Estudio del concreto de mediana a alta resistencia variando el módulo de finura del agregado fino utilizando cemento Portland tipo Itipo I

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

4

5

5

5

7 7

8 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 I

ZabalaQa 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 N}º_l6

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 cm}2_/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,

₅

UN!-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 aaua

Paoua .;-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

ar

ce

a

ce

ar

ce

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

º

_{1.8 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 Totales

9.5 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 #8

1 #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

46.2 173.0

152.3

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 34.6

43.84

56.16

#8J 152.3 3:>.46 74.3 '25.7

#100

82

16.4 00.7 9.3

Faro

46.5 9.3 100

o

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, N}º_{8, N}º_{16, N}º_30,

Nº_{50 y N}º_{100 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 cm}2_/gr 100*2.61

Se = _{62.25 cm}2_/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

42.80

Estudio 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

2629

1.2.5 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

500

gr

201

gr

701

ce

506

gr

1200.5

ce

698

gr

888

ce

187

gr

494

gr/ce

2.67

gr/ce

2.64

gr/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 1.52

M3

500 201 701 505 1201.5 699 890 189 492 2.65 2.60 2.72 1.63

De 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 1.45

Estudio 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

1.45

1.2.6 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

M2

Pmuestra+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 1.538

PESO 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 2779.5

4968

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

1.453

c

1.520

Muestra Peso Compactado

(gr/ce)

A

1.754

B

1.595

c

1.694

1.2.7 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

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e

_{d d P}

a

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es

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es

tr

a

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-

Peso

seco x 100

Pesoseco

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

1.45

1.2.8 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

3.4

Estud· 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 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

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

º

_1.1

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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�� 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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USO GRANULOMETRICO AGREGADO FINO AGREGADO GRUESO

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N'4 N'6 N'8 N'10 N'16 N' 20 N'30 N' 40

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

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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

º

_1.2

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

º

_1.3

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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3/8" 9,525 79 21 100 ,)

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40 ¡.;

114' 6.350 100 69 11 // V , 30 �

N' 4 4.760 2 98 98 2 95 . 100 o 10 " / 1

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N' 6 3.360 / / / / / �

20 Q.

N' 8 2.380 8 90 100 O 80 . 100 o 5 • / / / - 10

N' 10 2.000

¡¿,,r L,,

...,....

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6

N'16 1.190 16 74 100

O

50 . 85

O O

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§

8 8

O

N' 20 O 840

° 0 - o1 "' ,.; ,. .; oi o1 o1 •. -: !!_ l

· ABERTURA MALLA (mm)

- - l<l � � i;:

N' 30 0.590 22 52 25 . 60

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

:

¡

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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

-

₁₀₀ 100

19 mm _(3/4) 45

-

80 95

-

100

12.5 mm (1/2) 100

9.5 mm (3/8) 95

-

100

4.75 mm (No 4) ₂₅

-

50 35

-

55 30

-

65

2.36 um (No 8) 20

-

50

1.18 um (No 16) 15

-

40

600 um (No 30) 8

-

₃₀ 10

-

35 10

-

30

300 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 s_{e I} ·stencia variando el Modulo de Finura del Agregado Fino Utilizando Cemento Portland Tipo I

Paqina Nº 25 Zabalaua Gamaruo Juan Carlos