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Estudio de las propiedades del concreto de baja y mediana resistencia con aditivo curador

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA

FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL

"ESTUDIO DE LAS PROPIEDADES DEL CONCRETO DE

BAJA Y MEDIANA RESISTENCIA CON ADITIVO CURADOR"

TESIS

Para Optar el Titulo Profesional de:

INGENIERO CIVIL

Raúl Alberto, Taype Amancay

(2)
(3)

AGRADECIMIENTO:

(4)

El concreto es una mezcla de cemento, arena, piedra y agua, y que para el desarrollo de sus propiedades es necesario que se hidrate completamente, por lo que es necesario mantenerlo húmedo durante el mayor tiempo posible.

Un factor que incide en el desarrollo de las propiedades del concreto, es que en la mayoría de las especificaciones el tiempo de curado mínimo exigido no supera los 14 días. Y a ello se le suma el hecho que en la práctica el concreto es curado durante menos tiempo de lo especificado.

Todo esto se debe a que para el curado del concreto es necesaria la utilización de una gran cantidad de agua. Esto constituye un gran problema en zonas donde existe escasez de agua, y que una solución a esta es el uso de aditivos curadores.

Es por ello que este trabajo de investigación se avoca en el estudio de las propiedades del concreto de baja y mediana resistencia con el uso de un aditivo curador químico.

El aditivo

a

estudiar es el KURE-N-HARDEN, es fabricado por la empresa MBT, este aditivo actúa como curador químico, aplicado como una membrana impermeable sobre la supeñicie del concreto, tiene como función principal la retención de la humedad del concreto evitando así el desecamiento prematuro, garantizando así la hidratación del cemento.

(5)

CONTENIDO

INTRODUCCION

CAPITULO 1: ESTUDIO DE LOS MATERIALES 1.1. Cemento

1.1. 1. Generalidades

1.1.2 Los cementos peruanos y sus características 1.1.3 Cemento utilizado en esta investigación

1.2. Agregados para el concreto 1.2.1. Generalidades 1.2.2. Agregado Fino

1.2.2.1. Definición

1.2.2.2. Propiedades físicas 1.2.3. Agregado Grueso

1.2.3. 1. Definición

1.2.3.2. Propiedades físicas

1.3. Agregado Global 1.3.1 Generalidades

1.3.2 Peso Unitario Compactado

1.4. El agua en el concreto 1.4. 1. Generalidades 1.4.2. Requisitos

1.4.2. 1. Agua para la mezcla 1.4.2.2. Agua para el curado • 1.4.3. Características del agua a utilizar

1.5. Aditivos para el concreto 1.5.1. Generalidades

Pág.

(6)

1.5.4. Clasificación

1.5.5. Aditivo KURE N HARDEN

CAPITULO 11: DISEÑO DE MEZCLA

2.1. Generalidades 2.2. Diseño de mezclas

2.3. Determinación de la relación de agregados, respecto al máximo peso unitario compactado

2.3.1. Criterio de diseño

2.3.2. Determinación de relación arena-piedra 2.4. Diseño del concreto patrón

2.4.1. Diseño para determinar la cantidad de agua

CAPITULO 111: PROCEDIMIENTO DE CURADO

3.1. Generalidades 3.2. Métodos de curado

3.3. Tiempo de curado mínimo

3.4. Procedimiento de curado utilizado en la investigación 3.4.1. Procedimiento de curado por inmersión

3.4.2. Procedimiento de curado con una capa de curador 3.4.3. Procedimiento de curado con dos capas de curador 3.4.4. Procedimiento de curado con aceite

3.4.5. Expuesto al medio ambiente

38

55

CAPITULO IV: PROPIEDADES DEL CONCRETO EN EL ESTADO FRESCO 68

4.1. Generalidades 4.2. Consistencia 4.3. Peso unitario

(7)

4.5. Fluidez

4.2. Tiempo de fraguado

CAPITULO V: PROPIEDADES DEL CONCRETO EN EL ESTADO

ENDURECIDO 78

5.1. Generalidades

5.2. Resistencia a la compresión

5.3. Resistencia a la tracción por compresión diametral 5.4. Programa de elaboración de probetas de concreto

CAPITULO VI: CUADROS DE RESULTADOS Y GRAFICOS

6. 1. Generalidades

6.2. Resistencia a la compresión: cuadros y gráficos • Cuadros

• Gráficos

82

6.3. Resistencia a la tracción por compresión diametral: cuadros y gráficos • Cuadros

• Gráficos

CAPITULO VII: ANALISIS COMPARATIVO DE LOS RESULTADOS

7. 1. Generalidades

7 .2. Análisis de los resultados obtenidos de los ensayos de los materiales

7 .2. 1. De los agregados 7 .2. 1. 1. Agregado fino 7 .2.1.2. Agregado grueso 7 .2.1.3. Agregado global 7 .2. 1.4. Del agua

7 .2.1.5. Del diseño de mezcla

7.3. Análisis de los resultados obtenidos de los ensayos del concreto en el estado fresco.

7.3.1. Consistencia 7.3.2. Peso unitario

(8)

7.3.5. Tiempo de fraguado

7.4. Análisis de los resultados obtenidos de los ensayos del concreto en el estado endurecido

7.4.1. Resistencia a la compresión axial

7.4.2. Resistencia a la tracción por compresión diametral

• CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES - Generalidades

- Conclusiones - Recomendaciones

• BIBLIOGRAFÍA

• ANEXOS:

- A: Análisis Económico

- B: Norma ASTM C-309.81 (93)

- C: Ficha técnica del aditivo químico KURE N HARDEN - D: Norma NTP 339.033

- E: Panel fotográfico

154

162

(9)

UNI-FIC

CAPITULO 1:

ESTUDIO DE LOS

MATERIALES

Tesis: Estudio de las Propiedades del Concreto de Baja y Mediana Resistencia con Acfmvo Curador Bachiller: Raúl Alberto, Taype Amancay

(10)

ESTUDIO DE LOS MATERIALES

1.1. CEMENTO

1.1.1. GENERALIDADES

Es un aglomerante que absorbe el agua con gran facilidad, resultante de la calcinación de rocas calizas, areniscas y arcillas, de manera de obtener un polvo muy fino que en presencia de agua endurece adquiriendo propiedades resistentes y adherentes.

Los romanos utilizaban en la antigüedad una mezcla hidráulica compuesta de calcáreos a'rcillosos con agregados de puzolanas o bien harina de laterita. Con los agregados apropiados, ellos estaban en condiciones de producir el Opus Caementitium o "cemento romano", precursor de nuestro hormigón y que dio origen al término cemento.

En 1824, el ingles J. Aspin, elaboró y patentó un producto similar al cemento, obtenido mediante la cocción de una mezcla de calcáreos y arcilla finamente molida. Este ligante permitiría confeccionar un hormigón similar al obtenido con la piedra Pórtland (calcáreo muy resistente de la isla de Pórtland) comúnmente utilizado en Inglaterra para la construcción. De aquí la denominación "Cemento Pórtland".

Tesis: Estudio de las Propiedades del Concreto de Baja y Mediana Resistencia con Aditivo Curador

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-2-UNI-FIC Capitulo Nº 1

1.1.2. LOS CEMENTOS PERUANOS Y SUS CARACTERÍSTICAS.

Actualmente se fabrican en el Perú los cementos Tipo 1, Tipo 11, Tipo V, Tipo IP, Tipo 1PM, Tipo MS y Tipo ICo.

En general los cementos nacionales siguen los comportamientos típicos a largo plazo que es factible esperar de cementos similares fabricados en el extranjero; sin embargo, la experiencia en el uso de ellos nos permite afirmar que las propiedades a corto plazo no siempre mantienen parámetros constantes, por lo que nunca debe confiarse a priori en ellos sin efectuar pruebas de control para el caso de obras de cierta importancia.

Por otro lado, los fabricantes locales tienen mucha experiencia en la elaboración de cemento, pero ninguno la tiene en la aplicación práctica de este material en la producción de concreto dado que muy rara vez recopilan estos datos o hacen investigación en concreto, por lo que es muy poca la información que pueden aportar en este sentido y además, hay usualmente reticencia para suministrar resultados de sus controles de calidad en forma rutinaria.

No existe información periódica publicada por los fabricantes sobre aspectos básicos como la variación del desarrollo de la resistencia en el tiempo, variación de la hidratación en función de las condiciones ambientales, características de las puzolanas que emplean en los cementos mezclados, estadísticas de los controles ínter laboratorios que realizan, etc. Información que sería sumamente útil para los usuarios e investigadores, evitando muchas situaciones en que se espera un comportamiento por extrapolación con información foránea o con información local incompleta y se obtiene otro por falta de datos confiables.

Cabe acotar que la introducción de los cementos puzolánicos y puzolánicos modificados en nuestro medio ha traído beneficios desde el punto de vista en que tienen ventajas referidas a durabilidad, además de ser convenientes para el fabricante, pues al reemplazar cemerto por puzolana abarata los costos y, los precios de venta experimentan cierta reducción, pero estas ventajas no son del todo aprovechadas por cuanto no ha habido suficiente investigación y

Tesis: Estudio de las Propiedades del Concreto de Baja y Mediana Resistencia oon Aadivo Curador

(12)

-3-difusión lo que trae como consecuencia deficiencia en su utilización por parte del usuario.

Empresas

Cemento Andino Cementos Lima

Cemento Pacasmayo Cemento Rioja

Cementos Sur Cementos Yura

Cuadro 1-Tipos y clases de cementos peruanos.

1 ✓(1)

✓ ✓

✓ ✓

Cemento Pórtland

Puzolánico

11 V IP l(PM)

✓(1) ✓(1) ✓

✓(1) ✓

✓ ✓ ✓

✓(2) ✓(2) ✓

✓ ✓

1) de bajo contenido de álcalis (2) a pedido

Fuente: Asocem

MS

1.1.3. CEMENTO UTILIZADO EN ESTA INVESTIGACIÓN

• Cemento Pórtland Tipo 1 - Sol

o�

...

e a,

a,=

Ec

a, m

ICo u:9 <(

Este cemento es el de mayor difusión en el mercado local y posee las siguientes características:

Norma Técnica: ASTM C-150 y NTP (Norma Técnica Peruana) 334.009 Marca Comercial: SOL.

Presentación: Bolsas de 42.5 Kg. (sacos de dos pliegos) o a granel. Peso específico: 3110 Kg./m.3

Es un producto obtenido de la molienda del clínker. Ofrece un endurecimiento controlado y con el se logran altas resistencias a temprana edad. Es versátil para muchos usos. A partir de este cemento se logran otros tipos de cemento.

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-4-UNI-FIC Capitulo N" 1

Su comportamiento es ampliamente conocido por el sector de construcción civil en todos sus niveles en el mercado peruano.

Sus usos y aplicaciones entre otros son los siguientes:

• En la construcción de edificaciones de mediana y gran envergadura. • Fabricaciones pretensadas.

• Cuando se requiera acelerar el desencofrado o se necesiten poner las obras en servicio rápidamente.

• Otorga una buena performance en obras importantes con tensiones medias o fuertes. Muy bueno para concretos aligerados, densos, prefabricados y normales. Excelente para el mortero en el asentado de ladrillos y otros materiales.

Para una buena utilización del cemento Pórtland Tipo I Sol han de seguirse los siguientes consejos prácticos:

Es importante utilizar agregados de buena calidad, si éstos están húmedos es recomendable dosificar menor cantidad de agua para mantener el diseño de mezcla correcto.

Para lograr resistencias adecuadas es recomendable un curado cuidadoso. Para asegurar la buena conservación del cemento se recomienda almacenar las bolsas bajo techo, separada de paredes o pisos y protegidos del aire húmedo.

Evitar almacenar en pilas más de 10 bolsas para evitar la compactación.

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-5-1.2. AGREGADOS PARA EL CONCRETO 1.2.1. GENERALIDADES

Generalmente se entiende por "agregado" a la mezcla de arena y piedra de granulometría variable. El concreto es un material compuesto básicamente por agregados y pasta cementicia, elementos de comportamientos bien diferenciados:

Los agregados conforman el esqueleto granular del concreto y son el elemento mayoritario ya que representan el 80-90% del peso total de concreto, por lo que son responsables de gran parte de las características del mismo. Los agregados son generalmente inertes y estables en sus dimensiones.

La pasta cementicia (mezcla de cemento y agua) es el material activo dentro de la masa de concreto y como tal es en gran medida responsable de la resistencia, variaciones volumétricas y durabilidad del concreto. Es la matriz que une los elementos del esqueleto granular entre sí.

Cada elemento tiene su rol dentro de la masa de concreto y su proporción en la mezcla es clave para lograr las propiedades deseadas, esto es: trabajabilidad, resistencia, durabilidad y economía.

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6-UNI-FIC

1.2.2. AGREGADO FINO 1.2.2.1. DEFINICION

Capitulo Nº 1

Es el material proveniente de la desintegración natural de las rocas o tipo artificial, siendo sus dimensiones comprendidas entre los limites fijados por las normas, se considera Agregado Fino, al material que pasa por el tamiz 3/8" (9.51 mm), y queda retenido en el tamiz N 200 (74mm).

El agregado fino es proveniente de la cantera "Santa Clara" ubicada en a la altura del Km. 9.5 de la Carretera Central. Este agregado es de origen aluvial y coluvial, cuya explotación se realiza a tajo abierto. Este agregado es previamente tamizado y separado antes de su comercialización.

1.2.2.2. PROPIEDADES FISICAS

• PESO UNITARIO N.T.P. 400.017

Se denomina peso volumétrico o peso unitario del agregado, ya sea suelto o compactado, el peso que alcanza un determinado volumen unitario. Generalmente se expresa en kilos por metro cúbico del material. Este valor es requerido cuando se trata de agregados ligeros o pesados y en el caso de dosificarse el concreto por volumen.

El peso unitario está influenciado por: - Su gravedad específica;

- Su granulometría;

- Su perfil y textura superficial - Su condición de humedad;

- Su grado de compactación de masa. ·

IMPORTANCIA

A partir del conocimiento del peso unitari� del agregado se puede: 1. Calcular el contenido de vacíos;

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7-1 2 3 4 5

2. Clasificar a los agregados en livianos, normales y pesados; 3. Tener una medida de la uniformidad del agregado.

DETERMINACION DEL PESO UNITARIO

En el Perú la determinación del peso unitario ·de los agregados, ya sea el peso unitario seco compactado o suelto seco, se efectúa de acuerdo a lo indicado en la Norma ASTM C 29 o NTP 400.017.

Peso Unitario Suelto: En un balde metálico de 1/10 de pie.3, limpio y seco se llena con una pala el agregado, dejándolo caer de una altura aproximada de 5 cm. Sobre la parte superior del balde, este llenado se realizara en una sola capa sin golpear o chucear, finalmente se enraza suavemente con la varilla metálica, ver procedimiento a seguir en el CUADRO N 1.2.2-A

Wr 2.77 2.77

Wr+Wm 7.54 7.49

Wm 4.77 4.72

0.0028316 0.00283 0.00283 Wr/0.0028316 1682.79 1665.84

PESO UNITARIO SUELTO PROMEDIO 1676.85

PESO UNITARIO SUELTO = 1676.85 kg/m3

Peso Unitario Compactado: En el mismo balde se llena con una pala el agregado en tres capas, la cual deberán ser compactados aplicando 25 golpes por capa, los golpes se distribuirán en forma espiral sobre el agregado, la varilla a utilizar deberá ser lisa, de 5/8" de diámetro, 60 cm. De longitud y de punta roma, ver procedimiento a seguir en el CUADRO N 1.2.2-8

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Bachiller: Raúl Alberto, Taype Amancay

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UNI-FIC Capitulo ti° 1

CUADRO 1.2.2-B: DETERMINACIÓN DEL PESO UNITARIO COMPACTADO

·Pasos , ''','M..:3

1 2 3 4 5

Peso reci

Wr+Wm 8.04 8.02

Wm 5.26 5.24

0.0028316 0.00283 0.00283 3 / 4 = Peso U. a arente com actado Wr/0.0028316 1858.67 1851.25

PESO U. COMPACTADO PROMEDIO 1852.60

PESO UNITARIO COMPACTADO= 1852.60 kg/m3

• PESO ESPECIFICO N.P.T. 400. 022

El peso específico de los agregados, es el cociente de dividir el peso de las partículas entre el volumen de las mismas sin considerar los vacíos entre ellas, se expresa también como densidad, adquiere importancia en la construcción cuando se requiere que el concreto tenga un peso .límite. Además, el peso específico es un indicador de calidad, en cuanto que los valores elevados corresponden a materiales de buen comportamiento, mientras que el peso específico bajo generalmente corresponde a agregados absorbentes y débiles, caso en que es recomendable efectuar pruebas adicionales.

IMPORTANCIA

En relación con la importancia del peso especifico del agregado, es conveniente considerar lo siguiente:

a. Los pesos específicos bajos generalmente indican un material poroso, absorbente y débil. Las altos generalmente indican buena calidad pero ello, en ambos casos, siempre no es seguro salvo que se confirme por otros medios.

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Bachiller: Raúl Alberto. Taype Amancay

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b. El valor del peso especifico puede ser utilizado como una medida indirecta de la solidez o estabilidad de un agregado, siendo generalmente aceptado que éstos disminuyen conforme es menor el valor del peso especifico. c. El peso específico del agregado influye sobre el peso unitario del concreto,

pudiendo ello ser de especial importancia en presas de gravedad en las que se requiere máximo peso del concreto, o en centrales nucleares en las que puede requerirse pantallas de alto peso.

d. En general, el peso especifico del agregado, salvo determinados tipos de agregados livianos o muy densos, está dentro de limites comparativamente estrechos, no siendo el valor crítico para usos normales del concreto.

La Norma ASTM C 128 considera tres formas de expresión de la gravedad específica:

a. Peso Específico de masa; el cual es definido por la Norma ASTM E 12 como la relación, a una temperatura estable, de la masa en el aire de un volumen unitario de material permeable (incluyendo los poros permeables e impermeables naturales del material) a la masa en el aire de la misma densidad, de un volumen igual de agua destilada libre de gas.

b. Peso Específico de masa saturado superfici�lmente seco; el cual es definido como el mismo que el peso específico de masa, excepto que ésta incluye el agua en los poros permeables.

c. Peso Específico Aparente; el cual es definido como la relación, a una temperatura estable, de la masa en el aire de un volumen unitario de un material, a la masa en el aire de igual densidad de un volumen igual de agua destilada libre de gas. Si el material es un sólido, el volumen es aquel de la porción impermeable

Procedimiento a seguir: ver procedimiento ·seguido en el cuadro 1.2.2-C.

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-10-UNI-FIC Capitulo N" 1

CUADRO 1.2.2-C: DETERMINACIÓN DEL PESO ESPECIFICO

.•• ' "'·

PaSOlS mesc.l'ibéión " R•ulfád� f:ll! rift-111

· ,M--2 ." .. M-3 PROM!:D10 1 Volumen de aaua inicial en la probeta (mi) Vi 500.00 500.00 500.00

2 Volumen final desplazado (mi) Vf 698.00 698.00 695.00 3 Volumen muestra S.S.S. = Vf-Vi {cm3l V 198.00 198.00 195.00 4 Peso de la muestra S.S.S. (ar) Wsss 500.00 500.00 500.00 5 Peso de la muestra seca al horno (ar) A 492.00 492.00 492.50

6 Peso esoecifico de masa= A/ V lar/cm3) A/V 2.48 2.48 2.53 2.498 7 Peso esoecifico de masa S.S.S.(ar/cm3) 500N 2.53 2.53 2.56 2.538 8 Peso esoecifico aoarente lar/cm3l NN-{500-A)) 2.59 2.59 2.63 2.602 i 9 Porcentaie de Absorción (%) (500-Al*100/A 1.63 1.63 1.52 1.60

PESO ESPECIFICO DE MASA = 2.498 gr/cm3

PESO ESPECÍFICO DE MASA S. S. S. = 2.538 gr/cm3 PESO ESPECIFICO APARENTE = 2.602 gr/cm3

• PORCENTAJE DE ABSORCION N.T.P. 400.021

Se entiende por absorción, al contenido de humedad total interna de un agregado que está en la condición de saturado superficialmente seco.

La capacidad de absorción del agregado se determina por el incremento de peso de una muestra secada al horno, luego de 24 horas de inmersión en agua y de secado superficial. Esta propiedad se puede obtener del ensayo Peso Especifico. Esta condición se supone representa la que adquiere el agregado en el interior de una mezcla de concreto.

Procedimiento a seguir: ver procedimiento seguido en el cuadro 1.2.2-C.

% ABSORCIÓN = 1.60%

• CONTENIDO DE HUMEDAD ASTM C 566

El contenido de humedad o agua total del agregado es la cantidad de agua que posee el material en su estado natural.

(20)

IMPORTANCIA

La capacidad de absorción es una medida de la porosidad del agregado, estimándose que valores en exceso del 2% al 3% pueden ser un índice de agregados de alta porosidad efectiva. Agregados que absorven valores mayores que los indicados pueden ser aceptables si el tamaño de los poros es grande.

Los agregados de alta absorción y poros pequeños, con valores por debajo de 0.004 mm á 0.005 mm, deben ser evitados dado que el agua no drena de ellos fácilmente. En una mezcla de concreto, si el agregado no está en condición de saturado superficialmente seco, parte del agua puede ser tomada por él para llegar a esa condición. Igualmente, la humedad libre presente sobre la superficie de ias partf culas contribuirá al agua total de la mezcla. Por tanto, la determinación del contenido de humedad, porcentaje de absorción y humedad libre son importantes en la medida que permiten conocer el volumen de agua con que contribuirá o que absorberá el agregado en una mezcla de concreto.

Procedimiento a seguir:

• Se pesa 500 gr del material en estado natural, luego se coloca en el horno en un tiempo de 24 horas, para obtener el peso seco. Ver procédimiento seguido en el cuadro 1.2.2-0.

CUADRO 1.2.2-D: DETERMINACIÓN DEL CONTENIDO DE HUMEDAD

Peso de la muestra en estado natural. r.

2 Peso de la vasr a metálica Wv

3 Peso de la vasra + muestra secada al horno Wv+A 4 Peso de la muestra seca al horno A 5 Contenido de_Humedad = 1 - 4 *100/ 1 n-A *100/Wn

Contenido de Humedad Promedio

CONTENIDO DE HUMEDAD = 1. 7%

Tesis: Estudio ele tas Propiedades del Concreto de Baja y Mediana Resistencia con Aditivo Curador Bachiller: Raúl Alberto. Taype Amancay

500

20 20

511.5 511.0 491.5 491.0

1.7 1.8

1.7%

-

12-'111-3 l'�: 500

(21)

UNI-FIC Capitulo Nº 1

• GRANULOMETRIA N.T.P. 400. 012

Se define como granulometría a la distribución por tamaños de las partículas de agregado. Ello se logra separando el material por procedimiento mecánico empleando tamices de aberturas cuadradas determinadas.

El agregado comprende del 65% al 80% del volumen unitario del concreto. En razón de su importancia en el volumen de la mezcla la granulometría seleccionada para los agregados fino y grueso deberá permitir obtener en las mezclas una máxima densidad, con una adecuada trabajabilidad y características de acabado del concreto fresco y con obtención de las propiedades deseadas en el concreto endurecido.

Cuadro 1.2.2-E: Requisito de Granulometría para agregados Finos.

Requerimientos de granulometría para agregados finos

Malla

Porcentaje que pasa

9.5mm

100

4.75 mm

(Nº

4)

. 95-100

2.36 mm

(Nº

16)

80-100

1.18 mm

(Nº

30)

50-85

600 µm

(Nº

50)

25-60

300 µm

(Nº

100)

10-30

150 µm

(Nº

100)

2-10

Hay varias razones para especificar los límites de granulometría y el tamaño máximo del agregado, siendo lo más importante su influencia en la trabajabilidad y en el costo.

Por ejemplo, las arenas muy gruesas producen mezclas de concreto ásperas y difícilmente trabajables y las arenas muy finas incrementan los requisitos. de agua por lo tanto incrementan también el requerimiento del cemento para una relación dada de agua/cemento y resultan antieconómica;

Tesis: Estudio de tas Propiedades del Conaeto de Baja y Mediana Resistencia con Aádivo Curador

(22)

-los agregados con deficiencia o exceso de cualquier tamaño en particular, producen mezclas de concreto más trabajables y económicas.

Cuadro 1.2.2-F: Pesos retenidos del agregado fino.

Tamiz

PesotgfJl

Arrena

t

.• .",J �Arena .. � "i. �····

"''

3/8" 0.00

4 25 8 50.3

16 126.4

30 131.1 50 78.6 NC!100 46.2 FONDO 42.4 SUMA 500.00

CKa·Ret 0.00

5.0 10.1 25.3 26.2 15.7 9.2 8.5 M.F.

%,Ac:um.

0.00

5.0 15.1 40.3 66.6 82.3 91.5 100.0

3.01

11,

, .. ,�F!asa

·.1i ., 100.00

95.0 84.9 59.7 33.4 17.7 8.5

o.o

GRAFICO 1.2.2-A: Granulometria del Agregado Fino

FONDO Nº100 Nº50 N"30 Nº16 TAMCES

• MODULO DE FINURA. (NTP 400.012)

N"8 Nº◄ 3/8" 112"

En la práctica, un factor empírico llamado modulo de finura se utiliza a menudo como un índice de la finura de un agregado. El modulo de finura es calculado por medio de datos de un análisis de cribado, sumando los porcentajes acumulados del agregado retenido en cada una de las Cribas de la serie

Tesis: Estudio de las Propiedades del Concteto de Baja y Mediana Resistencia oon Aádivo Curador

(23)

-UNI-FIC Capitulo Nº 1

especificada y dividiendo la suma entre 1 OO. Las cribas utilizadas para determinar el modulo de finura son: No.100(150µm), No.50(300µm), No.30(600µm), No.16(1.18mm), No.8(2.36mm), No.4(4. 75mm), 9.5mm, 19mm, 37 .5mm y aun mayores que se incrementan en la proporción de 2 a 1. cabe acotar que cuanto mas alto es el modulo de finura, mas grueso será el agregado.

(5.0+15.1 +40.3+66.6+82.3+91.5)

M.F. = 100

M.F.= 3.01

• MATERIAL QUE PASA LA MALLA Nº 200 (NTP 400.018)

Con este ensayo se determina el porcentaje de materiales muy fino como el limo, arcilla, etc. Existente en el agregado, ya que valores altos de estos disminuyen la resistencia del concreto. El material debajo de malla No 200 no es recomendable que haya más del 5% ya que la mayoría de estos son limos y arcillas, los cuales absorben agua y son expansivas.

Material que pasa la malla Nº 200 = 4.87%

• IMPUREZAS ORGANICAS. (NTP 400.013)

Ensayo usado para la determinación cualitativa de compuestos orgánicos nocivos en agregados finos, el cual se hace con una solución de hidróxido de sodio (3%), el cual al final del periodo de reposo de 24 horas, se comparo el liquido que sobrenada con el vidrio patrón, el cual resulto ser mas claro, llegando a la conclusión que el agregado fino utilizado para el desarrollo de la tesis no presenta impurezas orgánicas.

Las sustancias nocivas son aquellas que e�tán presentes como constituyentes menores, ya sea del agregado fino o del agregado grueso, pero que son

Tesis: Estudio de las Propiedades del Concreto de Baja y Mediana Resistencia oon Aditivo Curador

(24)

-capaces de afectar adversamente la trabajabilidad, el fraguado y endurecimiento y las características de· durabilidad del concreto.

1.2.3. AGREGADO GRUESO

1.2.3.1. DEFINICION

Es el material proveniente de la desintegración natural de las rocas o tipo artificial, siendo sus dimensiones comprendidas entre los limites fijados por las normas, se considera agregado grueso, al material retenido en el tamiz N 4 (4.76 mm).

El agregado Grueso es proveniente de la cantera "Gloria" ubicada en a la altura del Km. 14.5 de la Carretera Central. Este agregado es de origen ígneo, cuya explotación se realiza a tajo abierto. Este agregado es previamente pasados por una chancadora, luego de ser tamizados_ y separados antes de su comercialización.

1.2.3.2. PROPIEDADES FISICAS

• PESO UNITARIO N.T.P. 400.017

Se denomina peso volumétrico o peso unitario del agregado, ya sea suelto o compactado, el peso que alcanza un determinado volumen unitario. Generalmente se expresa en kilos por metro cúbico del material. Este peso varia de acuerdo a ciertas condiciones intrinsecas, como la forma, tamaño, granulometría, contenido e humedad, grado de compactación y depende también del tamaño máximo del agregado en relación con el volumen del recipiente, ver cuadro 1.2.3-A.

Tesis: Estudio de /as Propiedades del Concreto de Baja y Mediana Resistencia con Aditivo Curador

(25)

-UNI-FJC

Capitulo Nº 1

Cuadro 1.2.3-A: Tipo de recipiente a utilizar de acuerdo al tamaño Máximo del agregado.

CAPACIDAD DEL RECIPIENTE TAMAÑO MAXIM0

(pie.3) (mt.3) DEL AGREGADO

"1 /10" 0.00283 1/2" 12.50 mm

"1 /3" 0.00943 1" 25.00 mm

"1 /2" 0.01415 1 1/2" 40.00 mm "1" 0.02831 4" 100.00 mm

DETERMINACION DEL PESO UNITARIO

En el Perú la determinación del peso unitario de los agregados, ya sea el peso unitario seco compactado o suelto seco, se efectúa de acuerdo a lo indicado en la Norma ASTM C 29 o NTP 400.017.

Peso Unitario Suelto: El procedimiento es el mismo que para el agregado Fino con la única excepción del tipo de balde a utilizar, que se determinara según el cuadro A. Ver procedimiento a seguir en el CUADRO N 1.2.3-8.

CUADRO 1.2.3-B: DETERMINACIÓN DEL PESO UNITARIO SUELTO

Pasos Descripción Resultados M-1 M-2

1 Peso recipiente metálico ( 1/10pie3) Kg. Wr 7.00 7.00 2 Peso recipiente + peso muestra (Kg.) Wr+Wm 20.50 20.30

3 (2) - (1) = Peso de la muestra suelta (Kg.) Wm 13.50 13.30

4 Volumen recip. (1/3pie3=0.00943m3) 0.00943 0.00943 0.00943 5 (3) / (4) = Peso unitario aparente suelto Wr/0.0028316 1431.60 1410.39

PESO UNITARIO SUELTO PROMEDIO 1421.00

PESO APARENTE SUELTO= 1421.00 Kg./m3

Peso Unitario Compactado: El procedimiento es el mismo que para el agregado Fino con la única excepción del tipo de balde a utilizar, que se

Tesis: Estudio de tas Propiedades del Concreto de Baja y Mediana Resistencia con Aditivo Curador

Bachiller: Raúl Alberto, Taype Amancay -17

-M-3

7.00

20.40

13.40

(26)

determinara según el CUADRO N 1.2.3-C.

cuadro 1.2.3-A. Ver procedimiento a seguir en el

CUADRO 1.2.3-C: DETERMINACIÓN DEL PESO UNITARIO SUELTO

Pasos Descripción Resultados M-1 M-2

1 2

3

4

5

Peso recioiente metálico ( 1/1 0oie3) Ka. Wr 7.00 7.00

Peso recioiente + peso muestra (KQ.) Wr+Wm 21.75 21.55

(2) - (1) = Peso de la muestra suelta (Ka.) Wm 14.75 14.55

Volumen recio. (1/3pie3=0.00943m3) 0.00943 0.00943 0.00943

(3) / (4) = Peso unitario aoarente suelto Wr/0.00943 1564.16 1542.95

PESO U. COMPACTADO PROMEDIO 1551.79

PESO APARENTE COMPACTADO= 1551.75 kg/m3

• PESO ESPECIFICO N.P.T. 400. 022

Es la misma definición que para el agrego Fino, relación entre el peso del material y su volumen

Al igual que al agregado fino la Norma ASTM C 128 considera tres formas de expresión de la gravedad específica:

a. Peso Específico de masa; el cual es definido por la Norma ASTM E 12 como la relación, a una temperatura estable, de la masa en el aire de un volumen unitario de material permeable (incluyendo los poros permeables e impermeables naturales del material) a la masa en el aire de la misma densidad, de un volumen igual de agua destilada libre de gas.

b. Peso Específico de masa saturado superficialmente seco; el cual es definido como el mismo que el peso específico de masa, excepto que ésta incluye el agua en los poros permeables.

c. Peso Específico Aparente; el cual es definido como la relación, a una temperatura estable, de la masa en el aire de un volumen unitario de un

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Bachiller: Raúl Alberto, Taype Amancay 18

-M-3 7.00 21.60

14.60 0.00943

(27)

UNI-FIC Capitulo Nº 1

material, a la masa en el aire de igual densidad de un volumen igual de agua destilada libre de gas. Si el material es un sólido, el volumen es aquel de la porción impermeable

Procedimiento a seguir: ver procedimiento seguido en el cuadro 1.2.3-D.

CUADRO 1.2.3-0: DETERMINACIÓN DEL PESO ESPECIFICO

Pasos 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Descripción

Volumen de aoua inicial en la oro beta (mi) Volumen final desplazado (mi)

Volumen muestra S.S.S.= Vf-Vi (cm3) Peso de la muestra S.S.S. (or)

Peso de la muestra seca al horno far) Peso esoecifico de masa= A/ V (qr/cm3) Peso especifico de masa S.S.S.(ar/cm3) Peso especifico aparente (ar/cm3) Porcentaje de Absorción (%)

PESO ESPECIFICO DE MASA

PESO ESPECÍFICO DE MASA S. S. S. PESO ESPECIFICO APARENTE

Resultados Vi Vf V Wsss A A/V 500N NN-(500-AH (500-A)*100/A = = =

• PORCENTAJE DE ABSORCION N.T.P. 400.021

M-1 M-2

500.00 500.00 685.00 688.00 185.00 188.00 500.00 500.00 496.50 496.70

2.68 2.64

2.70 2.66

2.74 2.69

0.70 0.66

2.656 gr/cm3 2.674 gr/cm3 2.704 gr/cm3

M-3 500.00 688.00 188.00 500.00 496.90 2.64 2.66 2.69 0.62

Se entiende por absorción, al contenido de humedad total interna de un agregado que está en la condición de saturado superficialmente seco.

Ver procedimiento seguido en el cuadro 1.2.3-D.

% ABSORCIÓN = 0.66%

Tesis: Estudio de las Propiedades del Concreto de Baja y Mediana Resistencia con Aditivo Curador

Bachiller: Raúl Alberto. Taype Amancay 19

-PROMEDIO

2.656

(28)

• CONTENIDO DE HUMEDAD ASTM C 566

El contenido de humedad o agua total del agregado es la cantidad de agua que posee el material en su estado natural.

Procedimiento a seguir:

• Se pesa 500 gr del material en estado natural, luego se coloca en el horno en un tiempo de 24 horas, para obtener el peso seco. Ver procedimiento seguido en el cuadro 1.2.3-E.

CUADRO 1.2.3-E: DETERMINACIÓN DEL CONTENIDO DE HUMEDAD

Pasos Descripción Resultados M-1 M-2

1 2 3 4 5

Peso de la muestra en estado natural. (qr.) Wn 1000 1000

Peso de la vasija metálica Wv 102.4 138.2

Peso de la vasija + muestra secada al horno Wv+A 1098.5 1133.5

Peso de la muestra seca al horno A 996.1 995.3

Contenido de Humedad= ((1)-(4))*1001(1) (Wn-A)*100/Wn 0.39 0.47

Contenido de Humedad Promedio 0.45

CONTENIDO DE HUMEDAD = 0.45%

• GRANULOMETRIA N.T.P. 400. 012

La granulometría del agregado grueso se realizo de acuerdo a la norma mencionada, y se expresa en términos de los porcentajes retenidos en los tamices ASTM ¼", 3/8", ½", ¾", 1", 1 ½"; y mayores. Si la granulometría del agregado se modifica disminuyendo la superficie especifica, la consistencia de la mezcla tiende a disminuir

En el cuadro 1 se muestra los requerimientos para la gradación del agregado grueso según la norma ASTM C-33.

Tesis: Estudio de las Propiedades del Concreto de Baja y Mediana Resistencia con Aditivo Curador

Bachiller: Raúl Alberto. Taype Amancay -20

-M-3

1000

137.6 1132.8

(29)

UNI-F/C Capitulo Nº 1

Cuadro 1.2.3-F: Requerimientos de granulometría de los agregados gruesos

Tamaño

ASTM nominal % QUE PASA POR LOS TAMICES NORMALIZADOS

100mm 90mm 75mm 63mm 50mm 37.5mm 25mm 19mm 12.5mm 9.5m 4.75mm (4") (3½") (3") (2½") (2") (!½") (I") ('/4") (½") m (Nº4)

(3/ll") 1 90a 37.Smm 100 90a 100 25 a60 ºª 15 0aS

í3 ½"a 1 ½")

2 63a37.5mm 100 90 a 100 35 a 0a lS 0aS í2 ½"a 1 ½") 70

3 50a25mm 100 90 a 35 a70 0a IS 0a5

(2"a l"l 100

357 50a4.7Smm 100 9Sa 35a 10a30 0aS

(2" a Nº4) 100 70

4 37.5 a 19.0mm 100 90 a 100 20a 0a 15 0aS

(1 ½"a¼"l SS

467 37.5 a 4.750mm 100 95 a 100 35a 10 a 0■S

í l ½" a N°4) 70 30

s 25 a 12.5mm 100 ,O■ 20 a O a 10 0a5

(I" a½") 100 SS

S6 25a9.5mm 100 ,.. 40. 10 a40 0a 15 0aS

(1" a 3/ll"l 100 85

57 25a4.7Smm 100

�-

25 a60 ºª 10

O" a Nº4l 100

6 19a9.5 mm 100 ,.. 10 a SS O a 15 0■S

í'/4" a 3/8") 100

67 19a4.7S mm 100

...

20a O■ 10

í'/4". N"4) 100 SS

7 12.S a 4.75 mm 100 ffa 100 40a 0a IS

í½" a N"4) 70

8 9.5 a 2.36mm 100 85■ l0a30

(318" a N°8) 100

Cuadro 1.2.3-G: Pesos retenidos del agregado grueso.

Tamiz Peso (gr) Piedra

Piedra %Ret. %Acum. %Pasa

21/2" 0.00 0.00 100.00

2" 0.00 0.00 100.00

11/2" 0.00 0.00 100.00

1" 0.00 0.00 100.00

3/4" 131.50 1.64 1.64 98.36 1/2" 4952.17 61.90 63.55 36.45 3/8" 1902.17 23.78 87.32 12.68

4 870.83 10.89 98.21 1.79

FONDO 143.33 1.79 100.00 0.00

SUMA 8000.00 M.F. 6.87

Tesis: Estudio de las Propiedades del Concreto de Baja y Mediana Resistencia con Aditivo Curador Bachiller: Raúl Alberto. Taype Amancay

2.36mm 1.18mm (Nº8) (Nºl6)

0aS

0■S

O aS

O a 10 0■5

(30)

-GRAFICO 1.2.3-A: Granulometría del Agregado Grueso

- --- --- --- - ◄ • -• 3/4" -3/8"

-A.GRUESO

' ' - -- ,--- ---- ----r ----' '

100 70 60 < C/) ' ' ---� --- ---., --

---50 :_ ---. ' ---.... '

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40

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20

10

e----,----,---�.---·.---.-' ___ ;...._ _ _¡_ _ o 16 Nº8 N°4 3/8" 1/Z' 3/4" 1"

1 1/Z' Z' 2 1/2" TAMICES

• MODULO DE FINURA. (NTP 400.012)

El módulo de fineza es un índice del mayor o menor grosor del conjunto de partículas de un agregado. Se define como la suma de los porcentajes acumulados retenidos en las mallas de 3"; 1 1/2"; 3/4"; 3/8"; Nº 4; Nº 8; Nº 16; 30; Nº 50; y Nº 100, divididas entre 1 OO.

El procedimiento para calcular el modulo de finura es igual para todos los agregados ya sean finos o gruesos.

(1.64+87.32+98.21+100+100+100+100+100)

M.F. = 100

M.F.= 6.87

Tesis: Estudio de las Propiedades del Concreto de Baja y Mediana Resistencia con Aditivo Curador

(31)

-UNI-FIC Capitulo Nº 1

• TAMAÑO MÁXIMO. (NTP 400.037)

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

TAMAÑO MÁXIMO = 1 ".

• TAMAÑO MÁXIMO NOMINAL. (NTP 400.037)

El tamaño máximo nominal del agregado grueso se determina a partir de un análisis por tamices y, generalmente, se acepta que es el que corresponde al tamiz inmediatamente superior a aquel en el cual queda 15% ó más de material acumulado retenido.

TAMAÑO MÁXIMO NOMINAL = 3/4".

Cuadro 1.2.3-H: Resumen de propiedades del agregado fino y grueso.

DESCRIPCIÓN AG. FINO

Peso Especifico de masa(gr/cm3) 2.498

Peso especifico de masa s.s.s.(gr/cm3) 2.538

Peso especifico aparente(gr/cm3) 2.602

Contenido de humedad (%) 1.7

Porcentaje de absorción (%) 1.6

Peso unitario suelto(kg/m3) 1676.85

Peso unitario compactado(kg/m3) 1852.6

Modulo de finura 3.01

Tamaño nominal máximo

-Tamaño máximo

Tesis: Estudio de las Propiedades del Concreto de Baja y Mediana Resistencia con Aditivo Curador Bachiller: Raúl Alberto, Taype Amancay

AG.GRUESO

2.656

2.674

2.704

0.45

0.66

1421

1551.8

6.87

3/4"

1"

(32)

-1.3. AGREGADO GLOBAL

1.3.1. GENERALIDADES

Es conocido también en el Perú como agregado integral, es una mezcla natural, en proporciones arbitrarias, de grava y arena procedentes de río o cantera.

Estos agregados se pueden utilizar en la elaboración de concreto tal como se encuentra en la naturaleza, siempre que cumplan los requisitos de la norma de agregados, caso de no cumplir se deberá procesar el material, hasta satisfacer las especificaciones. Su granulometría deberá estar comprendida entre el material retenido en la malla Nº 200 como mínimo y el que pase la malla de 2"

como máximo.

La evaluación individual tanto de la arena como de la piedra no son suficientes, y más aun se da el caso de que estos elementos evaluados individualmente, no cumplan con los usos estipulados por la norma ASTM C-33. Es por ello logrando una participación porcentual podremos lograr una gradación de partículas, para ciertos requerimientos como por ejemplo trabajabilidad.

Estas combinación de agregados totales se le evaluar usando curvas teóricas y usos totales como el HUSO DIM 1045 para el agregado global.

1.3.2. PESO UNITARIO COMPACTADO

Para lograr una óptima granulometría del agregado global, para el diseño de un concreto de calidad, trabajabilidad y economía, es necesario determinar las proporciones de agregado fino y agregado grueso de manera que nos resulte un agregado de mayor peso unitario compactado.

Esta combinación de máxima densidad creara un volumen mínimo de vacíos necesitando menos cantidad de pasta de cemento (economía), cuando forme parte del concreto.

Tesis: Estudio de las Propiedades del Concreto de Baja y Mediana Resistencia con Aditivo Curador

(33)

-UNI-FIC Capitulo Nº 1

En el cuadro 1.3-A se muestra las diferentes proporciones entre agregado fino y grueso, para obtener el mayor peso unitario compactado.

Cuadro 1.3-A Proporciones para la combinación de agregados.

PORCENTAJE DE AGREGADOS

% A.Fino 40.0 45.0 50.0 55.0 60.0

% A.Grueso 60.0 55.0 50.0 45.0 40.0

Cuadro i .3-B Combinación de agregados mediante el peso unitario Compactado del agregado global

% A.Fino P.U.C. (kg/m3)

40 1970.7

45 2014.8

50 1944.1

55 1938.8

60 1930.0

Grafico 1.3-A: % de Agregado fino Vs Peso unitario Compactado

2040.0 2020.0 e 2000.0 i:ñ 1980.0 � 1960.0 0 1940.0 � 1920.0 1900.0 1880.0

P.U.C. Vs % AGR. FINO

40 45

,_

50 %FINO

-.

55 60

Se determino la mejor combinación de agregados en un 45% de agregado fino y 55% de agregado grueso, el cual Jo consideraremos como un primer indicador de los porcentajes de agregado en la mezcla.

Tesis: Estudio de las Propiedades del Concreto de Baja y Mediana Resistencia con Aditivo Curador

(34)

-El 45% en peso de agregado fino representa el 46.5% en volumen. Entonces la combinación en volumen será de 46.5% de fino y 53.5% de grueso.

1.4. EL AGUA EN EL CONCRETO

1.4.1. GENERALIDADES

Ya hemos visto que el agua es el elemento indispensable para la hidratación del cemento y el desarrollo de sus propiedades, por lo tanto este componente debe cumplir ciertos requisitos para llevar a cabo su función en la combinación química, sin ocasionar problemas colaterales si tiene ciertas sustancias que pueden dañar al concreto complementariamente, al evaluar el mecanismo de hidratación del cemento vimos como añadiendo agua adicional mediante el curado se produce hidratación adicional del cemento, luego esta agua debe cumplir también algunas condiciones para poderse emplearen el concretos.

La calidad del agua es importante, ya que las impurezas que contenga pueden interferir en el endurecimiento del cemento, afectar negativamente la resistencia del concreto u ocasionar el manchado de su superficie, así como iniciar un proceso corrosivo en el refuerzo. Por estas razones debe evaluarse su conveniencia para fines de mezclado y curado. Debe hacerse una distinción clara entre los efectos del agua para mezcla y el ataque de agua agresiva al concreto endurecido, ya que algunas de éstas últimas son inofensivas e incluso benéficas si se usan en el mezclado.

1.4.2. REQUISITOS

1.4.2.1. AGUA PARA MEZCLA

El agua presente en la mezcla de concreto reacciona químicamente con el material cementante para lograr:

a. La formación de gel

Tesis: Estudio de las Propiedades del Concreto de Baja y Mediana Resistencia con Adiüvo Curador

(35)

-UNI-FIC Capitulo Nº 1

b. Permitir que el conjunto de la masa adquiera las propiedades que: En estado no endurecido faciliten una adecuada manipulación y colocación de la misma.

En estado endurecido la conviertan en un producto de las propiedades y características deseadas.

Como requisito de carácter general y sin que ello implique la realización de ensayos que permitan verificar su calidad, Se podrá emplear como aguas de mezclado aquellas que se consideren potables, o las que por experiencia se conozcan que pueden ser utilizadas en la preparación del concreto.

Casi cualquier agua natural que sea potable y que no tenga sabor u olor pronunciado, se puede utilizar para prodücir concreto. Sin embargo, algunas aguas no potables pueden ser adecuadas para el concreto.

Adicionalmente, el agua empleada no deberá contener sustancias que puedan producir efectos desfavorables sobre el fraguado, la resistencia o durabilidad, apariencia del concreto, o sobre los elementos metálicos embebidos en éste.

Previamente a su empleo, será necesario investigar y asegurarse que la fuente de provisión no está sometida a influencias que puedan modificar su composición y características con respecto a las conocidas que permitieron su empleo con resultados satisfactorios.

Curiosamente ni el ACI ni el ASTM establecen requisitos para el agua de mezcla para el concreto, sin embargo, en una iniciativa realmente importante la

NTP 339.088 establece como requisitos para agua de mezcla y curado.

La Norma NTP 339.088 establece como requisitos para agua de mezcla y curado los siguientes parámetros:

Tesis: Estudio de las Propiedades del Concreto de Baja y Mediana Resistencia con Aditivo Curador

(36)

-Cuadro 1.4-A: Requisitos para agua de mezcla y curado. DESCRIPCION LIMITE PERMISIBLE Sólidos en suspensión 5000 ppm máximo

Materia orgánica 3 ppm máximo

Carbonatos y bicarbonatos alcalinos 1000 ppm máximo

(alcalinidad total expresada en NaHC03)

Sulfatos (Ión S04) 600 ppm máximo

Cloruros (Ión CI) 1000 ppm máximo

PH Entre 5.5 y 8

1.4.2.2. AGUA PARA CURADO

Curado del concreto debe tener como objetivo principal el mantenerlo saturado hasta que los espacios originalmente ocupados por el agua en la pasta fresca se llenen con los productos de hidratación del cemento, reduciendo a un mínimo los poros capilares

Se entiende por curado el conjunto de medidas que tienen la función de proteger el concreto, desde el momento de la colocación hasta el desarrollo de resistencias suficientes, mejorando así la calidad.

Uno de los mayores peligros para el concreto fresco es la deshidratación precoz: ésta se inicia en superficie y se propaga en profundidad impidiendo una buena hidratación de la pasta de cemento. Esta, debe poseer una densidad elevada y de este modo una porosidad mínima, sobre todo en las zonas directamente bajo la superficie. Sólo así, la pasta de cemento está en condiciones de oponer resistencia a las agresiones externas y a la carbonatación antes que alcancen la armadura.

Las pérdidas de agua que ocurren después del inicio del fraguado se deben principalmente a:

Tesis: Estudio de las Propiedades del Concreto de Baja y Mediana Resistencia con Aditivo Curador

(37)

28-UNI-FIC Capffulo Nº 1

a) La evaporación del agua por acción del medio ambiente o por elevación de la temperatura en el concreto debido al proceso de hidratación.

b) Diferencias entre la temperatura del concreto y la del medio ambiente. c) El desarrollo del proceso de auto desecación del concreto.

El curado se iniciará tan pronto como el concreto haya endurecido lo suficiente como para que su superficie no resulte afectada por el procedimiento empleado.

El curado debe proteger al concreto de:

• Deshidratación precoz debida al viento, al sol, al frío seco.

• Temperaturas extremas (calor-frío y grandes amplitudes térmicas). • Intemperie.

• Acción prematura de sustancias nocivas como aceites, y otras.

En general, el agua que es adecuada para la mezcla también lo es para el curado; sin embargo, el hierro y la materia orgánica pueden ocasionar manchas, especialmente si el agua fluye lentamente sobre el concreto y se evapora con rapidez.

1.4.3. CARACTERÍSTICAS DEL AGUA A UTILIZAR.

El agua empleada para la fabricación de concreto y para el curado, fue la distribuida por el servicio de agua potable que abastece al Laboratorio de Ensayo de Materiales (LEM - UNI).

Tesis: Estudio de las Propiedades del Concreto de Baja y Mediana Resistencia con Aditivo Curador

(38)

-1.5. ADITIVOS PARA CONCRETO 1.5.1. GENERALIDADES

Un aditivo es definido, tanto por el Comité 116R del American Concrete lnstitute como por la Norma ASTM C 125, como «un material que no siendo agua, agregado, cemento hidráulico, o fibra de refuerzo, es empleado como un ingrediente del mortero o concreto, y es añadido a la tanda inmediatamente antes o durante su mezclado».

Cada vez se consolidando a nivel internacional el criterio de considerar a los aditivos como un componente normal dentro de la Tecnología del Concreto moOderna ya que contribuyen a minimizar los riesgos que ocasiona el no poder controlar ciertas características inherentes a la mezcla de concreto original, como son los tiempos de fraguado, la estructura de vacíos, calor de hidratación, etc.

En la actualidad, la mayor parte del concreto producido en algunos países contiene uno o mas aditivos, se informa que aditivos químicos se agregan al 88% del concreto vaciado en Canadá, al 85% en Australia y al 71 % en los Estados Unidos, por lo tanto, es realmente importante que los ingenieros civiles se familiaricen con los aditivos comúnmente usados así como con sus aplicaciones y limitaciones típicas.

Cualquier labor técnica se realiza más eficiente si todos los riesgos están calculados y controlados, siendo los aditivos la alternativa que siempre permite optimizar las mezclas de concreto y los procesos constructivos.

Los aditivos son materiales utilizados como componentes del concreto o el mortero, los cuales se añaden a éstos durante el mezclado a fin de:

a) Modificar una o algunas de sus propiedades, a fin de permitir que sean mas adecuados al trabajo que se está efectuando;

Tesis: Estudio de las Propiedades del Concreto de Baja y Mediana Resistencia con Aditivo Curador

(39)

-UNI-FIC

b) Facilitar su colocación

c) Reducir los costos de operación

Capitulo Nº 1

En la decisión sobre el empleo de aditivos debe considerarse en que casos:

a) Su utilización puede ser la única alternativa para lograr los resultados deseados.

b) Los objetivos deseados pueden lograrse, con mayor economía y mejores resultados, por cambios en la composición o proporciones de la mezcla.

1.5.2. CONDICIONES DE EMPLEO

Los aditivos utilizados deberán cumplir con los requisitos de las Normas ASTM o ITI NTEC correspondientes.

Su empleo deberá estar indicado en las especificaciones del proyecto, o ser aprobado por la Supervisión.

El empleo de aditivos incorporadores de aire es obligatorio en concretos que, en cualquier etapa de su vida, pueden estar expuestos a temperaturas ambiente menores de OC. En otros casos, el empleo de estos aditivos sólo es obligatorio cuando puede ser la única alternativa para lograr los resultados deseados.

El empleo de aditivos no autoriza a disminuir el contenido de cemento seleccionado para la unidad cúbica de concreto.

1.5.3. RAZONES DE EMPLEO

Entre las principales razones de empleo de aditivos, para modificar las propiedades del concreto no endurecido, se puede mencionar:

a) Reducción en el contenido de agua de la mezcla;

Tesis: Estudio de las Propiedades del Concreto de Baja y Mediana Resistencia con Aditivo Curador

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-b) Incremento en la trabajabilidad sin modificación del contenido de agua; o disminución del contenido de agua sin modificación de la trabajabilidad; c) Reducción, incremento o control del asentamiento;

d) Aceleración o retardo del tiempo de fraguado inicial;

e) Modificación de la velocidad y/o magnitud de la exudación;

f) Reducción o prevención de la segregación; o desarrollo de una ligera expansión;

g) Mejora en la facilidad de colocación y/o bombeo de las mezclas.

Entre las principales razones de empleo de los aditivos para modificar las propiedades de los concretos, morteros o lechada endurecidos se puede mencionar:

a) Retardo en el desarrollo del calor de hidratación o reducción en la magnitud de éste durante el endurecimiento inicial;

b) Aceleración en la velocidad de desarrollo de la resistencia inicial y/o final del concreto y en el incremento de la misma;

c) Incremento en la durabilidad, incluyendo su resistencia a condiciones

severas de exposición;

d) Disminución de la permeabilidad del concreto;

e) Control de la expansión debida a la reacción álcali-agregados;

f) Incremento en las adherencias acero-concreto; y concreto antiguo-concreto

fresco;

g) Incremento en las resistencias al impacto y/o la abrasión;

h) Control de la corrosión de los elementos metálicos embebidos en el concreto;

i) Producción de concretos o morteros celulares; j) Producción de concretos o morteros coloreados.

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-UNI-FIC

Capitulo N" 1

1.5.4. CLASIFICACION

Una clasificación de aditivos en función de sus efectos no es fácil debido a que ellos pueden ser clasificados genéricamente o con relación a los efectos característicos derivados de su empleo; pueden modificar más de una propiedad del concreto; así como a que los diversos productos existentes en el mercado no cumplen las mismas especificaciones.

En la clasificación debe considerarse que las múltiples posibilidades derivadas del empleo de aditivos; el constante desarrollo de materiales nuevos o modificaciones de los ya conocidos; y la variación de los efectos con los diferentes materiales integrantes del concreto, son factores que impiden presentar una clasificación demasiado extensa.

Adicionalmente debe indicarse que los aditivos comerciales pueden contener en su composición materiales los cuales, separadamente podrían ser incluidos en dos o más grupos, o podrían ser cubiertos por dos o más Normas ASTM o recomendaciones ACI.

De acuerdo a la Norma ASTM C 494, los aditivos se clasifican en:

• TIPO A. Reductores de agua. • TIPO B. Retardadores de fragua.

• TIPO C. Acelerantes.

• TIPO D. Reductores de agua-retardadores de fragua.

• TIPO E. Reductores de agua-acelerantes. • TIPO F. Súper Reductores de Agua.

• TIPO G. Súper Reductores de agua-Acelerantes.

Existen otros tipos de clasificaciones de aditivos de acuerdo a las propiedades del concreto que modifican, ya que ese es el aspecto básico al cual se apunta en obra cuando se desea buscar una alternativa de solución que no puede lograrse en el concreto patrón:

Tesis: Estvá,o de las Propiedades del Concreto de Baja y Mediana Resistencia con Aditivo Curador

Figure

Cuadro 1-Tipos y clases de cementos peruanos.
CUADRO 1.2.2-B: DETERMINACIÓN DEL PESO UNITARIO COMPACTADO
CUADRO 1.2.2-C: DETERMINACIÓN DEL PESO ESPECIFICO
CUADRO 1.2.2-D: DETERMINACIÓN DEL CONTENIDO DE HUMEDAD
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