UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA
FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL
ESTUDIO DEL CONCRETO DE MEDIANA A AL TA
RESISTENCIA VARIANDO EL MODULO DE FINURA DEL
AGREGADO FINO UTILIZANDO CEMENTO PORTLAND TIPO I
TESIS
Para optar el Titulo Profesional de:
INGENIERO
CIVIL
JUANCARLOSZABALA�ACAMARGO
Lima- Perú
DEDICATORIA
Al Divino maestro:
Por enseñarme que la paciencia y la fe son herramientas de vida que perduran para siempre, por enseñarme que existe un amor infinito que nunca falla y es fiel
"
Jesús",
por que el hombre no puede ser prospero sin la palabra del Señor, que es como espada de doble filo que parte el espíritu y el alma, por enseñarme que la cólera y la ira nos aparta de tu presencia, gracias por permitirme ser feliz al lado de mi familia, por que tu dices en tu palabra si estas mal con tu familia y dices que estas bien con migo, entonces me haces mentiroso, guárdame en tu palabra Señor.A mi familia:
Esta Tesis la dedico a mi señora esposa Patty Leyva Soto y a mis pequeñas hijas Melanny y Johanna, de quienes espero un futuro mejor, son como pequeños ángeles que no cesan de darme animo para seguir trabajando y hacer fácil los días que me quedan por vivir, a mi señora un agradecimiento eterno por su comprensión y apoyo incondicional.
A mis padres hermanos y amigos:
SUMARIO
1 ).- Iniciaremos el estudio de investigación con la determinación de las
propiedades físicas de los agregados grueso y fino, obtendremos la
granulometría por separado y en forma global.
2).- Se define el tipo de Cemento a utilizar, enseguida iniciamos el diseño del
concreto, el cual presentará condiciones de diseño como son: mantener
constante el agregado grueso, Cemento y Slump de 3" a 4" ; Variando el
modulo de finura del agregado fino de 2.2, 2.6 y
�fo
pero manteniendo
constante la cantidad de los mismos.
3).- Luego realizaremos ensayos del concreto en el estado fresco y endurecido,
en el Laboratorio de Ensayos de Materiales "LEM" de la Universidad Nacional
de Ingeniería.
4).- Una vez de obtener los resultados de dichos ensayos pasaremos al análisis,
en los cuales explicaremos e interpretaremos los resultados obtenidos.
INTRODUCCIÓN
Entendemos que los materiales usados en la fabricación del concreto varían
en muchos aspectos y muchas de sus propiedades no se pueden evaluar real y
cuantitativamente, por lo que se hace una suposición de las condiciones óptimas
de los ingredientes, entonces para obtener una mezcla satisfactoria necesitamos
realizar ajustes apropiados.
El diseño del concreto basado en el método del ACI, nos presenta una
interrelación entre el agregado fino y el agregado grueso, pero no indica que
relación arena - piedra puede constituirse en la mas eficiente y por estas razones
se han usado una amplia gama de valores,
relaciones que en la practica varían
para el agregado fino entre 2.3 y 3.1 de modulo de finura y ninguno para el
agregado grueso.
Sabemos que cuando el módulo de finura del agregado fino es bajo,
aumenta su área superficial, dándonos ha entender que se requiere de más
Cemento y mas agua en la mezcla, lo que redunda en el costo del concreto.
Hoy sabemos que los agregados tienen una influencia determinante sobre
las propiedades del concreto en su estado fresco como en su estado endurecido.
INTRODUCCIÓN. CAPITULO 1 AGREGADOS INTRODUCCION .
INDICE
1.1 ENSA VOS CON EL AGREGADO GRUESO.
1.1.1 ANALISIS GRANULOMETRICO. 1.1.2 TAMAÑO NOMINAL MAXIMO. 1.1.3 SUPERFICIE ESPECIFICA. 1.1.4 PESO ESPECIFICO DE MASA. 1.1.5 PORCENTAJE DE ABSORCION.
1.1.6 PESO UNITARIO SUELTO V COMPACTADO. 1.1.7 CONTENIDO DE HUMEDAD.
1.2 ENSA VOS CON EL AGREGADO FINO. 1.2.1 ANALISIS GRANULOMETRICO. 1.2.2 - MODULO DE FINURA.
1.2.3 1.2.4 1.2.5 1.2.6 1.2.7 1.2.8 1.2.9
SUPERFICIE ESPECIFICA. PESO ESPECIFICO DE MASA. PORCENTAJE DE ABSORCION.
PESO UNITARIO SUELTO V COMPACTADO. CONTENIDO DE HUMEDAD
CANTIDAD QUE PASA LA MALLA Nº 200 RESUMEN DE LAS PROPIEDADES
FISICA DE LOS AGREGADOS
1.3 AGREGADO GLOBAL
1.3.1 ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO. 1.3.2 PESO UNITARIO COMPACTADO.
1.4 AGUA
1.4.1 GENERALIDADES.
1.4.2 PRINCIPALES REQUISITOS.
Pag
1 2
2
45
55
7 78 8 10 11 12 12 13 14 15
16
24 24 24
CAPITULO 11 CEMENTO.
2. CEMENTO PORTLAND TIPO I SOL. 2.1 CEMENTO PORTLAND.
2.2 COMPONENTES PRINCIPALES. 2.3 COMPONENTES SECUNDARIOS
CAPITULO 111
DISEÑO DE MEZCLAS. 3. DISEÑO DE MEZCLAS.
3.1 DEFINICION.
3.2 RELACION AGUA/ CEMENTO. 3.3 FORMA DE TRABAJO.
CAPITULO IV
32 32 32 33
34 34 34 34
CUADROS DE RESULTADOS Y ANALISIS DEL CONCRETO FRESCO.
EN EL ESTADO
PROPIEDADES DEL CONCRETO EN ESTADO FRESCO 4.1 GENERALIDADES.
4.2 ENSAYO DEL CONCRETO FRESCO. 4.2.1 ENSAYO DE CONSISTENCIA. 4.2.2 ENSAYO DE FLUIDEZ.
4.2.3 TIEMPO DE FRAGUADO INICIAL Y FINAL. 4.2.4 PESO UNITARIO DEL CONCRETO FRESCO. 4.2.5 EXUDACION.
4.2.6 CONTENIDO DE AIRE
CAPITULO V
37
37 38 38 38 40 42 43 44
CUADROS DE RESULTADOS Y ANALISIS DEL CONCRETO EN EL ESTADO ENDURECIDO.
PROPIEDADES DEL CONCRETO AL ESTADO ENDURECIDO 5.1 GENERALIDADES.
5.2 ENSAYO DEL CONCRETO EN EL ESTADO ENDURECIDO. 5.2.1 ENSAYO DE RESISTENCIA A LA COMPRESION.
5.2.2 ENSAYO DE RESISTENCIA A LA TRACCION POR COMPRESION DIAMETRAL.
5.2.3 ENSAYO DE MODULO ELASTICO ESTATICO.
45 45 45 46
5.2.4 ENSAYO DE FLEXION DE VIGAS.
ANALISIS DE COSTO - BENEFICIO
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES GENERALIDADES.
CONCRETO AL ESTADO FRESCO. CONCRETO AL ESTADO ENDURECIDO. RESUMEN DE CONCLUSION - HIPOTESIS. RECOMENDACIONES.
BIBLIOGRAFIA.
ANEXOS
ANEXO A
CUADROS Y GRAFICOS DE TIEMPO DE FRAGUADO ANEXO B
CUADROS Y GRAFICOS MODULO ELÁSTICO ESTATICO. ANEXO C
CUADROS DE ENSAYOS DE RESISTENCIA A LA TRACCIÓN POR COMPRESIÓN DIAMETRAL.
ANEXO D
CUADROS Y ENSAYOS DE EXUDACIÓN ANEXO E
CUADROS Y GRAFICOS DE ENSAYOS DE FLEXION DE VIGAS.
51
53
57 57 58
60
61
62
64
76
100
103
UNI-FJC Capitulo I: Agregados
INTRODUCCIÓN
El concreto está conformado por una pasta de Cemento y Agua en la cual se encuentran embebidas partículas de un material conocido como agregado, el cual ocupa aproximadamente del 65% al 80 % del volumen de la unidad cúbica de concreto,
Durante muchos años el estudio referente a los agregados fue descuidado. Este descuido fue principalmente debido a tres razones: que las resistencias en compresión de los concretos eran, en general bajas; al agregado se le consideraba como material inerte el cual sólo cumplía la función de relleno, el costo en general era bastante menor que el del Cemento.
Sin embargo se sabe que el Agregado tiene gran importancia y sobre todo una influencia determinante sobre las propiedades del concreto tanto en su estado plástico como en el estado endurecido.
Las características físicas, químicas y mecánicas de los Agregados tienen efecto importante no solo en el acabado y calidad final del concreto; si no también sobre la trabajabilidad y consistencia al estado plástico, así como la durabilidad, resistencia , propiedades elásticas y térmicas, cambios de volumen y peso unitario del cohcreto endurecido.
Las arenas y gravas son producto del intemperismo y la acción del viento y el agua; los agregados pueden ser obtenidos y producidos a partir de rocas ígneas, sedimentarias o metamórficas. La presencia o ausencia de un tipo geológico determinado no es suficiente para definir a un agregado como adecuado o inadecuado.
En estas circunstancias, el examen de las características, como son la granulometría, limpieza, Absorción y porosidad, tamaño máximo, etc de los agregados y de su influencia en el comportamiento del concreto, no sólo es útil para establecer criterios de selección entre dos o más opciones de suministro, si no también para definir y especificar los tratamientos de beneficio y acondicionamiento.
UNJ-FJC
1.1 ENSAYOS CON EL AGREGADO GRUESO
1.1.1 ANALISIS GRANULOMETRICO ( NTP 400.012 - 2001 )
Capitulo /: Agregados
Con este ensayo determinaremos los diferentes diámetros de las partículas que componen el agregado grueso, así como los porcentajes retenidos.
En el agregado, obtener una curva granulométrica continua y uniforme infiere un contenido heterogéneo de los tamaños de tas partículas, to que propicia un mejor
acomodo de las mismas y la consiguiente reducción de los espacios vacíos.
Cuando se presentan irregularidades en la gráfic&, como cambios bruscos de
pendiente o saltos, por lo general se deben a que el a�regado contiene una
predominante cantidad de partículas de algunos tamaños consecutivos, a la vez que
carece de otros tamaños también consecutivos, sin embargo cabe anotar que la
presencia de todos los tamaños normalizados a lo que se conoce como distribución
homogénea de partículas de los agregados, también resulta perjudicial para la
compacidad.
En términos técnicos cuando se refiere a la granulometría y los husos de los agregados gruesos, se indican con respecto a su tamaño máximo y tamaño nominal máximo.
Estud.
'º
d I Co e ncre to de Mediana a Alta Resistencia Variando el Modulo de Finura del Agregado Fino Utilizando Cemento Portland. Paama N" 2 Tipo IZabalaQa Camarr,o Juan Carlos
/-UNJ-FIC Capitulo /: Agregados
Husos del Agregado
Grueso.-TABLA Nº 1.1 HUSOS GRANULOMETRICOS DEL AGREGADO GRUESO
Tamaiio Porcentaje que Pasa por los Tamices Normalizados
Nominal 4" 31/2" 3" 21/2" 2" 11/2" l" 3/4" 1/2" 3/8" N°4 N°8 Nºl6
90 a37,S mm 100% 90%a 2S% a 0%a 0%a
3 1/2" a 1 1/2" 100% 60% IS% S%
63 a37.S mm 100% 90% a 3S%a 0%a 0%a
2 1/2" a 1 1/2" 100% 70% IS% S%
SO a 2S mm 100% 90%a 3S%a 0%a 0%i,i
2" al" 100% 70% IS% S%
SOa4.7,mm 100% 9S%a 3S%a 0%a 0%a
2" a Nº 4 100% 70% 10% S%
37,S a 19mm 100% 90%a 20%a 0%a 0%a
1 1/2" a 3/4" 100% SS% S% S%
37,S a 4,7S mm 100% 9S%a 3S%a 10%a 0%a
1 1/2" a Nº 4 100% 70% 30% S%
2S a 12.S mm 100% 90%a 20%a 0%a 0%a
l" a 1/2" 100% SS% 10% S%
2S a9,S mm 100% 90%a 40%a 10%a 0%a 0%a
1" a 3/8" 100% 8S% 40% IS% S%
2S a4,7S mm 100% 9S%a 2S%a 0%a 0%a
l" a Nº 4 100% 60% 10% S%
19 a 9,S mm 100% 90%a 20%a 0%a 0%a
3/4" a 3/8" 100% SS% IS% S%
19a4 mm 100% 90%a 20%a 0%a 0%a
3/4" a Nº 4 100% 55% 10% 5%
12,S a 4,75 mm 100% 90%a 40% 0%a 0%a
1/2" a Nº 4 100% 70% IS% So/o
9,5 a -2,36- 100% -85%a 10%a Oo/oa Oo/oa
3/8" a Nº 8 100% 30% 10% 5%
Estudio del Concreto de Mediana a Alta Resistencia Variando el Modulo de Finura del Agregado Fino UtiUzando Cemento Portland Tipo I
UNJ-FJC
Muestra: Piedra de la cantera " La Gloria" Peso: 1200 gr
GRANULOMETRIA DEL AGREGADO GRUESO CUADRO 1.2
Capilulo 1: Agregados
Malla
M1
M2
M3
Promedio
1"
3/4"
1/2"
3/8"
1/4"
Fondo
Total
/
400
380
300
3500
3120
3100
3800
3720
3280
1950
2270
2620
1120
1210
1270
1230
1300
1430
12000
12000
12000
PORCENTAJE ACUMULADO QUE PASA CUADRO 1.3
360.0
3240.0
3600.0
2280.0
1200.0
1320.0
12000.0
Malla Peso Retenido %Retenido %Ret. Acumulado
1"
3/4" 1/2" 3/8"
1/4" Fondo
Total
MF= ( 30+79+600) = 7.1 100
(ar)
360 3.00
3240 27.00
3600 30.00
2280 19.00
1200 10.00
1320 11.00
12000
1.1.2 TAMAÑO NOMINAL MÁXIMO ( NTP 400.037 - 2002)
3.00
30.00 60.00 79.00
89.00
100.00
Se entiende por tamaño máximo nominal al que corresponde al menor tamiz de la serie utilizada que produce el primer retenido. El tamaño máximo nominal del agregado no deberá ser mayor de:
)"" Un quinto de la menor dimensión entre caras de encofrados. )"" Un tercio del peralte de las losas.
)"" Tres cuartos del espacio libre mínimo entre barras o alambres individuales de refuerzo, paquetes de barras, tendones, o duetos de preesfuerzo.
)"" Como referencia de la granulometría le corresponde a la malla mas pequeña que produce el primer retenido.
Estudio del Ccncreto de Mediana a Alta Resistencia Variando el Modulo de Finura del Agregado Fino Utilizando Cemento Portland Tipo I
UNI-FIC
T.N.M. = 1"
)i>' Se determino 1" de Tamaño nominal máximo.
1.1.3 SUPERFICIE ESPECIFICA
Capitulo /: Agregados
Es un índice que nos indica, cuanto Cemento se necesita para cubrir el área
total del agregado por gramo. Si este agregado grueso presenta granos pequeños
entonces se incrementará la Superficie Especifica, aumentando la demanda de
Cemento, en el siguiente cuadro Nº 1.4 se muestra los valores para su posterior
cálculo.
Malla
-
1"
3/4"
1/2"
3/fS'
1/4"
Fondo
SUPERFICIE ESPECIFIC" CUADRO Nº 1.4
o/oRetenido(1)
Diam. Prom(2)
3
3.17
27
2.22
30
1.58
19
1.11
10
0.794
11
0.556
St=
Se = 6(St}
100*Pe = 6*81.59 = 1.81 cm
2/gr 100*2.70
Se = 1.81 cm2/gr
(1)1(2)
0.95
12.16
18.99
17.12
12.59
19.78
81.59
1.1.4 PESO ESPECIFICO DE MASA ( NTP 400.021 -200� ):
El cálculo del valor del peso específico se muestra a continuación en el cuadro 1.5 siguiente.
1.1.5 PORCENTAJE DE ABSORCION ( NTP 400.021 -2002)
El cálculo del valor del porcentaje de Absorción se muestra a continuación en el cuadro 1.5 siguiente.
Estudio del Concreto de Mediana a Alta Resistencia Variando el Modulo de Finura del Agregado Fino Utilizando Cemento Port�:i}:1¡'°
,j,
5UN!-FIC
PORCENTAJE DE ABSORCION CUADRO 1.5
A
B
e
D
E
F
G
H
1
J
K
L
M
DATOS
Psss-1
, ·µ1uu - 1 ....
r·µ1uu .. �
Volumen inicial de agua
:--: ;-:-..,. uu-r?aaua
Volumen final de aauaPaoua .;-lJI ui.,
Volumen de la rruestra (G-C)
Psecohomo
Pesp.sss (AIH)
Pesp.masa (1/H)
Pesp.aparente (U(H-(M)))
Absorcion (A-J)IJ*100
PESOESPECIRCO DE MASA:
PORCENTAJE DE ABSORCION:
lN) ar
a
arce
a
ce
arce
a
gr/oc
gr/oc
gr/oc
%
2.70
0.74
M1
500
271.5
771.5
518
1271.5
700
954.5
183
496.2
2.73
2.71
2.77
0.77
grlcc %M2
500
271.5
771.5
517
1270
696
955
183.5
496.3
2.72
2.70
2.76
0.75
Capitulo !: Agregados
M3
PROM
500
500.00
271.5
271.50
771.5
771.5
520
518.33
1269.5
1270.33
700
698.67
9f,6
955.17
184.5
183.67
496.5
496.33
2.71
2.72
2.69
2.70
2.74
2.76
0.70
0.74
Est d. d I Concreto de Mediana a Afta Resistencia Variando el Modulo de Finura del Agregado Fino u 10 e utilizando Cemento Porliand Paama N_TifJO º I 6
UNI-FJC Capitulo I· Agregados
1.1.6 PESO UNITARIO SUELTO Y COMPACTADO
(NTP 400.017 -1999)
Se presenta en el cuadro Nº 1.6 y en el cuadro Nº 1. 7 las muestras que se
considero y los resultados de dicho ensayo.
A
B
e
D
PESO UNITARIO SUELTO
CUADRO 1.6
DATOS
Prruestra+Pbalde (1/2p3)
Pbalde 1/2 p3
Prruestra (A-B)
Volurren balde 1/2 p3
Peso unitario suelto
CID
IUND I M1
gr
32000
gr
11800.0
gr
20200.0
ce
14158.42
gr/ce
1.427
M2
31700
11800.0
19900.0
14158.42
1.406
PESO UNITARIO SUELTO:
1.408 gr/ce
A
B
e
D
PESO UNITARIO COMPACTADO
CUADRO 1.7
DATOS
Prruestra+Pbalde (1/2 p3)
Pbalde 1/2 p3
Prruestra (A-B)
Volurren balde 1/2 p3
Peso unitario U.JI•
IJ.ldC.CID
luNDI
M1
gr
34500
gr
11800
gr
22700
ce
14158.4
gr/ce
1.603
M2
34600
11800
22800
14158.4
1.610
PESO UNITARIO COMPACTADO:
1.594 gr/ce
1.1.7 CONTENIDO DE HUMEDAD (
NTP 339.185 -
2002
)M3
PROM
31500
31733.33
11800.0
11800
19700.0
19933.3
14158.42
14158.42
1.391
1.408
M3
PROM
34000
34366.67
11800
11800
22200
22566.67
14158
14158.42
1.568
1.594
Se presenta en el cuadro N
º1.8 las muestras que se consideró y los resultados
de dicho ensayo.
A
B
e
CONTENIDO DE HUMEDAD
CUADRO 1.8
DATOS
Pmuestra humeda
Pmuestra seca horno
Contenido de humed.(A-B)/8*100
CONTENIDO DE HUMEDAD
1 UNDI M1
gr
500
gr
498
%
0.402
0.37
%
1.2 ENSAYOS CON EL AGREGADO FINO
M2
M3 1 PROM!
500
500
500
498.5
498
498.167
0.301
0.402
0.36804
Estudio del Concreto de Mediana a Alta Resistencia Variando el Modulo de Finura del Agregado Fino Utilizando Cemento Portland _ Tipo I
UNI-FIC
1.2.1 ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO ( NTP 400.012 - 2001 ) Granulometría del Agregado
Fino.-Capitulo /: Agregados
El agregado fino corresponde a las arenas, se clasifican como: fina y gruesa, presentan comportamientos diferentes como se puede observar en sus curvas granulométricas.
Arena Fina:
Es considerada arena fina aquella que cuenta con significativos porcentajes de partículas de arena más fina que:
Los 300 micrones ó malla Nº 50 y. Los 150 micrones ó malla Nº 1 OO.
La cantidad predominante de estos porcentajes son los que otorgan a la mezcla la plasticidad, compacidad y trabajabilidad al monero o concreto, pero a la vez hace que se requiera una cantidad adicional de agua lo que llevaría a incrementar el contenido de Cemento para no afectar la relación agua/cemento, siendo lo más
recomendable' en este caso incrementar la relación piedra/arena.
Arena Gruesa:
Lo contrario ocurre en las arenas gruesas debido a que contiene mínimos porcentajes de arena más fina que los 300 micrones ó malla Nº 50 y 150 micrones ó
malla Nº 100, lo que podría causar segregación en la mezcla.
La norma establece que para arenas con 5 % y O % de estos finos es
recomendable el uso de más de 300 Kg por m3 de Cemento, de esta manera el
Cemento cumplirá la función de los finos.
Husos.-Los husos correspondientes al agregado fino se muestran en el cuadro Nº 1.9.
CUADRO Nº 1.9 HUSOS GRANULOMETRICOS DE LA ARENA
Agregado Fino Huso Límites
Malla
e
M F Totales9.5 mm. = 3/8" 100% 100% 100% 100%
4.75 mm. = Nº 4 95 % -100 % 85 % - 100 % 89 % -100 % 89 % - 100 %
2.36 mm. = Nº 8 80 %-100 % 65 % -100 % 80 % -100 % 65 % -100 %
1.18 mm.= Nº 16 50 %-85 % 45 % -100 % ·10 %-100 % 45 %-100 %
600 micrones = Nº 30 25 %-60 % 25 % -80 % 55 %-100 % 25 % -100 %
300 micrones = Nº 50 10 %-30 % 5 % -48 % 5 % -70 % 5 %-70 %
150 micrones = NºI 00 2 %-10 O% -12 % O% -12 % O% -12 %
Estudio d�I Concreto de Mediana a Alta Resistencia Variando el Modulo de Finura del Agregado Fino UtiHzando Cemento Portland _Tipo�
UNT-Fl
El grupo C corresponde a arenas gruesas. El grupo M corresponde a arenas intermedias. El grupo F corresponde a arenas finas.
Capitulo /: Agregados
GRANULOMETRIA DEL AGREGADO FINO
Muestra: Arena de la Cantera " Trapiche "
Peso: 500 gr
Malla
#4 #81 #16
#30
#50
#100 Fondo
Total
CUADRO Nº 1.10
M1
M2
M3
o
o
o
o
o
o
45 43 50.5
174 168 177
153.5 153 150.5
81.5 86 78.5
46 50 43.5
500 500 500
PORCENTAJES ACUMULADOS CUADRO Nº 1.11
1
Promedio
1
O.O
O.O
46.2 173.0152.3
82.0 46.5
500.0
fvtllla I Peso Retericb I o/cRetencb I o/cRet. Pa.lTua:b I o/cA:un Pasa 1
(ar)
'114
o
o
o
100#8
o
o
o
100#16 46.2 9.24 9.24 00.76
-,m
173 34.643.84
56.16#8J 152.3 3:>.46 74.3 '25.7
#100
82
16.4 00.7 9.3Faro
46.5 9.3 100o
Taal
500
Estudio del Concreto de Mediana a Alta Resistencia Variando el Modulo de Finura del Agregado Fino Utif;zando Cemento Portland. Tipo I
UNI-FIC Capitulo /: Agregados
1.2.2 MODULO DE FINURA
Es un índice aproximado y representa el tamaño promedio de las partículas de la muestra de arena, se usa para controlar la uniformidad de los agregados. La norma ASTM - 33, establece que la arena debe tener un módulo de finura no menor de 2.3 ni mayor de 3.1.
Para el módulo de finura del agregado fino, se sumaran los porcentajes retenidos acumulados de los tamices: 3", 1 1/2", 3/4", 3/8", Nº 4, Nº8, Nº16, Nº30,
Nº50 y Nº100 y dividido la sumatoria entre 100.
Se estima que las arenas comprendidas entre los módulos 2.2 a 2.8 producen concretos de buena trabajabilidad y reducida segregación; y las que se encuentran entre 2.8 y 3.1 son las mas favorables para concretos de alta resistencia.
Para la presente tesis calcularemos el Módulo de finura del agregado Fino como sigue, los datos lo obtendremos del cuadro Nº 1.11
Mf.arena = O+ 0+9.24+43.84+74.3+90.7 = 2.2 100
Así mismo se obtuvieron los módulos de 2.6 y 3.0 para las arenas en estudio,
que en adelante llamaremos:
Muestra " A " agregado con módulo de finura 2.2 Muestra " B " agregado con módulo de finura 2.6 Muestra" C" agregado con módulo de finura 3.0
El módulo de Finura se aplica tanto a la piedra como a la arena, pues es general y sirve para caracterizar cada agregado independ_iente o la mezcla de agregados en conjunto.
UNI-FIC Capitulo /: Agregados
1.2.3 SUPERFICIE ESPECIFICA
Se presenta en el cuadro Nº 1.12 las muestras que se consideró y los
resultados de dicho ensayo.
Malla
#4
#8
#16
#30
#50
#100
Fondo
Se = 6(St)
100*Pe
CUADRO Nº 1.12
0
/4Retenido(1) 1 Diam Promedio(2)
=
o
0.714
o
0.356
9.24
0.179
34.6
0.089
30.46
0.045
16.4
0.022
9.3
0.011
St=
6*2708.18 = 62.25 cm2/gr 100*2.61
Se = 62.25 cm2/gr
(1Y(2)
0.00
0.00
51.62
388.76
676.89
745.45
845.45
2708.18
De la misma forma se realizó el cálculo para las muestras B y C:
Comentario: nos podemos dar cuenta que a medida que el módulo de finura aumenta la superficie especifica disminuye.
Muestra Superficie especifica
( cm2/gr) A 62.25
B 51.85
e
42.80Estudio del Concreto de Mediana a Alta Resistencia Variando el Modulo de Finura del Agregado Fino utiHzando Cemento Portland Tipo I
UNI-FIC
1.2.4 PESO ESPECIFICO DE MASA ( NTP 400.022 - 2002 ).
Capitulo !: Agregados
Se presenta en el cuadro Nº 1.13 las muestras que se consideró y los
resultados de dicho ensayo
Comentario: El peso específico aumenta en 1 O gr/ce aproximadamente, a medida que aumenta el módulo de finura del agregado fino.
Muestra Peso Esp. De masa
(gr/ ce)
A 2610
B 2620
e
26291.2.5 PORCENTAJE DE ABSORCIÓN ( NTP 400.022 -2002.)
Se pre¡;enta en el cuadro Nº 1.13 las muestras que se consideró y los
resultados de dicho ensayo.
CALCULO DE LA ABSORCION CUADRO Nº 1.13
DATOS
Psss
Porob
Pprob+Pagua
Volumen inicial de agua
Psss+Pprob+Pagua
Volumen final de agua
Pagua+Porob
Volumen de la muestra {G-C)
Pseco horno
Pesp.sss (A/H)
Pesp.masa (1/H)
Pesp.aparente (l/(H-(A-1)))
Absorcion (A-J)/J*100
PESO ESPEC. DE MASA:
PORCENTAJE DE ABSORC.:
1 UNDI M1
gr
500gr
201gr
701ce
506gr
1200.5ce
698gr
888ce
187gr
494gr/ce
2.67gr/ce
2.64gr/ce
2.73% 1.21
2.61 gr/ce
1.45
°lo
M2
500 2010 701 507 1202 700 890.5 189.5 492.5 2.64 2.60 2.71 1.52M3
500 201 701 505 1201.5 699 890 189 492 2.65 2.60 2.72 1.63De la misma manera se realizó el cálculo para las muestras By C
PROM
500.00 804.00 701.00 506.00 1201.33 699.00 889.50 188.50 492.83 2.65 2.61 2.72 1.45Estudio del Concreto de Mediana a Alta Resistencia Variando el Modulo de Finura del Agregado Fino Utmzando Cemento Portland Tipo I
UNJ-FJC Capilulo /: Agregados
Comentario: Se observa en los resultados que el porcentaje de absorción varia, esto se debe a composición física de los agregados .
Muestra Porcentaje de Absorción ( % )
A 1.45
B 1.42
e
1.451.2.6 PESO UNITARIO SUELTO Y COMPACTADO ( NTP 400.017 -1999)
Se presenta en el cuadro Nº 1.14 y 1.15 las muéstras que se consideró y los
resultados de dicho ensayo.
A
B
e
D
/
DATOS
PESO UNITARIO SUELTO CUADRO Nº 1.14
UND
M1
M2Pmuestra+Pbalde (1/10 p3) gr 7119.5 7133.5
Pbalde 1 /1 O p3 gr 2779.5 2779.5
Pmuestra (A-8) gr 4340.0 4354.0
Volumen balde 1 /1 O p3 ce 2831.7 2831.7
Peso unitario suelto
CID
gr/ce 1.533 1.538PESO UNITARIO SUELTO: 1.540 gr/ce
A
B
e
D
PESO UNITARIO COMPACTADO
CUADRO Nº 1.15
DATOS
Pmuestra+Pbalde (1/10 o3)
Pbalde 1/10 p3
Pmuestra (A-B)
Volumen balde 1/10 p3
Peso unitario compactado
CID
IUNDI M1
gr 7742
gr 2779.5
gr 4962.5
ce 2831.7
gr/ce 1.752
M2
7748.5 2779.5 4969
.2831.7
1.755
PESO UNITARIO COMPACTADO: 1.754 gr/ce
M3
7170.5
2779.5 4391.0 2831.7 1.551
M3
7747.5 2779.54968
2831.7 1.754
De la misma forma se obtuvo los cálculos para las muestras By C.
PROM
7141.167 2779.5
4361.667
2831.7
1.540
PROM
7746
2779.5 4966.5 2831.7
1.754
Estudio del Concreto de Mediana a Alta Resistencia Variando el Modulo de Finura del Agregado Fino Utilizando Cemento Portland Tipo I
UNI-FIC Capitulo I: Agregados
Comentario: El valor obtenido en la muestra A, se encuentra por encima que de los de la muestra B y C.
Muestra Peso Suelto
(gr/ce)
A 1.540
B
1.453c
1.520Muestra Peso Compactado
(gr/ce)
A
1.754B
1.595c
1.6941.2.7 CONTENIDO DE HUMEDAD ( NTP 339.185 - 2002)
Se presenta en el cuadro Nº 1.16 las muestras que se consideró y los
resultados de dicho ensayo.
o/c
017.um
=
e
d d P
a
= ---
es
o(mu
es
tr
a
)
-
Peso
seco x 100Pesoseco
A continuación se dan los resultados de tres (3) ensayos obtenidos en el laboratorio:
A
B
CONTENIDO DE HUMEDAD CUADRO Nº 1.16
DATOS
Pmuestra humeda
Pmuestra seca horno
Contenido de humedad (A-B)/8*100
CONTENIDO DE HUMEDAD
!
UNO! M1
gr
500
gr
496
%
0.806
0.89 %
M2
M3 1 PROMI
500
500
500
494.5
496.3
495.6
1.112
0.746
0.8881
De la misma manera se obtuvieron los resultados para las muestras B y C.
Estudio del Concreto de Mediana a Alta Resistencia Variando el Modulo de Finura del Agregado Fino utilizando Cemento Portland Tipo I
UNI-FIC Capitulo /: Agregados
Comentario: Se observa que a medida que aumenta el módulo de finura aumenta el porcentaje de Humedad, aclaramos que el contenido de humedad tiene que ver con el sistema climatológico de la zona.
Muestra Contenido de Humedad
( % )
A 0.89
B 1.42
c
1.451.2.8 CANTIDAD QUE PASA LA MALLA Nº 200 ( NTP 400.018 - 2002)
Se presenta en el cuadro Nº 1.17 las muestras y los resultados de dicho ensayo.
A
B
MATERIAL QUE PASA LA MALLA Nº 200
CUADRO 1.17
DATOS
PrnJestra seca horno
PrnJestra seca (via humeda)
Material Que pasa malla 200 (A-B)/8*100
MATERIAL QUE PASA MALLA #200
1 UNDI M1
gr
500
or
484.5
%
3.100
3.4 %
M2
500
481.5
3.700
M3 IPROMI
500
500
483.5
483.2
3.300
3.37
Comentario: Se puede observar los resultados son variados, dichos valores se encuentran dentro de los rangos establecidos por la norma de 3 al 5 por ciento para concretos normales.
Muestra Material que pasa la malla Nº 200 ( % )
A 3.4
B 3.2
c
3.4Estud· 10 e d ¡ Concreto de Mediana a Alta Resistencia Variando el Modulo de Finura del Agregado Fino utilizando Cemento Portian� Tipo I Paama N° 15
UNI-FIC Capitula 1: Agregados
1.2.9 RESUMEN DE LAS PROPIEDADES FÍSICAS DE LOS AGREGADOS UTILIZADOS EN LA PRESENTE INVESTIGACION
Procedencia: Cantera Trapiche
Muestra : Agregado Fino 500 gr
Módulo de finura del agregado fino 2.2 MUESTRA "A "
CUADRO Nº 1.18
ITEM PROPIEDAD
1 Peso Especifico de masa
2 Peso Específico de masa y superf. Seca
3
Peso Especifico Aparente4 Contenido de Humedad
5 Porcentaje de Absorción
6 Peso aparente o unitario suelto
7 Peso Unitario Compactado
9 Superficie Especifica
10 Modulo de Finura
11 Tamaño máximo
12 Tamaño nominal Máximo
AGREGADO FINO
2,610 gr/ce
2,65 gr/ce
2,72 gr/ce
0,89%
1,45%
1,540 gr/ce
1,754 gr/ce
62,25 cm2/gr
2,20
-
----Estudio del Concreto de Mediana a Alta Resistencia Variando el Modulo de Finura del Agregado Fino Utilú:ando Cemento Portland Tipo I
UNT-FIC
Procedencia: Cantera Trapiche.
Muestra : Agregado Fino 500 gr
Módulo de finura del agregado fino 2.6 MUESTRA " B "
CUADRO Nº 1.19
ITEM PROPIEDAD
1 Peso Especifico de masa
2 Peso Específico de masa y superf. Seca
3 Peso Especifico Aparente
4 Contenido de Humedad
5 Porcentaje de Absorción
6 Peso aparente o unitario suelto
7 Peso Unitario Compactado
9 Superficie Específica
10 Modulo de Finura
11 Tamaño máximo
12 Tamaño nominal Máximo
Capitulo /: Agregados
AGREGADO FINO
2,62-gr/cc
2,66 gr/ce
2,72 gr/ce
0,81%
1,42%
1,453 gr/ce
1,595 gr/ce
51,85 cm2/gr
2,60
---Estudio del Concreto de Mediana a Alta Resistencia Variando el Modulo de Finura del Agregado Fino utilizando Cemento Porlland Tipo I
UNI-FJC
Procedencia: Cantera Trapiche. Muestra : Agregado Fino 500 gr
Módulo de finura del agregado fino 3.0
MUESTRA
"C
"CUADRO Nº 1.20
ITEM
PROPIEDAD
1 Peso Especifico de masa
2 Peso Específico de masa y superf. Seca
3 Peso Especifico Aparente
4 Contenido de Humedad
5 Porcentaje de Absorción
6 Peso aparente o unitario suelto
7 Peso Unitario Compactado
9 Superficie Especifica
10 Modulo de Finura
11 Tamaño máximo
12 Tamaño nominal Máximo
Capitulo I: Agregados
AGREGADO
FINO
2,629 gr/ce
2,67 gr/ce
2,73 gr/ce
0,81%
1,45%
1,520 gr/ce
1,694 gr/ce
42,8 cm2/gr
3.00
-
---
---Estudio del Concreto de Mediana a Alta Resistencia Variando el Modulo de Finura del Agregado Fino Utilizando Cemento Portland Tipo /
Zabalaaa Camarao Juan Carlos Paaina Nº 18
UNT-FIC Capitulo /: Agregados
Procedencia: Cantera Gloria.
Muestra : Agregado Grueso 12000 gr
Módulo de finura del agregado Grueso 7.09
CUADRO Nº 1.21
ITEM
PROPIEDAD
.
AGREGADO
GRUESO
1 Peso Especifico de masa 2,70 gr/ce
2 Peso Específico de masa y superf. Seca 2,72 gr/ce
3 Peso Especifico Aparente 2,76 gr/ce
4 Contenido de Humedad 0,37%
5 Porcentaje de Absorción 0,74%
6 Peso aparente o unitario suelto 1,408 gr/ce
7 Peso Unitario Compactado 1,594 gr/ce
9 Superficie Especifica 1, 172 cm2/gr.
10 Modulo de Finura 7.09
11 Tamaño máximo 1"
12 Tamaño nominal Máximo 1"
A continuación presentaremos las curvas granulométricas para el agregado grueso y fino.
Estudio del Concreto de Mediana a Alta Resisteneia Variando el Modulo de Finura del Agregado Fino Utilizando Cemento Portland Tipo /
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PROYECTO:
BACHILLER:
GRAFICO N
º1.1
TESIS MATERIALES : PROCEDENCIA
AGREGADO FINO : CANTERA TRAPICHE ZABALAGA CAMARGO JUAN CARLOS AGREGADO GRUESO : CANTERA LA GLORIA
AGREGADO FINO DE MODULO DE FINURA 2.2
CURVA GRANULOMETRICA DEL AGREGADO FIN O Y GRUESO
�w! ANALISIS GRANULOMETRICO
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� w ffi�� ABERTURA ESPECIFICACIONES
(mm) AGREG FINO AGREG GRUESO AGREG AGREG
FINO GRUESO i%t-<t.l. "lo :'lot-<t.l. -.x;
ACUM. PASA ACUM. PASA
2 1/2" 63.500 2" 50,800
1 1/2'' 38.100 100 100 100
1" 25.400 3 97 95 - 100
3/4" 19.050 30 70
1/2" 12.700 60 40 25 - 60 3/8" 9 525 100 79 2 1 100
1/4" 6,350 100 89 11
N'4 4.760 o 100 98 2 89 - 100 o - 10
N'6 3,360
N'8 2.380 o 100 100 o 80 - 100 o - 5
N' 10 2.000
N'16 1 190 9 9 1 100 o 70 - 100 o - o
N' 20 0.840
N' 30 0.590 44 56 55 - 100
N' 40 0.426
N'50 0.297 74 26 5 - 70
N' 80 0.177
N' 100 O 149 91 9 O - 12
N'200 0.074 100 o
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ABERTURA MALLA (mm)-
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N'50
N'80
N'100 N'200
PROYECTO: TESIS
BACHILLER: ZABALAGA CAMARGO JUAN CARLOS
ANALISIS GRANULOMETRICO
ABERTURA ESPECIFICACIONES
(mm) AGREG FINO AGREG GRUESO AGREG AGREG
63.500
50 800 38.100
25.400 19.050
12.700 9.525
6 350
4.760
3 360
2.380
2 000 1.190 0 840 0 590 0.426 0.297 0 177 O 149 O 074
%t-<CI. % ACUM . PASA
100 2 98
8 90
16 74
22 52
17 35
17 18
18 o
FINO GRUESO lº/o t'<C 1 °/o
ACUM . PASA
100 100 100 3 97 95 • 100 30 70
60 40 25 • 60 79 21 100
89 11
98 2 95 · 100 O • 10
100 o 80 • 100 O • 5
100 o 50 • 85 o . o
25 • 60
10 · 30
2 · 10
GRAFICO N
º1.2
MATERIAL: PROCEDENCIA
AGREGADO FINO : CANTERA TRAPICHE
AGREGADO GRUESO : CANTERA LA GLORIA
AGREGADO FINO DE MODULO DE FINURA 2.6
CURVA GRANULOMETR/CA DEL AGREGADO FINO y GRUESO
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GRAFICO N
º1.3
PROYECTO:
TESIS
BACHILLER:
ZABALAGA CAMARGO JUAN CARLOS
MATERIAL
AGREGADO FINO :
AGREGADO GRUESO :
PROCEDENCIA :
CANTERA TRAPICHE
CANTERA LA GLORIA
AGREGADO FINO DE MODULO DE FINURA 3.0
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ANALISIS GRANULOMETRICO
CURVA GRANULOMETRICA DEL AGREGADOFINO Y GRUESO
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N' 40 0.426
N' 50 0.297 17 35 10 _ 30 N' 80 o.m
USO GRANULOMETRICO:
N' 100 0.149 11 18 2
AGREGADO FINO
:
· 10
N' 200 0.014 18 0
AGREGADO GRUESO
:
¡
� (") ,§ �-º !'-:-� � e:,UNJ-FIC Capitulo I: Agregados
Comentario: De los gráficos granulométricos expuestos anteriormente el
comportamiento granulométrico para el agregado fino, utilizando los husos según la
clasificación en el cuadro Nº 1.9 recomendado por la Norma, es conforme para la
Muestra" A", para la muestra" B" y "C ", existe ausencia de material en la malla Nº
50 y Nº 1 OO. Observamos que estas cantidades no son tan significativas.
Para el agregado Grueso la curva granulométrica se encuentra dentro del huso, lo cual nos garantiza que existe mayor variedad de diámetros, permitiéndonos una mejor compactación.
. Alta R sist ·a Variando el Modulo de Finura del Agregado Fino utilizando Cemento Portland Tipo I
Estudio del Concreto de Mediana a e ene, Paaina Nº 23
UNI-FIC
1.3 AGREGADO GLOBAL ( NTP 400.037 -2002 ):
Capitulo /: Agregados
Los agregados tienen directa influencia sobre el concreto, pues ocupan aproximadamente las dos terceras ( 2/3 ) partes de él. Muchas veces se observará que la granulometría de cada agregado (fino o grueso) no se ajustará a los husos establecidos por las Normas; pero debemos mezclarlos buscando una distribución de partículas eficientes en cuanto a la gradación. A esta mezcla de agregados en forma eficiente la conocemos como agregado global y esto esta aceptado por la norma anteriormente mencionada.
1.3.1 ANALISIS GRANULOMETRICO ( NTP 400.012 - 2001 )
En lo que respecta la granulometría, lo más importante es la gradación total.
Los agregados finos y gruesos, por separado no necesc;riamente cumplirán con los husos granulométricos establecidos por las normas; que sin embargo mezclándolos adecuadamente nos suministran una distribución de partículas eficientes, que para nuestro caso, de aquí en adelante lo denominaremos como agregado global.
La misma norma ASTM C - 33, admite esto, ya que nos indica que se podrán emplear agregados que no cumplan con los requisitos, si se demuestra que con ellos se obtiene concretos que satisfacen las especificaciones técnicas del proyecto.
A mayor calidad de los agregados (dureza, resistencia al desgaste, etc.), nos proporcionará un concreto de mayor calidad.
1.3.2 PESO UNITARIO COMPACTADO ( NTP 400.017 -1999)
La razón de buscar el mayor Peso Unitario Compactado es porque ésta combinación de máxima densidad creará un volumen con mínimos vacíos, necesitando menor cantidad de pasta de cemento cuando forme parte del concreto; el cual es un factor de economía a tener en cuenta, así como se obtendrá un concreto; de mayor resistencia a la compresión, que es la propiedad más-buscada del concreto, pues también es un índice de la calidad del mismo.
En la presente investigación se determinó el Peso Unitario Compactado de Agregado Global, para ello se hicieron mezclas de agregado fino y grueso con diferentes proporciones en peso, en las siguientes proporciones; determinándose 50% en agregado fino y 50% de agregado grueso.
E t d. d I s u ,o e concre o e e 1ana a 'ª t d M d" Al"' Resistencia Variando el Modulo de Finura del Agregado Fino utilizando Cemento Portfand Tipo / Paaina N" 24 Zabalaaa Camarao Juan Carlos
UNI-FJC Capitulo /: Agregados
%ARENA
40
45
50
55
60
% PIEDRA
60
55
50
45
40
Se utilizó el siguiente cuadro para la determinación de la curva granulométrica de los agregados globales para las muestras A, B y C, manteniendo constante el agregado grueso.
CUADRO 1.22
GRANULOMETRIA DEL AGREGADO GLOBAL Porcentaje de peso (masa) qué pasa
T AM IZ Tamano nominal Tamaño nominal Tamaño nominal
37.5 mm (1 1/2") 19.0 mm (3/4") 9.5 mm 3/8")
50 mm (2) 100
37.5 mm (1 1/2) 95
-
100 10019 mm (3/4) 45
-
80 95-
10012.5 mm (1/2) 100
9.5 mm (3/8) 95
-
1004.75 mm (No 4) 25
-
50 35-
55 30-
652.36 um (No 8) 20
-
501.18 um (No 16) 15
-
40600 um (No 30) 8
-
30 10-
35 10-
30300 um (No 50) 5
-
15(No
150 um 100)
o
.;. 8*o
- 8*o
-
8** Incrementar a 10% para finos de roca triturada
A continuación presentaremos las curvas granulométricas correspondientes al agregado global para las muestras A, B y C respectivamente.
E t s udto del concreto e · d Med,ana . a Alt a R se I ·stencia variando el Modulo de Finura del Agregado Fino Utilizando Cemento Portland Tipo I
Paqina Nº 25 Zabalaua Gamaruo Juan Carlos