayos de rotura por comprensión sobre probetas normalizadas, sirven para determinar la calidad del concreto. Si, en cambio, se permite que varíen las condiciones de muestreo, métodos de llenado, compactación, terminación y curado de las probetas, los resultados de resistencia que se obtengan en el ensayo respectivo, carecerá de valor, ya que no podrá determinarse si eventuales resistencias bajas son debidas a la mala calidad del Concreto o a la fallas cometidas durante las operaciones de preparación de las probetas, previas al ensayo.

C. Equipos y Herramientas:         

Cemento portland. Agregado fino – Arena. Agregado grueso. Agua. Palustre. Pala. Cono de Abrams. Modelos cilíndricos. Balanza.

D. Procedimiento: Es el mayormente utilizado, las probetas se funden en moldes especiales de acero o hierro fundido que tienen 15 cm. De diámetro y 30 cm. De altura. El procedimiento consiste en: 

Aceitar el interior del cilindro para evitar que el concreto se adhiera al metal.


38











El cilindro se llena en tres capas de igual altura y cada capa se apisona con una varilla lisa de 16 mm. De diámetro, con uno de sus extremos redondeados; la varilla se hunde 25 veces por capa en diferentes sitios de la superficie del concreto. Al final de la compactación, se completa el llenado del molde con mas mezcla y se alisa la superficie con la ayuda del palustre. Cuando las capas se han llenado, se dan unos golpes con un martillo de caucho o con la misma varilla con el objeto de eliminar las burbujas de aire que se hayan podido adherir al molde o hayan quedado embebidas en el molde. Luego, los cilindros deben quedar en reposo, en sitio cubierto y protegidos de cualquier golpe o vibración, y al día siguiente se les quita el molde cuidadosamente. Después de remover el molde, los cilindros deben ser sometidos a un proceso de curado en tanques con agua de cal, o en un cuarto de curado a 21°C – 25°C, con el fin de evitar la evaporación del agua que contiene el cilindro por la acción del aire o del sol y el desarrollo de la resistencia se lleve a cabo en condiciones constantes a través del tiempo.

E. Análisis de Resultados: Después de la elaboración de las mezclas en el laboratorio, se puede deducir que la manejabilidad de un concreto depende indiscutiblemente y en gran parte de las proporciones de sus agregados, de la relación agua – cemento, pues existen diversos factores adicionales que intervienen en ella, tales como las propiedades del cemento, el contenido del aire, la presencia y propiedades de los aditivos, la temperatura, entre otros.


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CARACTERÍSTICAS DE LA MEZCLA MEZCLA

Peso cemento (gr.)

Relación A/C

Peso de agua (gr.)

Volumen de arena (cm3)

Volumen de china (cm3)

ASENTAMIENTO (cm)

1 2


40



Practica N° 08: Resistencia a la Comprensión del Concreto A. Objetivos Específicos: 

Determinar la resistencia a la comprensión de una probeta cilíndrica de concreto.

B. Conceptos generales: La resistencia a la comprensión por parte del concreto es una de las propiedades mecánicas que cobran mayor importancia en la industria de la construcción, y es por esto que se hace necesario un exhaustivo proceso de medida y verificación de la resistencia del concreto con el cual se trabaja. La resistencia del concreto de un gran número de factores, entre los cuales encontramos el contenido de cemento, el contenido de aire, la granulometría de los agregados, la forma y textura de los agregados, la resistencia de los agregados, el tamaño máximo del agregado grueso, el fraguado del concreto, su edad, su curado, la temperatura y, el más importante, la relación agua – cemento. Teniendo en cuenta cada uno de los factores mencionados y las especificaciones de diseño, se prepara una mezcla de concreto representativa que cumpla con las indicaciones de diseño para evaluar su resistencia.

C. Equipos y Herramientas: 

 

Maquina de comprensión hidráulica manómetro calibrado en libras kilogramos. Balín de acero. Dos placas de acero.

o

D. Procedimiento: Refrentado de Probeta: Elaborar una pasta pura de cemento alta resistencia y de consistencia normal o plástica.


41



Aceitar la placa de refrenado. Retirar los cilindros de su curado inicial sin desmoldarlos, a una edad entre2 y 4 horas y eliminar la lechada superficial mediante raspado. Vaciar una porción de pasta en el centro de la probeta y prensar con una placa lisa y plana hasta topar el borde del molde; retirar el exceso de pasta. Devolver el conjunto a su cuadro inicial, depositándolo sobre una superficie planta y nivelada. Procedimiento con mortero de cemento

Elaborar un mortero compuesto de: 1000 g cemento grado alta resistencia, 1000 g arena fina seca que pase por el tamiz de 1,25 mm, 450 g agua. Dejar reposar 1 ó 2 horas y remezclar antes de colocar. Procedimiento con pasta de azufre

Elaborar una mezcla de azufre compuesto de 55 a 70 partes en peso de azufre en polvo y 30 a 45 partes en peso de material granular que pase por el tamiz de 0,315 mm (arcilla refractaria o arena silícea). Calentar la mezcla en marmita a temperatura controlada entre 130 y 145 °C. Colocar en las probetas por medio de los dispositivos de refrentado. Procedimiento con pasta de yeso

Preparar una pasta de yeso de alta resistencia, agregando agua entre 26% y 30% en peso. Una vez aplicado a la probeta dejar endurecer. Una vez preparada la mezcla se refrendado se realiza lo siguiente: 

 



Golpear las capas de refrendado con el mango de un cuchillo o similar antes de colocar en la prensa, verificando la adherencia a la probeta. Medir la dimensión de la sección transversal de la probeta. Colocar la probeta de ensaye lo más centrado posible entre los platos de la maquina. Con el objetivo de distribuir la carga aplicada uniformemente se coloca en la parte superior del espécimen las placas de carga, entre las placas de carga se coloca un balín de acero. Aplicar una pequeña carga inicial a la maquina, de modo que los platos de carga puedan ser ligeramente rotados a fin de asegurar un mejor contacto entre estos últimos y las caras cargantes.


42







Aplicar a la carga lentamente a velocidad uniforme hasta que la probeta falle. Anotar la carga de ruptura indicada en el manómetro de la maquina a comprensión.

E. Análisis de Resultados: El cálculo se efectúa a base de la relación siguiente:

Donde: C= Resistencia a la comprensión en libras por pulgada cuadrada o kilogramos por centímetros cuadrados. W= Carga total de falla, en libras o kilogramos. A= Área de la superficie cargante, en centímetros o pulgadas cuadradas.


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Practica N° 09: DISEÑO DE MEZCLAS CON EL USO DE ADITIVOS LOS ADITIVOS Conceptos Generales Los aditivos son aquellos productos que introducidos en el concreto permiten modificar sus propiedades en una forma susceptible de ser prevista y controlada. Productos que, agregados en pequeña proporción en pastas, morteros y concretos en el momento de su fabricación, mejoran o modifican una o varias de sus propiedades. Aun cuando los aditivos son un componente eventual del concreto, existen ciertas condiciones o tipos de obras que los hacen indispensables. De esta manera su uso estará condicionado por: a) Que se obtenga el resultado deseado sin tener que variar sustancialmente la dosificación básica. b) Que el producto no tenga efectos negativos en otras propiedades del concreto. c) Que un análisis de costo justifique su empleo.

Clasificación de los aditivos según normativas y organismos Clasificación de los aditivos según la norma ASTM 494 TIPO A: Reductor de agua TIPO B: Retardador de fraguado TIPO C: Acelerador de fraguado TIPO D: Reductor de agua y retardador TIPO E: Reductor de agua y acelerador TIPO F: Reductor de agua de alto efecto TIPO G: Reductor de agua de alto efecto y retardador Guía de Prácticas de Laboratorio de Tecnología del Concreto

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Clasificación de los aditivos según el Centro Tecnológico del Hormigón -

Retardador de fraguado Acelerador de fraguado y endurecimiento Plastificante Plastificante – retardador Plastificante – acelerador Superplastificante Superplastificante retardador Incorporador de aire

Aditivos plastificantes o reductores de agua, efectos y campo de aplicación Aditivo y dosis usual Plastificantes o reductores de agua 0.1% a 0.4% del peso del cemento

Propiedad que confiere al concreto Mejorar la lubricación entre partículas, obteniéndose:   

Mayor docilidad con agua constante. Menor cantidad de agua para docilidad constante. Mayor facilidad de colocación y compactación.

Aplicaciones recomendadas   

Concretos bombeados y premezclado. Concretos de elementos estrechos o prefabricados. Concretos de alta resistencia.

ADITIVO QUE USAMOS CHEMAPLAST Aditivo plastificante para obtener mayor asentamiento o trabajabilidad Guía de Prácticas de Laboratorio de Tecnología del Concreto

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del

concreto

Descripción El CHEMAPLAST si bien es básicamente un plastificante, tiene además otras propiedades. Satisface las especificaciones ASTM C-494 tipo A. es un concentrado de color marrón listo para usarse, fabricado a base de agentes dispersantes de alta eficacia estando exento de cloruros, no siendo tóxico ni corrosivo. Hace posible diseñar mezclas de concreto de fácil colocación con un contenido hasta 10% menor de agua, trayendo a su vez el aumento correspondiente en la resistencia a la compresión y durabilidad del concreto.

Usos 

  

   



En concretos estructurales de edificaciones y en elementos esbeltos. En concreto caravista. En concretos pretensados y postensados. En concretos para elementos prefabricados: postes, buzones, cajas, tuberías, etc. En concretos para pavimentos y puentes. En concretos que deben ser desencofrados a temprana edad. En concretos de reparación en general. En construcciones frente al mar se recomienda usarlos desde los cimientos, en el mortero de asentamiento y en el tarrajeo. En esculturas de concreto.

Características Físico-Químicas     

Peso específico: 1.08 gr/cc Color: marrón oscuro Aspecto: líquido Solubilidad con agua Efecto fisiológico en contacto con los ojos, de darse este caso, lavarse con abundante agua.

Ventajas


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El concreto tratado con propiedades:

“CHEMAPLAST” tendrá

las

siguientes

Mejor acabado: La plastificación permite tener un mejor acabado, por lo tanto, aumenta la durabilidad. Aumenta la trabajabilidad: y facilidad de colocación del concreto en elementos con alta densidad de armadura sin necesidad de aumentar la relación agua/cemento. Disminución de la contracción debido a la mejor retención del agua: Así como mayor aglomeración interna del concreto en estado plástico. Aumenta la resistencia a la comprensión: y flexión, mejora la adherencia del fierro de construcción. Aumenta la hermeticidad al agua: impermeabilizándolo y produciendo mayor resistencia a la penetración del humedad y por consiguiente al ataque de sales. Aumenta la durabilidad: hasta un 100% adicional, debido a su alto grado de resistencia al salitre, sulfatos y cloruros. Precaución: Añada el CHEMAPLAST al agua de la mezcla sin combinarla con otros aditivos.

Dosificación Para condiciones promedio, temperaturas, diseño, etc. se debe usar:

Como PLASTIFICANTE 130 a 250 cc por bolsa de Cemento Pórtland en el agua de amasado. Como IMPERMEABILIZANTE 250 cc por bolsa de Cemento Pórtland en el agua de amasado. Como ACELERANTE Guía de Prácticas de Laboratorio de Tecnología del Concreto

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130 cc por bolsa de Cemento Pórtland en el agua de amasado, debiendo realizarse pruebas previas.

Envases: - 01 galón - 05 galones (lata) - 55 galones (cilindro)

DISEÑO PATRÓN CON ADITIVO A nuestro diseño patrón le añadimos el aditivo CHEMAPLAST en 3 cantidades distintas, baja, media y alta, según las siguientes relaciones:

Relación Cantidad de aditivo por bolsa aditivo - cemento de cemento (ml.)

Baja

150

Media

250

Alta

350

Diseño patrón Materiale s Cemento Agua Arena Piedra Aire

W.S.

P.e.

392 225 791.04 840.42 ---

3150 1000 2560 2610 ---

Vol. abs. 0.124 0.225 0.309 0.322 0.020 Σ=1.00


W.U.S.

W.O.

W.U.O

54 Kg.

1.00 0.57 2.02 2.14 ---

392 231.20 795.94 842.44 ---

1.00 0.59 2.03 2.15 ---

9.36 5.52 19.00 20.12

Σ=5.77 48



La cantidad de cemento que utilizamos es de 9.36 kg, lo que corresponde a 0.22 bolsas de cemento (9.36 : 42.5 = 0.22). Entonces del cuadro anterior, obtenemos los valores para las cantidades de aditivo baja, media y alta. Relación aditivo cemento

Aditivo para 0.22 bolsas de cemento (ml.)

Agua (lts.)

Slump

Sin aditivo

--

5.52

3.5”

Baja

33

5.00

3.4”

Media

55

4.75

3.4”

Alta

77

4.50

3.5”

Ensayos de resistencia a la compresión del diseño con aditivo A los 7 días: Cantidad de aditivo Sin aditivo

Diámetro (cm) 15.00

Área (cm2)

Carga (Kg)

177

40700

Resistencia (kg/cm2) 229.9

Bajo (33 ml) Medio (55 ml) Alto (77 ml)

15.05

178

45900

257.9

15.20

181

56800

313.8

15.05

178

56000

314.6

Área (cm2)

Carga (Kg)

178

46390

A los 14 días: Cantidad de aditivo Sin aditivo



49





15.05

178

57800

324.7

15.10

179

66200

369.8

15.05

178

57150

321.1

Área (cm2)

Carga (Kg)

178

54570


A los 28 días: Cantidad de aditivo Sin aditivo



15.10

179

59000

329.6

15.10

179

68200

381.0

15.10

179

67800

378.8

Cuadro final de resultados Resistencia (kg/cm2) 7 días

14 días

28 días

Diseño Patrón

299.9

260.6

306.6

Con aditivo (bajo)

257.9

324.7

329.6

Con aditivo (medio)

313.8

369.8

381.0


50



Con aditivo (alto)

314.6

321.1

378.8

GRAFICA RESISTENCIA Vs. TIEMPO 450 400 350

) 2 m

300

c/ g

250

c

200

ai

k( n et si

150

s e R

100 50 0 7

14

D.P.

D.P. + 33 cc

D.P. + 55 cc

D.P. + 77 cc


51

28

Tiempo (días)




52



Anexo Nº 01 Variación del peso especifico del agua en kg./cm3 respecto a la temperatura en grados centigramos (°C) Peso especifico del agua en gramos/centímetros cúbicos

°C 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0.9999

0.9999

1.0000

1.0000

1.0000

1.0000

1.0000

0.9999

0.9999

0.9998

0.9997

0.9996

0.9995

0.9994

0.9993

0.9991

0.9990

0.9988

0.9986

0.9984

0.9982

0.9980

0.9978

0.9976

0.9973

0.9971

0.9968

0.9965

0.9963

0.9960

0.9957

0.9954

0.9951

0.9947

0.9914

0.9941

0.9937

0.9934

0.9930

0.9926

0.9922

0.9919

0.9915

0.9911

0.9907

0.9902

0.9898

0.9894

0.9890

0.9885

0.9881

0.9876

0.9872

0.9867

0.9862

0.9857

0.9852

0.9848

0.9842

0.9838

0.9832

0.9827

0.9822

0.0.9817

0.9811

0.9806

0.9800

0.9795

0.9789

0.9784

0.9778

0.9772

0.9767

0.9761

0.9755

0.9749

0.9743

0.9737

0.9731

0.9724

0.9718

0.9712

0.9706

0.9699

0.9693

0.9686

0.9680

0.9673

0.9667

0.9660

0.9653

0.9647

0.9640

0.9633

0.9626

0.9619

0.9612

0.9605

0.9598

0.9591

Anexo Nº 02 Tabla de Numeraciones y Aberturas de Tamices Tamiz (ASTM

Tamiz (Nch) (mm.)

Abertura real (mm.)

3" 2" 1 1/2" 1" 3/4" 3/8" N° 4 N° 10 N° 20 N° 40 N° 60 N° 140 N° 200

80 50 40 25 20 10 5 2 0.90 0.50 0.30 0.10 0.08

76.12 50.80 38.10 25.40 19.05 9.52 4.76 2.00 0.84 0.42 0.25 0.105 0.074


53

Tipo de Suelo

GRAVA

ARENA GRUESA ARENA MEDIA

ARENA FINA


Guia de Laboratorio de Tecnología Del Concreto

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