CONCRETO
DAE – FIC 2011-II
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL DEPARTAMENTO ACADÉMICO DE CONSTRUCCIÓN CONSTRUCCIÓN
INFORME
CONCRETO
Curso:
Tecnología de los materiales EC 611 – H
Docente:
Ing. Carlos Villegas Martínez
Estudiante :
Baldeon Balbin, Arturo Daniel Beas Bernuy, Diego Román Bustamante Moreno, Leonel Ferrer Carrasco, Claudio Cesar Gresia Munayco, Juana Eva Lino Ruiz, David Dalambert Vilca Vilchez, Thomas Leonard
20110168H 20110080C 20072608J 20100053C 20104013F 20100196I 20100117A
DAC - FIC | 2011 - II 54
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INFORME DE TECNOLOGÍA DE LOS MATERIALES EC 611-H
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INTRODUCCIÓN: En la actualidad son un sin número de elementos estructurales con que el ingeniero civil cuenta a su disposición, para de manera optima y consiente elija cual es el más ideal para llevar a cabo una construcción basándose esta escogencia en los tipos de cargas que van a resistir. Es por esto que es de vital importancia antes de ejecutar cualquier proyecto realizar todo tipo de ensayos y pruebas a través de las cuales se pueda determinar el comportamiento de los elementos a la hora de la implementación de las estructuras, en el campo de la ingeniería civil se encuentran numerosos ensayos como el ensayo a tracción, ensayo a compresión, en este caso hablaremos del ensayo a compresión ya que esta es una de las propiedades del concreto que más nos interesa, el concreto como material de construcción presenta alta resistencia a la compresión pero con baja resistencia a la tensión, es por esto que en este laboratorio se busca determinar que tan resistente es un concreto cuando este es sometido a una fuerza axial y los esfuerzos y deformaciones que se generan a base de la acción de esta fuerza.
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ASENTAMIENTO Fundamento teórico: El ensayo de asentamiento del concreto o prueba del cono de Abrams es un método de control de calidad cuyo objetivo principal es medir la consistencia del concreto. La manejabilidad del concreto es usualmente juzgada por un examen visual, debido a que hasta el momento no se conoce ningún ensayo que mida la propiedad de manera directa. Sin embargo, se han desarrollado una serie de ensayos con los cuales se puede determinar las propiedades del concreto en estado plástico (fresco) en términos de consistencia, fluidez, cohesión y grado de compactación, uno de ellos es el ensayo de asentamiento. El asentamiento es una medida de la consistencia de concreto, que se refiere al grado de fluidez de la mezcla e indica qué tan seco o fluido está el concreto.
Procedimiento: 1.-Echamos el concreto al recipiente hasta 1/3 volumen.
2.-Con una varilla metálica de L=60cm punta roma y diámetro 5/8” se golpea 25 veces desde la periferia hacia adentro. 3.-echamos otro1/3Volumen más y con la varilla se golpea 25 veces desde la periferia hacia adentro, evitando pasarse una distancia de 1” de la capa anterior. 4.-Volvemos a echar 1/3V y repetimos el procedimiento anterior.
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5.- Después enrasamos con un barilejo, y la apretamos hacia debajo de las orejas. Luego se comienza a sacar el molde con una velocidad constante.
6.- Finalmente obtenemos el resultado y medimos el asentamiento
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Esta última comparación de alturas se señala en el diseño ya que atreves de esto controlamos la cantidad de agua.
Desarrollo: Le ponemos límite: La variación de distancia entre el molde y el concreto debe estar alrededor de 3” a 4”
En nuestro ensayo el asentamiento resulto de 3.5”
Si la muestra se va sacar de una descarga dejada en un vaciadero, se tomara de varios sitios y a diferentes profundidades de la pila de concreto, para luego ser remezcladas y homogeneizadas. Siempre que se tome una muestra de concreto, bien sea para la toma de asentamiento o para la toma de cilindros se debe re mezclar, por mínimo que sea el transporte que se haga de la muestra, pues se presenta la segregación, por lo cual el remezclado con pala vuelve a uniformizar la mezcla.
Conclusión: El asentamiento esta dentro del rango, eso quiere decir que el concreto a pasado sin problemas el ensayo, tiene una buena cantidad de agua, no habrá problemas asentamiento.
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FLUIDEZ Fundamento teórico: La fluidez o revenimiento del concreto siempre se piensa que depende de la cantidad de agua que posea, pero es más acertado pensar que la fluidez tiene que ver más con la consistencia del concreto. El agua, tamaño de los agregados (que deben ser los correctos) y la manera de mezclarlos, incluso la textura de cada material de la mezcla pueden afectar la fluidez del concreto. Para calcular la fluidez, las muestras deben ser tomadas del centro de la mezcladora cuando esta descargando en la batea. La prueba se debe hacer con rapidez, para que el proceso de secado del concreto no afecte el valor de fluidez significativamente.
Procedimiento: Se llena el concreto dentro del molde tronco-cónico en 2 capas, aplicando un compactado de 25 golpes por cada capa.
Luego se procede a retirar el cono dejando la mezcla suelta y se procede a dar 15 golpes en 15 segundos. Luego se toma 4 medidas y se saca un diámetro promedio (Dp) La fórmula de la fluidez viene dada por:
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Desarrollo: Medida de los diámetros: 37.8, 35.8, 35.5, 38.5
Conclusión: -
El concreto ensayado, presenta una fluidez de 47.6%, lo cual indica que posee una consistencia moderada.
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PESO UNITARIO DEL CONCRETO FRESCO Fundamento teórico: Este método de prueba cubre la determinación de la densidad del concreto fresco y señala las fórmulas para calcular el rendimiento, contenido de cemento, concreto fresco.
Equipo: Balanza.- Con una exactitud de 0.1 lb. (45g) o dentro del 0.3% de la carga de prueba. Varilla.- Tiene que ser recta, de acero, 5/8 pulgada (16 mm) de diámetro y
aproximadamente 24 pulgadas (600 mm) de longitud, el final de la barra termina en una punta redondeada hemisférica cuyo diámetro es de 5/8 pulgada de punta roma Recipiente.- Debe ser cilíndrico, de acero u otro metal. La capacidad mínima del
recipiente se determinará de acuerdo al tamaño nominal máximo del agregado, especificado en la tabla Todas las medidas, excepto las medidas de los recipientes, medidores de aire, los cuales son utilizados en los ensayos, deben estar en conformidad a los requerimientos del método de ensayo ASTM Cuando las mediciones de los recipientes u medidores de aire son utilizados, estas deben cumplir con los requerimientos del método de prueba Placa para enrasado.- Una placa rectangular llana de metal, de por lo menos ¼
pulgada (6mm) de espesor o una placa de acrílico de espesor de por lo menos ½ pulgada (12 mm), con una longitud y anchura de por lo menos 2 pulgadas (50 mm) más que el diámetro del recipiente. Los bordes de la placa serán rectos y lisos dentro de una tolerancia de 1/16 pulgadas (2mm).
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Procedimiento: Establecida la selección del método de consolidación del concreto en el ensayo de revenimiento, a menos que el ensayo tenga especificaciones bajo las cuales se lo debe realizar. El método de consolidación puede ser de varillado y vibración interna. - Se varilla concreto con un revenimiento mayor a 3 pulg. (75 mm). Varillar o vibrar concretos con un revenimiento de 1 a 3 pulg. (25 mm a 75 mm.). Consolidar concretos con un revenimiento menor a 1 pulg. (25 mm) por vibración. Determinar la masa del recipiente de medición vacío (lb. ó kg.). - Colocar el concreto dentro del recipiente, en tres capas de aproximadamente igual volumen (Compactación por varillado). - Compactar cada capa penetrando 25 veces con la varilla en recipientes de 0.5 ft³ (14 L) o menores y 50 veces para recipientes de 1 ft ³ (28 L). - Compactar la capa inferior en todo su espesor - Compactar la segunda y tercera capa en todo su espesor, penetrando 1 pulg. (25mm) en la capa anterior. Llenar la tercera capa manteniendo un exceso aproximado de 3 mm (1/8 pulg.). - Distribuya las penetraciones uniformemente en toda la sección transversal del recipiente, en cada una de las tres capas. - Golpear firmemente de 10 a 15 veces los lados del recipiente con el mazo, cada una de las tres capas, para así llenar los vacíos y eliminar las burbujas de aire que podrían quedar atrapadas en el concreto. - Vibración interna.- Llenar y vibrar el recipiente en dos capas de aproximadamente igual volumen. Colocar todo el concreto de cada capa en el interior del molde antes de comenzar a vibrar la capa, en vibración de la primera capa se debe evitar tocar el interior o los bordes del molde. En la compactación de la segunda capa el vibrador debe penetrar la capa anterior en aproximadamente 1 pulg. (25 mm.). La duración de la vibración depende de la trabajabilidad del concreto y de la efectividad del vibrador.
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Nota:
-
La vibración necesaria ha de ser aplicada tan pronto como la superficie del concreto este relativamente lisa. La sobre vibración podría causar segregación de los materiales.
- Retire cualquier exceso de concreto empleando una llana o cuchara, o agregar una pequeña cantidad de concreto, para corregir alguna deficiencia después de compactar la última capa. - Después de la consolidación enrasar el concreto con una placa de enrase para obtener una superficie lisa. El enrase se realizará mejor presionando la enrasadora contra la superficie del concreto del recipiente y se debe cubrir dos terceras partes de la superficie y luego enrasar nuevamente toda la superficie superior del recipiente. - Limpiar todo el exceso de concreto en la parte exterior del recipiente y determinar la masa de concreto del recipiente lleno, en kg. - Calcular la masa neta (lb. ó kg.). - Calcule la densidad del concreto (lb./ft³ ó kg/m³) - Registrar el resultado de la prueba adecuadamente.
Cálculos:
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Capacidad de recipiente: La capacidad del recipiente está dada en función del tamaño
Desarrollo: PUCF= [(Wmc +Wr)-Wr]/ V = Wmc/V (en kg/m3) Peso Unitario del concreto fresco =
=
=
= 1.90 Kg/ m3
Conclusiones: -
-
Con una balanza un recipiente y siguiendo los procedimientos establecidos por la norma es posible calcular el peso unitario del concreto fresco. Debido a las reacciones químicas y los cambios físicos que se producen durante el fraguado el peso unitario fresco es distinto del peso unitario del concreto fraguado Cualquier error o variación en el proceso de muestreo y realización de la prueba anulan cualquier análisis de los datos obtenidos Se debe tener presente que los resultado obtenidos ente uno u otro ensayista se deben a los factores no considerados como la fuerza de enrase, la calidad del agua, etc.
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ELABORACIÓN DE PROBETA O TESTIGO Fundamento teórico: Las probetas de concreto son los testigos directos para demostrar la resistencia de un tipo de concreto que se ha elaborado o se piensa elaborar. La resistencia del concreto puede ser garantizada si las probetas para el ensayo por compresión son confeccionadas, protegidas y curadas siguiendo métodos normalizados. La norma que regula este ensayo es: ASTM C31 Las muestras de concreto a ser utilizadas en la preparación de las probetas cilíndricas a ser empleadas en los ensayos de resistencia en compresión, se tomarán de acuerdo al procedimiento indicado en la norma ITINTEC 339.036. Las probetas serán moldeadas de acuerdo a la Norma ITINTEC 339.033
Equipo:
Moldes: deben ser de acero, hierro forjado, PVC u otro material no absorbente y que
no reaccione con el cemento. Antes de usarse los moldes deben ser cubiertos ligeramente con aceite mineral o un agente separador de encofrado no reactivo. Varilla: debe ser de fierro liso diámetro 5/8”, de 60 cm de largo y con una de sus extremos boleados. Mazo: debe usarse un mazo de goma que pese entre 0.60 y 0.80 Kg. Equipo adicional: plancha de metal y depósito que contenga el íntegro de la mezcla a colocar en la probeta (una carretilla de obra cumple este requerimiento).
Procedimiento:
Los cilindros deben ser cilindros de concreto vaciado y fraguado en posición vertical, de altura igual a dos veces el diámetro, siendo el cilindro estándar de 6×12 pulgadas, ó de 4×8 pulgadas para agregado de tamaño máximo que no excede las 2”. Las muestras deben ser obtenidas al azar, por un método adecuado y sin tener en cuenta la aparente calidad del concreto. Se deberá obtener una muestra por cada 120 m3 de concreto producido ó 500 m2 de superficie llenada y en todo caso no menos de una diaria. Este ya es un tema sujeto al criterio del ingeniero residente ó del supervisor de obra, ya que la importancia de determinado elemento estructural puede ameritar la toma de un mayor número de muestras para control. Colocar el molde sobre una superficie rígida, horizontal, nivelada y libre de vibración. Colocar el concreto en el interior del molde, depositándolo con cuidado alrededor del borde para asegurar la correcta distribución del concreto y una segregación mínima.
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Llenar el molde en tres capas de igual volumen. En la última capa agregar la cantidad de concreto suficiente para que el molde quede lleno después de la compactación. Ajustar el sobrante ó faltante de concreto con una porción de mezcla y completar el número de golpes faltantes. Cada capa se debe compactar con 25 penetraciones de la varilla, distribuyéndolas uniformemente en forma de espiral y terminando en el centro. La capa inferior se compacta en todo su espesor; la segunda y tercera capa se compacta penetrando no más de 1” en la capa anterior. Después de compactar cada capa golpear a los lados del molde ligeramente de 10 a 15 veces con el mazo de goma para liberar las burbujas de aire que puedan estar atrapadas (es usual dar pequeños golpes con la varilla de fierro en caso de no contar con el mazo de goma).
Enrasar el exceso de concreto con la varilla de compactación y completar con una llana metálica para mejorar el acabado superior. Debe darse el menor número de pasadas para obtener una superficie lisa y acabada. Identificar los especímenes con la información correcta respecto a la fecha, tipo de mezcla y lugar de colocación. Hay que proteger adecuadamente la cara descubierta de los moldes con telas humedecidas ó películas plásticas para evitar la pérdida de agua por evaporación. Cuando son retirados del molde, se debe proceder al curado, almacenando las probetas en pozas de agua, con la temperatura adecuada. Después de elaboradas las probetas se transportarán al lugar de almacenamiento donde deberán permanecer sin ser perturbados durante el periodo de curado inicial. Si la parte superior de la probeta se daña durante el traslado se debe dar nuevamente el acabado. Durante las primeras 24 horas los moldes deberán estar a las siguientes temperaturas: para f´c>422 kg/cm2 : entre 20 y 26°C y para f´c<422 kg/cm2 : entre 16 y 27°C. No deben transcurrir más de 15 minutos entre las operaciones de muestreo y moldeo del pastón de concreto. Se deben preparar al menos (02) probetas de ensayo de cada muestra para evaluar la resistencia a la compresión en determinada edad por el promedio. Lo usual evaluar resistencias a las 72h, a los 7 y 28 días.
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La evaluación se realizará en un laboratorio normalizado, comprimiendo la muestra para medir la resistencia a la compresión.
Desarrollo: Se obtuvo las siguientes resistencias de las probetas:
Día
Diámetro (cm)
Área (cm2)
Fuerza de Compresión (kg)
Resistencia a la compresión (kg/cm2)
3dias 7dias 28dias
15.2 15.1 15.2
181.458 179.079 181.458
19400 26300 33800
106.912 146.863 186.269
Se obtiene la gráfica de la variación de la resistencia con el número de días:
Resistencia de la Probeta 200 180 160 ) 2 140 m c 120 / g k ( 100 a i c 80 n e t 60 s i s 40 e R 20 0 0
5
10
15
Días
20
25
30
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Conclusiones:
Nuestro concreto, por su resistencia se clasifica como de moderada resistencia, por tener una resistencia a la compresión de 186.269 a los 28 días encontrarse entre los intervalos 150 y 250 kg/cm2. Nuestro concreto puede ser usado en edificaciones de tipo habitacional de pequeña altura. A los 7 días el concreto tiene una resistencia aproximadamente igual al 80% de la resistencia final, lo cual hace ver que al final el fraguado es lento.
