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Influencia de la relación agua cemento en la resistencia a la compresión y durabilidad del concreto

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Academic year: 2020

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(1)PE CU AR IA S. Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas y Comunicaciones. UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO. UNT. RO. FACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIAS. ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA AGRÍCOLA. AG. “Influencia de la relación agua - cemento en la resistencia a la. TESIS. CA. DE. compresión y durabilidad del concreto”. PARA OPTAR EL TÍTULO PROFESIONAL DE. BL. IO. TE. INGENIERO AGRÍCOLA. AUTOR: Muro Quispe, Cristhian Eduardo. BI. ASESOR: MSc. Cabanillas Agreda, Carlos Alberto. TRUJILLO- PERÚ 2019. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-ca/2.5/pe/.

(2) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas y Comunicaciones. PRESENTACIÓN. PE CU AR IA S. Señores miembros del Jurado Dictaminador:. En cumplimiento a las disposiciones vigentes contenidas en el Reglamento de Tesis Universitaria de la Escuela Profesional de Ingeniería Agrícola, someto a su elevado. criterio la tesis titulada: “Influencia de la relación agua - cemento en la resistencia a. la compresión y durabilidad del concreto” con el propósito de optar el título profesional de Ingeniero Agrícola.. BI. BL. IO. TE. CA. DE. AG. RO. Trujillo, Marzo de 2019. Muro Quispe, Cristhian Eduardo i Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-ca/2.5/pe/.

(3) BI. BL. IO. TE. CA. DE. AG. RO. PE CU AR IA S. Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas y Comunicaciones. ii Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-ca/2.5/pe/.

(4) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas y Comunicaciones. DEDICATORIAS A Dios, por haberme dado la vida, por ser el apoyo y fortaleza en aquellos. por. permitirme. momento. tan. llegar. hasta. importante. PE CU AR IA S. momentos de dificultad y de debilidad, este. de. mi. formación profesional pues todo lo que somos es porque él así lo desea.. A mis padres Eduardo y Sulma por su amor, trabajo y sacrificio en todos estos. RO. años, gracias a ustedes he logrado llegar. hasta aquí́ y convertirme en lo que soy. Ha sido un orgullo y un privilegio ser su hijo,. AG. son los mejores padres. Este trabajo es. DE. para ustedes.. A mis abuelitos Margarita y Bernardino, hermana. Brenda,. mi. sobrina. CA. mi. Valentina y toda mi familia en general. TE. por formar parte de mi entorno más cercano, por ser mi motivación para ser. BI. BL. IO. mejor.. A mis amigos Wicho, Jhan, Ginno, Alberth por apoyarme de una u otra manera cuando más lo necesite, quizá extendiendo una mano amiga o dándome un consejo para bien, para Diego y Jampier que gracias al equipo que formamos logramos llegar hasta el final del camino juntos.. iii Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-ca/2.5/pe/.

(5) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas y Comunicaciones. AGRADECIMIENTOS. A nuestra casa de estudios, Universidad Nacional de Trujillo, y a los señores catedráticos de nuestra escuela, quienes contribuyeron en mi formación profesional con. PE CU AR IA S. su orientación.. A mis padres Eduardo y Sulma porque son lo más importante de mi vida, porque creyeron en mí y dieron lo mejor de ellos en mi formación, dándome ejemplos dignos. de superación y entrega, impulsándome siempre adelante y hoy veo alcanzada mi meta.. RO. Todo lo que soy se lo debo a ellos.. A mi asesor M.Sc. Carlos Alberto Cabanillas Agreda, por el tiempo, dedicación,. DE. AG. paciencia, colaboración y valiosa orientación en la elaboración de este documento.. A mi familia en general y a todas aquellas personas que estuvieron cerca de mí, que de. BI. BL. IO. TE. CA. una u otra manera han ayudado a culminar con esta etapa de mi vida.. iv Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-ca/2.5/pe/.

(6) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas y Comunicaciones. RESUMEN El concreto es un material que se obtiene de una mezcla de componentes: cemento, agregados (arena y grava) y agua. Siendo la relación entre el agua y el cemento de mucha. PE CU AR IA S. importancia en esta formación del concreto, no solo para que se de esta unión entre los materiales sino también para que el concreto se encamine a conseguir la resistencia y durabilidad en el tiempo para el cual fue diseñado.. El presente proyecto denominado “Influencia de la relación agua - cemento en la resistencia a la compresión y durabilidad del concreto”, tiene como objetivo. determinar la influencia de la relación agua - cemento en la resistencia a la compresión y durabilidad del concreto, por lo cual se procedió a la caracterización de los agregados. para poder realizar el diseño de mezclas de 210 Kg/cm 2, en el ensayo se adicionó agua. RO. en 1%, 5%, 7.5% y 10% a la cantidad calculada del diseño de mezclas, con cada adición de agua se determinó la resistencia de compresión de concreto a las edades de 7, 14, 21. AG. y 28 días y asentamiento del concreto, donde se identificó la resistencia de compresión máxima y promedio y a la vez se determinó su durabilidad de acuerdo a la edad del. DE. concreto para cada una de las muestras. Dichos resultados se compararon con la resistencia de compresión del concreto obtenida con el diseño de mezclas (considerado. CA. como sin tratamiento, sin agregarle agua adicional).. Se aplicó un diseño experimental Bifactorial con arreglo en Bloques completamente al. TE. azar que consistió en realizar probetas de concreto con un diseño de mezclas de 210. IO. Kg/cm2, en la cual se determinó la caracterización de los agregados, el ensayo consistió en usar distintos porcentajes adicionales de agua en cada edad de resistencia a los 7, 14,. BL. 21 y 28 días de edad del concreto con 4 repeticiones cada uno. Asimismo, determinar. BI. durabilidad del concreto aplicando esta variación en su composición.. La resistencia de compresión del concreto a los 28 días se reduce al adicionar agua al diseño de mezclas en un 1%, 5%, 7.5 % y 10 % fue 209.3, 178, 172.5 y 154.8 Kg/cm 2 respectivamente.. Palabras claves: Relación agua/cemento, resistencia, durabilidad, concreto.. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-ca/2.5/pe/.

(7) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas y Comunicaciones. ABSTRACT Concrete is a material that is obtained from a mixture of components: cement, aggregates (sand and gravel) and water. Being the relationship between water and cement of great importance in this formation of the concrete, not only for this bond between the materials,. PE CU AR IA S. but also for the concrete to be routed to achieve the strength and durability in the time for which it was designed.. The purpose of this project, "Influence of the water - cement ratio in the compressive. strength and durability of concrete", is to determine the influence of the water - cement ratio on the compressive strength and durability of concrete", for which reason We proceeded to the characterization of the aggregates to be able to make the design of. mixtures of 210 Kg / cm2, in the test we added water in 1%, 5%, 7.5% and 10% to the calculated amount of the design of mixtures, with each addition of water was determined. RO. the compressive strength of concrete at the ages of 7, 14, 21 and 28 days and settlement. of the concrete, where the maximum and average compression strength was identified. AG. and at the same time its durability was determined according to age of the concrete for each of the samples. These results were compared with the compression strength of the. DE. concrete obtained with the design of mixtures (considered as without treatment, without adding additional water).. CA. A Bifactorial experimental design was applied with a completely randomized Block arrangement that consisted of making concrete specimens with a mix design of 210 Kg/. TE. cm2, in which the characterization of the aggregates was determined, the test consisted. IO. in using different additional percentages of water in each age of resistance at 7, 14, 21 and 28 days of age of the concrete with 4 repetitions each. Also, determine the durability. BL. of the concrete by applying this variation in its composition.. BI. The compressive strength of the concrete at 28 days is reduced by adding water to the mix design at 1%, 5%, 7.5% and 10% was 209.3, 178, 172.5 and 154.8 Kg / cm2 respectively.. Keywords: Water / cement ratio, resistance, durability, concrete. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-ca/2.5/pe/.

(8) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas y Comunicaciones. INDICE PRINCIPAL. PRESENTACIÓN ........................................................................................................................ i JURADO DICTAMINADOR .....................................................................................................ii DEDICATORIAS ......................................................................................................................iii. PE CU AR IA S. AGRADECIMIENTOS.............................................................................................................. iv RESUMEN ABSTRACT. I.INTRODUCCIÓN…………………………………….………………………………………..1 1.1.REALIDADPROBLEMÁTICA……………………………………………………… .. 1 1.2.JUSTIFICACIÓN……………………………………………………………………… 2 1.3.OBJETIVOS………… .................................................................................................. 3. 1.3.1.Objetivo general……………………………………………………………………..3 1.3.2.Objetivos específicos……………………………………………..…………………3. RO. II.REVISIÓN DE LITERATURA……………………………………………………………….4. 2.1.ANTECEDENTES…………………………………………………………………….. 4. AG. 2.1.1.Antecedentes internacionales……………………………………………………….4 2.1.2.Antecedentes nacionales………………………...………………………………….6 2.1.3.Antecedentes locales……………….………...……………………………………..6. DE. 2.2. BASES TEÓRICAS……………………………………………………………………7 2.2.1. Fundamentación filosófica…………………………………………………………7 2.2.2. Fundamentación legal………………………………………………………………8. CA. 2.2.2.1. Cemento………………………………………………………………………... 8 2.2.2.2. Agua……………………………………………………………………... ......... 9. TE. 2.2.2.3. Agregados………………………………………………………… ................. 10 2.2.3. Fundamentación……………………………………………………………..........14. IO. 2.2.3.1. El concreto……………………………………………………………………. 14. BL. 2.2.3.2. Componentes del concreto…………………………………………………. ... 14 2.2.3.3. Diseño de mezcla……………………………………………………………... 19. BI. 2.3.TERMINOLOGÍA……………………………………………………………………. 20 2.3.1. Definición de terminos básicos.…………………………………………………...20 2.3.2.Propiedades del concreto…………………………………………………………...22 2.3.2.1. Resistencia a la compresión…………………………………………………...22 2.3.2.2. Durabilidad del concreto…………………………………………………… ... 23 2.3.2.3. Curva de Esfuerzo – Deformación…………………………………………. ... 24 2.3.3. Problemas del concreto que atacan la durabilidad…………………………………25. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-ca/2.5/pe/.

(9) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas y Comunicaciones. 2.3.3.1. Patologías en el concreto. Patología debido a fenómenos físicos………….…25 2.3.3.2. Patología debido a fenómenos químicos.….……………...………………......26 2.3.3.3. Ataque de sulfatos……………………………………...…………….......26 III.-MATERIALES Y MÉTODOS………………………………………………………….. ... 27 3.1. MATERIAL…………………………………………………………….. ................... 27. PE CU AR IA S. 3.1.1. Campo experimental…………………………………………………………… ... 27 3.1.1.1. Ubicación de la zona de estudio ……...…………………...………………….27. 3.1.1.2. Laboratorio para realizar los ensayos……………………………………… .... 28 3.1.2. Insumos……………………………………………………… .............................. 28. 3.1.3. Software………………………………………………………………………….. 28 3.1.4. Muestra…………………………..………………………………………………..28. 3.2. METODOS………………………………………………………………………... .... 28 3.2.1. Diseño General……………………………………………………………………28. 3.3. TÉCNICAS……………………………………………………………………….......33. RO. 3.3.1. Las técnicas para la recolección de datos………………………………………….33 3.3.2. Validez y confiabilidad……………………………………………. ...................... 33. AG. 3.3.3. Métodos de análisis de datos………………………………………………………34 3.3.4 Aspectos éticos……………………………………………………………………..34 3.3.5. Trabajos de gabinete…………………………………. .......................................... 34. DE. 3.4. PROCEDIMIENTO…………………………………………………………………..34 3.4.1. Caracterización de los agregados………………………………………………….34 A. Peso unitario compactado de agregados (ASTM C29 – NTP 400.17)……..….....34. CA. B. Contenido de humedad de los agregados (ASTM C566-84)………………… … 36 C. Peso específico y porcentaje de absorción (ASTM C128 – C127)………… …… 37. TE. D. Peso específico y porcentaje de absorción del agregado grueso………………….39 E. Análisis granulométrico de los áridos (ASTM C136 – NTP 400.037)……… ….. 41. IO. F. Determinación del análisis granulométrico del agregado grueso (gravilla)……… 42. BL. G. Resistencia al desgaste por cargas abrasivas (ASTM C131)…..…….……..…….44 H. Prueba de consistencia (Cono de Abraham – ASTM C143)… ………...………..45. BI. I. Conformado de probetas (ASTM C31)….…………………….…………………..46 J. Prueba de resistencia a la compresión (ASTM C109)………………...…………..48. K. Prueba de resistencia a la abrasión (ASTM C1747)…..…………………………..49. IV. RESULTADOS…………………………………………………………... ....................... 50 4.1. DETERMINACIÓN DE LA CARACTERIZACIÓN DE LOS AGREGADOS……..50 4.2. DETERMINACIÓN DEL DISEÑO DE MEZCLA PARA f´c=210 Kg/cm2………..50. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-ca/2.5/pe/.

(10) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas y Comunicaciones. 4.3. DETERMINACIÓN DE LA CONSISTENCIA DEL CONCRETO (PRUEBA DE SLUMP)………………………………………………………………………………….. 52 4.4. DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN DEL CONCRETO.……………………………………………………………………………...54 4.5. ANALISIS ESTADISTICO DEL EXPERIMENTO………………………… ........... 59. PE CU AR IA S. 4.5.1. Factores que intervienen en el diseño del experimento…………………… ……59. 4.5.2. Análisis de varianza……………………………………………………………….60 4.5.3. Comparación de medias (Prueba de Duncan)…………… ……………………….60 4.5.3.1. COMPARACIONES ENTRE NIVELES A (ADICIÓN DE AGUA AL DISEÑO DE MEZCLAS)……… … ……………………………………………………………60 4.6. DETERMINACIÓN DE LA DURABILIDAD………………………………………62 V.DISCUSIÓN…………………………………………………………………………………64. 5.1.DETERMINACIÓN DE LA CARACTERIZACIÓN DE AGREGADOS …………..64. 5.2.DETERMINACIÓN DEL DISEÑO DE MEZCLA PARA f´c=210 Kg/cm2…………66. RO. 5.3. DETERMINACIÓN DE LA CONSISTENCIA DEL CONCRETO (PRUEBA DE. SLUMP. ............................................................................................................................ 67. AG. 5.4. DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN DEL CONCRETO A LOS 7,14,21 Y 28 DÍAS…………………….....……………………………………….69 5.5. ANÁLISIS ESTADÍSTICO DEL EXPERIMENTO…………………………………70. DE. 5.6 DETERMINACION DE LA DURABILIDAD……………………………… 71 VI.CONCLUSIONES…………………………………………………………………………..72. BI. BL. IO. TE. ANEXOS. CA. VIII.REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS…………………………………………………….74. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-ca/2.5/pe/.

(11) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas y Comunicaciones. INDICE DE TABLAS. Tabla 1: Factores que intervienen en el experimento .....................................................29 Tabla 2: Diseño del experimento ....................................................................................29. PE CU AR IA S. Tabla 3: Factores considerados en el experimento .........................................................30 Tabla 4: Análisis de varianza para el modelo de arreglo en franjas ...............................32 Tabla 5: Capacidad de recipiente dependiendo del TMN ...............................................35 Tabla 6: Tamices para agregado fino ..............................................................................41 Tabla 7: Formato de cálculo para el análisis granulométrico del agregado fino ............42 Tabla 8: Tamices para agregado grueso..........................................................................43 Tabla 9: Límites máximos y mínimos para el agregado grueso .....................................43 Tabla 10: Caracterización de los agregados fino y grueso .............................................50 Tabla 11: Diseño de mezclas para 210 Kg/Cm2 para 1 m3 ............................................50. RO. Tabla 12: Proporción del Diseño de mezclas para 210 Kg/Cm2 ....................................51 Tabla 13: Prueba de Slump para el concreto sin tratamiento y con tratamiento (adición. AG. de agua a la mezcla) .........................................................................................52 Tabla 14: Resistencias de compresión promedio y máximo del concreto a 7, 14, 21 y 28. DE. días de edad de los especímenes .....................................................................................54 Tabla 15: Resistencia del concreto a los 28 días de edad con los tratamientos ..............58 Tabla 16:Resistencia del concreto a los 21 días de edad con los tratamientos ...............58. CA. Tabla 17:Resistencia del concreto a los 14 días de edad con los tratamientos ...............59 Tabla 18: Resistencia del concreto a los 7 días de edad con los tratamientos ................59. TE. Tabla 19: Factores considerados para los Ensayos .........................................................59. IO. Tabla 20: Análisis de varianza del experimento .............................................................60 Tabla 21: Resistencia del concreto a las edades de 7, 14, 21, 28 días de edad con. BL. aplicación de los tratamientos (adición de agua en 1%, 5%, 7.5% y 10%) ......61. BI. Tabla 22: Resultados de la prueba de durabilidad del concreto con adición de agua al diseño de mezcla de 1%, 5%, 7.5% y 10% a los 7 14, 21 y 28 días ...................62. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-ca/2.5/pe/.

(12) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas y Comunicaciones. I.- INTRODUCCIÓN 1.1. REALIDAD PROBLEMÁTICA El concreto es un material que se obtiene de una mezcla de componentes: aglomerante (cemento), agregados (arena y piedra), agua y, de manera opcional, aditivos. La pasta,. PE CU AR IA S. compuesta por cemento portland y agua, une los agregados, normalmente arena y grava (piedra triturada), lo cual crea una masa similar a una roca. El agua es un componente. esencial en las mezclas de concreto, pues permite que el cemento desarrolle su capacidad ligante.. En esta relación agua/cemento, el agua tiene mucha participación e importancia, ya que ella y su relación con el cemento están altamente ligados a una gran cantidad de propiedades del material final que se obtendrá, en donde usualmente conforme más agua. RO. se adicione, aumenta la fluidez de la mezcla y, por lo tanto, su trabajabilidad y plasticidad, lo cual presenta grandes beneficios para la mano de obra; no obstante,. AG. también comienza a disminuir la resistencia debido al mayor volumen de espacios creados por el agua libre, de esta manera se puede afirmar que la resistencia del concreto. DE. depende altamente de la relación por peso entre el agua y el cemento.. El concreto es uno de los materiales más utilizados en obra, y su preparación se encamina. CA. a conseguir una resistencia buscada y durabilidad en el tiempo, para ello se debe realizar un adecuado diseño de mezclas, bajo un riguroso proceso de análisis. Los problemas del. TE. concreto son variados, estos surgen debido a la falta de cuidados que se tenga en el diseño. IO. de las mezclas, y en proceso de elaboración del mismo.. BL. Sabiendo todo lo antes mencionado, debemos entender que los problemas presentes en la elaboración del concreto son variados, estos surgen debido a la falta de cuidados que. BI. se tenga en el diseño de las mezclas, y en proceso de elaboración del mismo, pues de nada sirve llegar a obtener un buen diseño de mezclas sin en obra no se tiene en cuenta, las especificaciones dadas y los operarios van a modificar las dosificaciones.. Entendiendo este punto como un problema de gran magnitud, es que buscamos darle una solución o dejar constancia de números, mostrando en cifras el daño generado al modificar los porcentajes.. 1 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-ca/2.5/pe/.

(13) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas y Comunicaciones. 1.2. JUSTIFICACIÓN La relación agua-cemento es uno de los parámetros más importantes de la tecnología del concreto, y expresa la íntima relación que existe entre el peso del agua utilizada en la mezcla y el peso del cemento. Esta relación es diseñada bajo una serie de parámetros. PE CU AR IA S. para llegar a la resistencia requerida, el concreto necesita una cantidad de agua por determinada cantidad de cemento para que se produzca la reacción química que hará que. se endurezca, es tan importante la cantidad de agua, incluso se tiene en cuenta la humedad que puedan tener los agregados de la composición, pues podría influir en el resultado final, imaginemos lo que puede influir un chorro de agua al tanteo sobre la mezcla.. Por lo mencionado es que se debe trabajar con lo indicado en la dosificación, ni más ni menos, pero esto es algo que muchas veces en obra, no se tiene en cuenta o simplemente. RO. no se tiene conocimiento, nadie se toma el trabajo de explicarle al operario el tremendo. daño que le está haciendo al concreto con el simple hecho de añadirle más agua, si bien es cierto por un lado aumenta su trabajabilidad y plasticidad, lo cual presenta grandes. AG. beneficios para la mano de obra, también genera grandes problemas pues no crea un concreto resistente, sino por el contrario, esa agua en exceso se evapora, el concreto pasa. DE. a presentar mayor volumen de poros y menor volumen de concreto que al fin y al cabo es el que tiene la resistencia. Al igual que la resistencia, la durabilidad también se ve. CA. afectada cuando se altera la relación agua-cemento, las partículas de cemento están muy espaciadas entre sí, esto provoca que cuando se produce el fraguado, los productos de la. TE. hidratación del cemento no cubran todo este espacio y queden pequeños poros. Por lo que a mayor relación agua-cemento, mayor es la porosidad del concreto y, por lo tanto,. IO. menor es su durabilidad.. BL. El material de construcción más utilizado del mundo es sin duda el concreto, y su presencia en obras rurales como hidráulicas es más que cotidiana, es por ello la. BI. importancia de este estudio, buscando aclarar el por qué se tiene el cumplir con la relación agua-cemento previamente analizada.. 2 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-ca/2.5/pe/.

(14) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas y Comunicaciones. 1.3. OBJETIVOS 1.3.1. Objetivo general . Determinar la influencia de la relación agua/cemento en la resistencia a la. 1.3.2. Objetivos específicos. PE CU AR IA S. compresión y durabilidad del concreto.. . Realizar la caracterización de los agregados. . Elaborar probetas de concreto 4”x8” con un diseño de mezclas (210 kg/cm2),. para cada uno de los tratamientos de ensayo (adición de agua al diseño de. mezclas 1%, 5%, 7.5% y 10%) y realizar los procesos de colocación, desencofrado y curado del concreto.. Realizar la prueba de Slump (asentamiento) para cada tratamiento de ensayo.. . Determinar la resistencia a la compresión a las edades de 7, 14, 21 y 28 días,. RO. . Determinar la durabilidad del concreto para cada una de las muestras.. BI. BL. IO. TE. CA. DE. . AG. que debe estar de acuerdo con el concreto diseñado en el laboratorio.. 3 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-ca/2.5/pe/.

(15) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas y Comunicaciones. II. REVISIÓN DE LITERATURA 2.1. ANTECEDENTES 2.1.1. Antecedentes internacionales. PE CU AR IA S. Duff A. Abrams (1918) director del Levis Institute de Chicago y de Ia Portland Cement Association, expuso la célebre ley que lleva su nombre y que él denominó Ley de la relación agua-cemento y avaló los resultados de la misma luego de 150 mil observaciones, lo que le propició un carácter irrefutable.. En sus conclusiones Duff Abrams expuso que: "Siempre que una mezcla de hormigón (o de mortero) sea laborable y que los áridos sean limpios y estructuralmente sanos, la. resistencia e impermeabilidad y otras buenas cualidades del hormigón (o de mortero). RO. para unas condiciones dadas de manufactura y curado están fijadas por la cantidad de agua que entra a la mezcla, expresada como una relación con la cantidad de cemento.. AG. El construyó las famosas curvas de la relación agua-cemento en las que, dada una resistencia que se quiera obtener en un concreto, se puede calcular o averiguar. DE. directamente la cantidad de agua que ha de usarse con determinada cantidad de cemento. La importancia de la relación agua / cemento es que determina que otras propiedades de. CA. gran valor del hormigón dependen de esa relación.. TE. Judith García (2000) explica que, para un volumen dado de cemento, la pasta con el mayor contenido de agua tendrá el mayor volumen total de espacio disponible, pero. IO. después de la hidratación completa, todas las pastas contendrán la misma cantidad de productos sólidos resultantes de tal proceso, por lo que la pasta con el mayor espacio. BL. total termina en un correspondiente mayor volumen de huecos capilares.. BI. Estos espacios huecos se atan entre sí, creando la llamada porosidad. Frecuentemente, los poros crean unas quebraduras finísimas dentro del concreto, debilitándolo. Los poros están entretejidos e interconectados, permitiendo así el pasaje lento del agua a través del concreto. Cuanto más denso el concreto, más apretados los poros, y menos agua puede pasar a través de ellos.. 4 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-ca/2.5/pe/.

(16) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas y Comunicaciones. La estructura de la porosidad en el concreto influye fuertemente en su actuar. La porosidad determina las proporciones a las que las especies agresivas pueden entrar en la masa y causar destrucción.. PE CU AR IA S. Los índices de la intrusión se relacionan con la permeabilidad del concreto; de manera más general, la permeabilidad depende de la forma en que la porosidad total está. distribuida. Esta, a su vez, se relaciona con la reacción original del cemento, las mezclas. minerales y las partículas de agregados, la relación de agua-sólidos y las condiciones de curado, entre otras.. Juan Orozco (2004) afirma que la porosidad tiene efectos muy notables en la resistencia a compresión y la durabilidad del concreto. En ambas características se nota una relación. inversa fundamentalmente con la porosidad. En donde la resistencia a compresión. RO. depende de la relación A/C, pero la porosidad colabora en parte, además, la durabilidad es fuertemente amenazada por el agua que fluye a través de los sistemas de poros, que. AG. bien puede ir pura o llevar sustancias agresivas al concreto.. DE. LA IMPORTANCIA DE LA PROPORCIÓN, el concreto fresco necesita una cantidad de agua por determinada cantidad de cemento para que se produzca la reacción química que hará que se endurezca. Ni más ni menos, una proporción muy estudiada. Tan. CA. importante es que la cantidad de agua sea la adecuada que incluso se tiene en cuenta la humedad que puedan tener los agregados de la composición, pues podría influir en el. TE. resultado final. Así que, si la humedad de las piedras de la mezcla influye, imagina lo que puede influir un chorro de agua a ojo en la masa.. IO. Menos cantidad de agua de la necesaria hará que no todo el cemento reaccione y. BL. endurezca. A mayor volumen de poros, menor volumen de masa de concreto, que es al. BI. fin y al cabo la que tiene la resistencia, el aire de los poros no resiste. (Alario, 2014).. La calidad del concreto depende de varios factores, sin embargo, el principal factor es la resistencia a la compresión. La calidad del concreto está de acuerdo a las exigencias del proyecto. La calidad del concreto se evaluará mediante el f´c obtenida en el laboratorio a los 28 días. (Barzola,2015).. 5 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-ca/2.5/pe/.

(17) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas y Comunicaciones. 2.1.2. Antecedentes nacionales En nuestro país se utiliza el método del Comité 211 del American lnstitute Concrete para diseñar y dosificar concreto. Este método nos proporciona parámetros relacionados como la resistencia a la compresión vs relación (A/C), asentamiento vs cantidad de agua;. PE CU AR IA S. puesto en la práctica los valores obtenidos sufren un gran ajuste para obtener las características requeridas del concreto en estado fresco y endurecido (consistencia,. fluidez, tiempo de fraguado, resistencia a la compresión), para una construcción especifica (Puchuri, 2010).. El ACI (American Concrete Institute) define la durabilidad del concreto de cemento. Portland como la habilidad para resistir la acción del intemperismo, el ataque químico,. abrasión, y cualquier otro proceso o condición de servicio de las estructuras, que. RO. produzcan deterioro del concreto. La conclusión primordial que se desprende de esta. definición es que la durabilidad no es un concepto absoluto que dependa sólo del diseño de mezcla, sino que está en función del ambiente y las condicione de trabajo a las cuales. AG. lo sometamos.. DE. Tradicionalmente se asoció la durabilidad a las características resistentes del concreto, y particularmente a su resistencia en compresión, pero las experiencias prácticas y el. CA. avance de la investigación en este campo han demostrado que es sólo uno de los aspectos involucrados, pero no el único ni el suficiente para obtener un concreto durable.. TE. En consecuencia, el problema de la durabilidad es sumamente complejo en la medida en que cada situación de exposición ambiental y condición de servicio ameritan una. IO. especificación particular tanto para los materiales y diseño de mezcla, como para los aditivos, la técnica de producción y el proceso constructivo, por lo que es usual que en. BI. BL. este campo las generalizaciones resulten nefastas. (Sencico, 2011).. 2.1.3. Antecedentes locales La calidad del concreto depende de la calidad de la pasta (Agua-Cemento) y su unión con el agregado. En un concreto adecuadamente confeccionado, cada y toda partícula de agregado es completamente cubierta por las pastas y todos los espacios entre las partículas de agregados se llenan totalmente con pasta.. 6 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-ca/2.5/pe/.

(18) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas y Comunicaciones. La calidad del concreto en estado endurecido es fuertemente influenciada por la calidad de agua usada con relación a la cantidad de cemento, Cuando grandes cantidades de agua son innecesariamente empleadas, ellas diluyen la pasta de cemento (Cueva y Muñoz,. 2.2. BASES TEÓRICAS 2.2.1. Fundamentación filosófica. PE CU AR IA S. 2016).. La relación agua-cemento (a/c) es el valor característico más importante de la tecnología. del hormigón, es el cociente entre las cantidades de agua y de cemento existentes en el. hormigón fresco, o sea que se calcula dividiendo la masa del agua por la del cemento contenidas en un volumen dado de hormigón.. RO. R=a/c. AG. R: Relación agua / cemento. a: Masa del agua del hormigón fresco. DE. c: Masa del cemento del hormigón. La relación agua - cemento crece cuando aumenta la cantidad de agua y decrece cuando. CA. aumenta el contenido de cemento. En todos los casos, cuanto más baja es la relación agua. TE. - cemento tanto más favorable son las propiedades de la pasta de cemento endurecida.. La importancia de la relación agua - cemento fue descubierta hace 60 años por Duff A.. IO. Abrams especialista de EE. UU. Después de haber estudiado un gran número de. BL. hormigones de diferentes composiciones, anunció la ley que expresa que, con un agregado dado, la resistencia depende sólo de la relación agua - cemento del hormigón. BI. fresco. Este descubrimiento ha provocado desarrollos importantes puesto que otras propiedades de gran valor del hormigón, también dependen de la relación agua cemento. (Castañeda et. al., 2017).. 7 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-ca/2.5/pe/.

(19) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas y Comunicaciones. 2.2.2. Fundamentación legal Estas normas definen los requisitos que serán utilizados para concretos estructurales, por lo que es considerada adecuada para asegurar materiales satisfactorios en concretos. PE CU AR IA S. utilizados en obra.. NTP 334.090: Cementos. NTP 339.070: Toma de muestras de agua para la preparación y curado de morteros y concretos de cemento Portland. NTP 339.185: Humedad NTP 400.012: Granulometría NTP 400.017: Peso Unitario. NTP 400.021/400.022: Peso Específico y Absorción. RO. NTP 400.037: Especificaciones Normalizadas para Agregados en Concreto Características Físicas Químicas y Mecánicas.. AG. 2.2.2.1. Cemento. DE. El cemento es un conglomerante formado a partir de una mezcla de caliza y arcilla calcinadas y posteriormente molidas, que tiene la propiedad de endurecerse al contacto con el agua. Hasta este punto la molienda entre estas rocas es llamada Clinker, esta se. CA. convierte en cemento cuando se le agrega yeso, este le da la propiedad a esta mezcla para que pueda fraguar y endurecerse. Mezclado con agregados pétreos (grava y arena) y. TE. agua, crea una mezcla uniforme, maleable y plástica que fragua y se endurece, adquiriendo consistencia pétrea, denominada concreto (en España, parte de Suramérica. IO. y el Caribe hispano) o concreto (en México y parte de Suramérica). Su uso está muy. BL. generalizado en construcción e ingeniería civil.. BI. A. TIPOS DE CEMENTOS a) CEMENTOS PÓRTLAND SIN ADICIÓN Constituidos por Clinker Portland y la inclusión solamente de un determinado porcentaje de sulfato de calcio (yeso). Aquí tenemos según las normas técnicas: • Tipo I: Para usos que no requieren propiedades especiales de ningún otro tipo. 8. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-ca/2.5/pe/.

(20) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas y Comunicaciones. • Tipo II: Para uso general y específicamente cuando se desea moderada resistencia a los sulfatos o moderado calor de hidratación. • Tipo III: Para utilizarse cuando se requiere altas resistencias iniciales. • Tipo IV: Para emplearse cuando se desea bajo calor de hidratación.. PE CU AR IA S. • Tipo V: Para emplearse cuando se desea alta resistencia a los sulfatos.. El peso específico relativo del cemento Portland tipo I, oscila entre 3.1 y 3.2. Cuando el. tipo de obra no justifica la determinación exacta del peso específico relativo del cemento, se puede usar el valor de 3.15.. En todo caso lo que está sucediendo es que cuando compras una bolsa de cemento, te. RO. viene 42.5 kg de este (equivalentes a 1 pie3 en volumen), pero lo que faltó explicar es que esa no es toda la capacidad de la bolsa, la bolsa en sí tiene más capacidad (normalmente se llena las 3/4 partes).. AG. El peso específico relativo es la relación entre el peso de un volumen dado de material a cierta temperatura, al peso de un volumen igual de agua a esa misma temperatura. En. DE. este caso, la temperatura a la cual se haga la prueba no ocasiona mucha diferencia en los resultados; pero es importante que la temperatura del frasco, del líquido y del cemento. CA. se mantenga constante durante toda la práctica.. TE. La principal utilidad que tiene el peso específico del cemento está relacionada con el. IO. diseño y control de mezclas de concreto.. BL. 2.2.2.2. Agua. Las aguas potables y aquellas que no tengan sabores u olores pueden ser utilizadas para. BI. preparar concreto, sin embargo, algunas aguas no potables también pueden ser usadas si cumplen con algunos requisitos, en nuestro país es frecuente trabajar con aguas no potables sobre todo cuando se tratan de obras en las afueras de las ciudades.. 9 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-ca/2.5/pe/.

(21) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas y Comunicaciones. El estudio de las características del agua a utilizar en la mezcla del concreto adquiere gran importancia ya que este material interviene en la reacción química con el material cementante (cemento) para lograr: • La formación de gel. PE CU AR IA S. • En estado fresco, faciliten una adecuada manipulación y colocación de la misma.. • En estado endurecido; la conviertan en un producto de las propiedades y características deseadas.. A. REQUISITOS DE CALIDAD DEL AGUA. El agua que debe ser empleada en la preparación del concreto deberá cumplir con los. requisitos de la Norma NTP 339.088 y ser, de preferencia potable. No existen criterios. RO. uniformes en cuanto a los límites permisibles para las sales y sustancias presentes en el. AG. agua que va a emplearse.. La Norma Peruana NTP 339.088 considera aptas para la preparación y curado del concreto, aquellas aguas cuyas propiedades y contenidos de sustancias disueltas están. CA. 2.2.2.3. Agregados. DE. comprendidos dentro de los siguientes límites.. TE. Son materiales granulares sólidos inertes que se emplean en los firmes de las carreteras con o sin adición de elementos activos y con granulometrías adecuadas; se utilizan para. IO. la fabricación de productos artificiales resistentes, mediante su mezcla con materiales. BL. aglomerantes de activación hidráulica (cementos, cales, etc.) o con rogantes asfálticos.. BI. A. Características a. Físicas Para determinar las propiedades del agregado la norma NTP 400.037 basada en la norma ASTM C33, especifica los procedimientos y las características que deben cumplir los agregados para su uso. La norma recomienda ensayos de:. 10 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-ca/2.5/pe/.

(22) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas y Comunicaciones. . Granulometría: Es la distribución de los tamaños de las partículas que constituyen una masa de agregados; se determina mediante el ensayo de análisis granulométrico que consiste en dividir una muestra representativa del agregado en fracciones de igual tamaño de partículas; la medida de cuantía de cada fracción. . PE CU AR IA S. se denomina granulometrías. Peso Específico: Las partículas del agregado están conformadas por masa del agregado, vacíos que se comunican con la superficie llamados permeables o. saturables y vacíos que no se comunican con la superficie, es decir que quedan en el interior del agregado llamados poros impermeables o no saturables . Absorción Y Humedad: La absorción es el porcentaje de agua necesaria para. saturar los agregados o el concreto con respecto al peso de los materiales secos,. RO. y la humedad es la cantidad de agua retenida que tienen los agregados en sus. poros internos; estos ensayos son importantes de manera que la cantidad de agua. Peso Unitario: es la masa del material necesario para llenar un recipiente de. DE. . AG. requerida en la mezcla pueda controlarse y sea la correcta. volumen unitario. En el peso unitario además del volumen de las partículas del agregado se tiene en cuenta los vacíos que hay entre partículas. Esta se puede. CA. determinar compactada o suelta; el peso unitario compactado se emplea en algunos diseños de mezclas como en el ACI 211 y el peso unitario suelto sirve. TE. para estimar la cantidad de agregados a comprar si estos se venden por volumen. IO. como ocurre comúnmente Densidad: Depende de la gravedad específica de sus constituyentes sólidos como. BL. . BI. de la porosidad del material mismo. La densidad de los agregados es especialmente importante para los casos en que se busca diseñar concretos de bajo o alto peso unitario. Las bajas densidades indican también que el material es poroso y débil y de alta absorción.. . Porosidad: La palabra porosidad viene de poro que significa espacio no ocupado por materia sólida en la partícula de agregado es una de las más importantes. 11 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-ca/2.5/pe/.

(23) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas y Comunicaciones. propiedades del agregado por su influencia en las otras propiedades de éste, puede influir en la estabilidad química, resistencia a la abrasión, resistencias mecánicas, propiedades elásticas, gravedad específica, absorción y permeabilidad.. Peso Unitario: Es el resultado de dividir el peso de las partículas entre el volumen. PE CU AR IA S. . total incluyendo los vacíos. Al incluir los espacios entre partículas influye la. forma de acomodo de estos. El procedimiento para su determinación se encuentra. normalizado en ASTM C 29 y NTP 400.017. Es un valor útil sobre todo para hacer las transformaciones de pesos a volúmenes y viceversa. Por ejemplo, para. un agregado grueso pesos unitarios altos significan que quedan muy pocos huecos por llenar con arena y cemento. . Porcentaje De Vacíos: Es la medida de volumen expresado en porcentaje de los. RO. espacios entre las partículas de agregados, depende del acomodo de las partículas. . AG. por lo que su valor es relativo como en el caso del peso unitario.. Contenido De Humedad: Es la cantidad de agua superficial retenida por la. DE. partícula, su influencia está en la mayor o menor cantidad de agua necesaria en la. CA. mezcla. (Rivera, 2014).. TE. b. Químicas. Una de las causas del deterioro del concreto, que ha sido objeto de más estudios. IO. en los últimos treinta años es la denominada reacción álcaliagregado, que se. BL. origina entre determinados agregados activos y los óxidos de sodio y potasio del. BI. cemento (Stanton, 2001).. La reacción se inicia en la superficie del agregado y se produce en la interface con la pasta de cementos formando un gel que toma agua y se dilata creando presiones internas que llevan a la rotura del material. Los primeros estudios fueron realizados por Stanton, dos años después.. 12 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-ca/2.5/pe/.

(24) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas y Comunicaciones. Según Gonzáles (2013) la reacción álcali agregado comprende los siguientes sistemas: . Reacción Álcali-Carbonato: Este tipo de reacción se produce por los álcalis del. PE CU AR IA S. cemento que actúan sobre ciertos agregados calcáreos, como, por ejemplo, los calcáreos de grano fino que contienen arcilla, que son reactivos y expansivos.. Este fenómeno se presenta cuando el concreto está sometido a atmósfera húmeda. La expansión se debe a la transformación de la dolomita en calcita y brucita,. fuertemente expansiva, que tiene la forma de un gel que origina una presión debido al crecimiento de los cristales. . Reacción Álcali-Silicato: Puede presentarse conjuntamente con la reacción álcali-sílice. Se caracteriza porque progresa más lentamente y forma gel en muy. RO. pequeña cantidad. Se estima que esta reacción se debe a la presencia de. . AG. filosilicatos.. Reacción Álcali-Sílice: Los álcalis en el cemento están constituidos por el Óxido de sodio y de potasio quienes en condiciones de temperatura y humedad pueden. DE. reaccionar con ciertos minerales, produciendo un gel expansivo Normalmente para que se produzca esta reacción es necesario contenidos de álcalis del orden. CA. del 0.6% temperaturas ambientes de 30°C y humedades relativas de 80% y un tiempo de 5 años para que se evidencie la reacción. Mecánicas. Resistencia: La resistencia de los agregados dependen de su composición textura. IO. . TE. c.. y estructura y la resistencia del concreto no puede ser mayor que el de los. BL. agregados; Si los granos de los agregados no están bien cementados unos a otros. BI. consecuentemente serán débiles. La resistencia al chancado o compresión del agregado deberá ser tal que permita la resistencia total del matriz cementante. La norma británica establece un método para medir la resistencia a la compresión de los agregados utilizando cilindros de 25.4mm de diámetro y altura.. 13 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-ca/2.5/pe/.

(25) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas y Comunicaciones. . Tenacidad: Esta característica está asociada con la resistencia al impacto del material. Está directamente relacionada con la flexión, angularidad y textura del material.. Dureza: Se define como dureza de un agregado a su resistencia a la erosión. PE CU AR IA S. . abrasión o en general al desgaste. La dureza de las partículas depende de sus constituyentes. Entre las rocas a emplear en concretos éstas deben ser resistentes a procesos de abrasión o erosión y pueden ser el cuarzo, la cuarcita, las rocas densas de origen volcánico. . Módulo De Elasticidad: Es definido como el cambio de esfuerzos con respecto a la deformación elástica, considerándosele como una medida de la resistencia. del material a las deformaciones. El módulo elástico se determina en muy inusual. RO. su determinación en los agregados sin embargo el concreto experimentara deformaciones por lo que es razonable intuir que los agregados también deben. AG. tener elasticidades acordes al tipo de concreto. El valor del módulo de elasticidad además influye en el escurrimiento plástico y las contracciones que puedan. CA. 2.2.3. Fundamentación. DE. presentarse.. 2.2.3.1. El concreto. TE. El concreto es el material constituido por la mezcla en ciertas proporciones de cemento,. IO. agua, agregados y opcionalmente aditivos, que inicialmente denota una estructura plástica y moldeable, que posteriormente adquiere una consistencia rígida con. BL. propiedades aislantes y resistentes, lo que lo hace un material ideal para la construcción. (Harrnsen, 2005).. BI. 2.2.3.2. Componentes del concreto  Cemento: El cemento puede ser definido como un polvo fino aglutinante con propiedades aglomerantes o ligantes que endurece bajo la acción del agua. Con la adición de agua, se convierte en una pasta homogénea capaz de endurecer, y conservar su estructura, incluso 14. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-ca/2.5/pe/.

(26) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas y Comunicaciones. en contacto de nuevo con el agua. En la forma hormigón, es una piedra artificial, que puede tomar la forma y el volumen de acuerdo con las necesidades de cada trabajo.. A. Tipos de Cemento. PE CU AR IA S. a. Portland Comunes Tipo I: el cemento portland tipo I es el normal, usado en la construcción de obras de. hormigón en general, viviendas, edificaciones, estructuras etc., se utiliza cuando las especificaciones de construcción, no indican el uso de otro tipo de cemento.. Tipo II: El cemento Portland tipo II tienen una resistencia media a los ataques de. sulfatos, con o sin calor moderado de hidratación, se usa en obras de construcción en general y en construcciones expuestas a la acción modera de los sulfatos, o que requieren. RO. un calor de hidratación moderado, cuando así este consignado en las especificaciones de. construcción, por lo general es el cemento utilizado en la realización de tuberías de. AG. hormigón y puentes. Su precio es muy similar al cemento portland tipo I. Tipo III: el Cemento Portland tipo III, alcanza una resistencia inicial alta, su resistencia a la compresión a los 3 días, es igual a la resistencia a la compresión en. DE. siete días de los cementos tipos I y II.. Es usado cuando se necesita un hormigón que debe ser desencofrado antes de los 28 días. CA. y recibirá cargas muy pronto, como en el caso de los elementos prefabricados o. TE. construcciones de emergencia.. Tipo IV: El Cemento Portland tipo IV es usado cuando se necesita un bajo calor de. IO. hidratación sin producirse dilataciones durante la etapa de fraguado. El calor desprendido. BL. durante la hidratación se produce más lento. Es utilizado en estructuras de hormigón muy grandes, como los diques.. BI. Tipo V: El Cemento Portland tipo V es usa en la construcción de elementos y obras que necesiten una resistencia elevada al ataque concentrado de sulfatos y álcalis, como en las alcantarillas, canales de conducción e infraestructuras portuarias.. b. Cementos Portland Especiales. 15 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-ca/2.5/pe/.

(27) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas y Comunicaciones. Los cementos Portland Tipos Ia, IIa y IIIa tienen la misma composición que los tipos I, II y III normales, la única diferencia es que en los tipos Ia, IIa, IIIa, tienen un agente incorporador de aire que se muele en la mezcla. La incorporación de aire debe cumplir con la especificación opcional de mínimo y máximo se encuentra en el manual de la. PE CU AR IA S. ASTM. Estos tipos sólo están disponibles en el este de Estados Unidos y Canadá, la incorporación de aire a este tipo de cementos, mejora la resistencia a la congelación cuando hay bajas temperaturas. (Canal Construcción, 2018).  Agregados. Se refiere a los materiales de origen natural o artificial que mezclados con cemento, agua. y aditivos, conforman la roca artificial denominada “concreto” u “hormigón”. Dado que. tres cuartas partes del volumen de concreto son ocupados por los agregados la calidad de. RO. estos es de gran importancia. El agregado debe estar constituido por partículas limpias,. duras, resistentes y durables, que a su vez desarrollen buena adherencia con la pasta de. AG. cemento. Las arcillas adheridas a los agregados y otras impurezas interfieren con el desarrollo de resistencias del concreto. Las propiedades de los agregados dependen en. Clasificación:. CA. B.. DE. gran parte de la calidad de la roca madre de la cual proceden (Cuellar, 2014).. Aunque la clasificación de los agregados básicamente se centra en agregados finos y. TE. gruesos, existen distintos tipos como: • Clasificación por origen.. IO. • Clasificación por color.. BL. • Clasificación por tamaño de partícula. • Clasificación por modo de fragmentación.. BI. • Clasificación por peso específico. • Agregados reciclados.. a). Clasificación por origen. 16 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-ca/2.5/pe/.

(28) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas y Comunicaciones. Dentro de la clasificación por origen, la cual se realiza con base en la procedencia de las rocas y los procesos físico-químicos involucrados en su formación, se pueden encontrar las siguientes clases de agregados: 1. Agregados ígneos: son todos los agregados provenientes de rocas ígneas,. PE CU AR IA S. generalmente, este tipo de rocas son conocidas también como originales, endógenas o magmáticas. Se pueden clasificar en:  Intrusivas, abisales o plutónicas.  Filonianas o hipoabisales.  Extrusivas, efusivas o volcánicas.. 2. Agregados sedimentarios: Son los agregados provenientes de rocas sedimentarias, las cuales son las de mayor abundancia en la superficie terrestre. Este tipo de rocas está. formado por fragmentos de rocas ígneas, metamórficas u otras sedimentarias. Se pueden. RO. originar por descomposición y desintegración o por precipitación o deposición química.. AG. 3. Agregados metamórficos: Son todos los agregados provenientes de rocas metamórficas, que a su vez provienen de ígneas y sedimentarias, las cuales experimentan. DE. grandes presiones y altas temperaturas generadas en los mismos metamorfismos de. CA. contacto o metamorfismo regional o dinámico.. b). Clasificación por color. TE. Es una de las clasificaciones más fáciles de utilizar ya que solo considera el color del. IO. material para hacer una diferenciación, sin embargo, también es uno de los métodos que menos información proporciona acerca del material y del desempeño que puede tener en. BL. la mezcla de concreto.. BI. c). Clasificación por tamaño de partícula Esta identificación de los agregados se deriva de dividirlos de acuerdo con aquel que pasa o no la frontera nominal de 4,75 mm (Tamiz N°4), de acuerdo a lo estipulado en la Norma Técnica Colombiana NTC 32, Tejido de alambre y tamices para propósito de ensayo. De acuerdo al tamaño de la partícula se tienen dos clases de agregados: 17. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-ca/2.5/pe/.

(29) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas y Comunicaciones. . Agregado fino: material que pasa 100% el tamiz 3/8” y queda retenido en la malla N° 200. Generalmente es clasificado como arena gruesa o fina.. . Agregado grueso: es aquel que es retenido 100% en el tamiz N° 4 o superior.. PE CU AR IA S. d). Clasificación por fragmentación. Dependiendo del tipo de fragmentación que tienen, los agregados se pueden clasificar en: . Agregados naturales: son los agregados fragmentados por procesos naturales como la erosión.. . Agregados manufacturados: son todos los agregados fragmentados con procesos mecánicos.. Agregados mixtos: son una combinación de agregados fragmentados de forma. RO. . CA. DE. AG. natural y de forma artificial.. e). Clasificación por peso específico. TE. La clasificación por peso específico es determinada a través del peso unitario de los. . Agregados ligeros. Agregados normales.. BL. . IO. agregados, dependiendo de esta característica se tienen:. Agregados pesados.. BI. . f). Agregados reciclados Los agregados reciclados tienen su origen principal en las demoliciones y varían dependiendo de la estructura de la cual provengan (nueva construcción, reforma o. 18 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-ca/2.5/pe/.

(30) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas y Comunicaciones. demolición) y de factores como función para la cual fue diseñada la estructura original, edad de la estructura, zona donde fue construida, entre otros. Se pueden clasificar en dos grandes grupos: Agregados reciclados limpios: son los que están compuestos por un solo elemento. PE CU AR IA S. . en su mayoría (aproximadamente 95%) y además tienen un porcentaje de impurezas muy bajo (alrededor del 5%). . Agregados reciclados sucios: son todos aquellos agregados que tienen valores fuera de los rangos que se encuentran establecidos (Silva, 2015)..  Agua. El agua es un componente esencial en las mezclas de concreto y morteros, pues permite que el cemento desarrolle su capacidad ligante.. RO. Para cada cuantía de cemento existe una cantidad de agua del total de la agregada que se. requiere para la hidratación del cemento; el resto del agua solo sirve para aumentar la. AG. fluidez de la pasta para que cumpla la función de lubricante de los agregados y se pueda obtener la manejabilidad adecuada de las mezclas frescas. El agua adicional es una masa. DE. que queda dentro de la mezcla y cuando se fragua el concreto va a crear porosidad, lo que reduce la resistencia, razón por la que cuando se requiera una mezcla bastante fluida no debe lograrse su fluidez con agua, sino agregando aditivos plastificantes.. CA. El agua utilizada en la elaboración del concreto y mortero debe ser apta para el consumo humano, libre de sustancias como aceites, ácidos, sustancias alcalinas y materias. TE. orgánicas.. IO. En caso de tener que usar en la dosificación del concreto, agua no potable o de calidad no comprobada, debe hacerse con ella cubos de mortero, que deben tener a los 7 y 28. BL. días un 90% de la resistencia de los morteros que se preparen con agua potable. (Bernal,. BI. 2009).. 2.2.3.3. Diseño de mezcla Se conoce como diseño de mezcla el procedimiento mediante el cual se calculan las cantidades que debe haber de todos y cada uno de los componentes que intervienen en una mezcla de concreto, para obtener de ese material el comportamiento deseado, tanto. 19 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-ca/2.5/pe/.

(31) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas y Comunicaciones. durante su estado plástico como después, en estado endurecido. Los requisitos que una dosificación apropiada debe cumplir son: a) Economía y manejabilidad en estado fresco;. PE CU AR IA S. b) Resistencias, aspecto y durabilidad en estado endurecido. (Porrero, 2014).. 2.3.TERMINOLOGÍA 2.3.1. Definición de términos básicos. Para los propósitos de esta Norma Técnica Peruana se aplican las siguientes. definiciones, además de las que se presentan en la NTP 400.011, NTP 334.001 y NTP 339.047..  Concreto Fresco: El concreto recién mezclado se encuentra en estado fluido. RO. (plástico y moldeable) en el cual no se produce el fraguado ni el endurecimiento para ser depositado en una formaleta y/o sitio permanente.. AG. • La trabajabilidad no debe ser mayor que la necesaria •Un concreto con poca trabajabilidad no puede ser adecuadamente colocado y. DE. compactado. • El concreto debe ser lo suficientemente trabajable como para garantizar el. CA. progreso de la obra sin la necesidad de añadir agua. (Wagner, 2014).  Segregación: La segregación del hormigón es la separación de sus componentes. TE. una vez amasado provocando que la mezcla de hormigón fresco presente una. IO. distribución de sus partículas no uniforme. La segregación puede originar hormigones con superficies mal acabadas, con. BL. coqueras o, al contrario, con exceso de mortero, con una repercusión negativa en. BI. la durabilidad y resistencias mecánicas del hormigón. (Glace, 2014)..  Fraguado del concreto: Es un factor importante en la resistencia del concreto, ya que es necesario determinar el tiempo del fraguado para saber si es necesario utilizar aditivos que controlen la velocidad del fraguado con el fin de regular los tiempos de mezclado y transporte.. 20 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-ca/2.5/pe/.

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