Evaluación del desempeño del concreto sometido a tiempos de mezclado prolongado y retemplado con un aditivo superplastificante en la Ciudad de Arequipa – 2017

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(1)UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTIN DE AREQUIPA FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL. “EVALUACIÓN DEL DESEMPEÑO DEL CONCRETO SOMETIDO A TIEMPOS DE MEZCLADO PROLONGADO Y RETEMPLADO CON UN ADITIVO SUPERPLASTIFICANTE EN LA CIUDAD DE AREQUIPA – 2017” TESIS PROFESIONAL PRESENTADO POR LOS BACHILLERES:. HUAYCANI HUAYCANI, JOEL EDWIN HUAYCANI HUAYCANI, FREDY ULISIS PARA OPTAR EL TÍTULO PROFESIONAL DE: INGENIERO CIVIL. ASESOR:. ING. MARÍA ELENA SÁNCHEZ GARCÍA AREQUIPA - 2018.

(2) EVALUACIÓN DEL DESEMPEÑO DEL CONCRETO SOMETIDO A TIEMPOS DE MEZCLADO PROLONGADO Y RETEMPLADO CON UN ADITIVO SUPERPLASTIFICANTE EN LA CIUDAD DE AREQUIPA – 2017. TESIS PROFESIONAL PRESENTADO POR LOS BACHILLERES:. HUAYCANI HUAYCANI, JOEL EDWIN HUAYCANI HUAYCANI, FREDY ULISIS PARA OPTAR EL TÍTULO PROFESIONAL DE: INGENIERO CIVIL. Aprobado por: _________________________________________________________ Fecha de sustentación: ___________________________________________________. _________________________ Ing. Francisco Ojeda Ojeda Presidente del Jurado. _____________________________. ________________________. Ing. María del Carmen Ponce Mejía. Ing. Issac Yanqui Morales. Miembro del Jurado. Miembro del Jurado.

(3) DEDICATORIA. En memoria de mi padre Basilio Huaycani Navarro. A mi madre Sabina Huaycani Mamani por ser mis guías y apoyo incondicional, a mis hermanos y hermanas que siempre estuvieron para apoyarme, a July y Dayiro, dos personas especiales en mi vida. Siempre con la bendición y de la mano gracias a Dios todo poderoso. El agradecimiento a mi asesora de tesis, la ingeniera María Elena Sanchez García por su apoyo incondicional y a mis docentes de la facultad FIC – UNSA por haberme enseñado y formado un profesional. Finalmente, a mis compañeros e ingenieros que en la vida profesional seguiré creciendo intelectualmente.. Bachiller Joel Edwin Huaycani Huaycani..

(4) DEDICATORIA Gracias a Dios Todopoderoso, por guiar siempre cada paso que doy; Gracias a mi padre Basilio Huaycani Navarro (┼), desde el cielo me cuida, intercede por mí y me da fuerzas para cumplir mis objetivos. A mi madre Sabina Huaycani M. mis hermanos, por su apoyo incondicional y a mis docentes de la FIC – UNSA, que me enseñaron en sus clases magistrales e inolvidables, que los libros enseñan a pensar y el pensamiento se hace libre. A los supervisores y residentes de las obras que en las cuales laboré, gracias por sus consejos, orientación y por los ánimos. A mis compañeros y amigos de la universidad que aprendí mucho de ellos.. Bach. Fredy Ulisis. Huaycani Huaycani.

(5) RESUMEN El presente trabajo de investigación “EVALUACIÓN DEL DESEMPEÑO DEL CONCRETO SOMETIDO A TIEMPOS DE MEZCLADO PROLONGADO Y RETEMPLADO CON UN ADITIVO SUPERPLASTIFICANTE EN LA CIUDAD DE AREQUIPA -2017”, tiene como objetivo principal de evaluar el desempeño del concreto sometido a tiempos de mezclado prolongado y retemplado con un aditivo superplastificante. Para la investigación, se ha planteado diseñar mezclas de concreto según la metodología propuesta por el Comité “Instituto Americano del Concreto” (ACI 211.1-91 para concreto normal, pesado y masivo) de resistencia a la compresión de 210 kg/cm2, empleando aditivo superplastificante en cantidad necesaria para cada tiempo o etapa prolongado de mezclado (60, 90 y 120 minutos), y tomando en consideración el parámetro como por ejemplo el revenimiento en el rango de 7 a 9 pulgadas para los concreto con aditivo y concreto patrón (sin aditivo), que sirvan para establecer propiedades del concreto como su trabajabilidad y consistencia. Para definir las dosificaciones del aditivo superplastificante se usó las especificaciones y recomendaciones de la hoja técnica del fabricante que establece un rango de 250 ml a 500ml (0.5% a 0.85%) por bolsa de cemento (42.5 Kg.) y finalmente las dosificaciones de los agregados se empleó tablas según la metodología de diseño del comité ACI 211.1, se realizaron mezclas de prueba para definir el porcentaje de aditivo superplastificante, considerando la trabajabilidad y manejabilidad de los tiempos de fraguado de estas. Una vez realizado las pruebas y las dosificaciones adecuadas, se procedió al preparado de cada uno de los lotes de concreto, realizando los siguientes ensayos al concreto fresco: Revenimiento (Slump), Temperatura y peso volumétrico; posteriormente se realizaron ensayos al concreto en estado endurecido: Resistencia a la compresión a edades de 7 y 28 días; y la resistencia a la tracción por compresión diametral también a edades de 7 y 28 días. Finalmente se obtuvo la dosificación óptima de aditivo superplastificante el cual varía según el tiempo prolongado de mezclado..

(6) ABSTRACT. The present research work "EVALUATION OF THE PERFORMANCE OF THE CONCRETE SUBMITTED TO TIMES OF PROLONGED MIXING AND REPLACED WITH A SUPERPLASTICIZING ADDITIVE IN THE CITY OF AREQUIPA -2017", has as main objective to evaluate the performance of the concrete submitted to times of prolonged and retempered mixing with a superplasticizer additive. For the investigation, it has been proposed to design concrete mixtures according to the methodology proposed by the Committee "American Concrete Institute" (ACI 211.1-91 for normal concrete, heavy and massive) of compressive strength of 210 kg / cm2, using additive superplasticizer in quantity necessary for each time or prolonged stage of mixing (60, 90 and 120 minutes), and taking into account the parameter such as the slump in the range of 7 to 9 inches for concrete with additive and concrete pattern (without additive), which serve to establish properties of concrete as its workability and consistency. To define the dosages of the superplasticizer additive, the specifications and recommendations of the manufacturer's technical sheet were used, which established a range of 250 ml to 500ml (0.5% to 0.85%) per bag of cement (42.5 kg) and finally the dosages of the aggregates tables were used according to the design methodology of committee ACI 211.1, test mixtures were made to define the percentage of superplasticizer additive, considering the workability and manageability of the setting times of these. Once the tests and the appropriate dosages were carried out, each of the batches of concrete was prepared, carrying out the following tests on fresh concrete: Slump, Temperature and volumetric weight; Subsequently tests were performed on concrete in hardened state: Compression resistance at ages of 7 and 28 days; and tensile strength by diametral compression also at ages of 7 and 28 days. Finally, the optimal dosage of superplasticizer was obtained, which varies according to the prolonged mixing time..

(7) CONTENIDO ÍNDICE DE CONTENIDO ........................................................................................................ 1 ÍNDICE DE CUADROS ............................................................................................................. 9 ÍNDICE DE FIGURAS ............................................................................................................. 12 CAPÍTULO I ............................................................................................................................... 15 INTRODUCCIÓN ...................................................................................................................... 15. 1.1.. MARCO SITUACIONAL ............................................................................ 15. 1.2.. PALABRAS CLAVES. ................................................................................ 15. 1.3.. DESCRIPCIÓN DE LA REALIDAD PROBLEMÁTICA ............................ 15. 1.3.1. PROBLEMA GENERAL ............................................................................. 16 1.3.2. PROBLEMAS ESPECÍFICOS ..................................................................... 16 1.4.. OBJETIVO ................................................................................................... 17. 1.4.1.. OBJETIVO GENERAL ......................................................................... 17. 1.4.2.. OBJETIVOS ESPECÍFICOS ................................................................. 17. 1.5.. HIPÓTESIS .................................................................................................. 17. 1.5.1.. HIPÓTESIS GENERAL ........................................................................ 17. 1.5.2.. HIPÓTESIS ESPECÍFICA .................................................................... 18. 1.6.. JUSTIFICACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN .............................................. 18. 1.7.. VARIABLES................................................................................................ 19. 1.7.1. VARIABLE INDEPENDIENTE .................................................................. 19 1.7.2. VARIABLE DEPENDIENTE ...................................................................... 19 CAPÍTULO II ............................................................................................................................. 20 MARCO TEÓRICO .................................................................................................................... 20. 2.1.. ANTECEDENTES ....................................................................................... 20. 2.1.1.. USO DE ADITIVOS EN PERÚ ............................................................ 20. 2.1.2.. ÓPTICA DE LA INVESTIGACIÓN ..................................................... 20. 2.1.2.1. Los ensayos que se realizaron en los agregados son: .............................. 20 2.1.2.2. Para el concreto sin aditivo y con aditivo se realizaron los siguientes ensayos: 21 2.2.. COMPONENTES DEL CONCRETO DE INVESTIGACIÓN ...................... 21. 1.

(8) 2.2.1.. EL CEMENTO PORTLAND ................................................................ 21. 2.2.1.1.. DEFINICIÓN ................................................................................. 21. 2.2.1.2.. COMPONENTES DEL CEMENTO PORTLAND ......................... 22. 2.2.1.3.. TIPOS DE CEMENTO PORTLAND ............................................. 23. 2.2.1.4.. TIPOS DE CEMENTO PORTLAND ADICIONADOS. ................. 23. 2.2.1.5.. CARACTERÍSTICAS QUÍMICAS DEL CEMENTO YURA IP .... 24. 2.2.2.. AGUA EN EL CONCRETO.................................................................. 24. 2.2.3.. AGREGADOS ...................................................................................... 26. 2.2.4.. ADITIVOS ............................................................................................ 29. 2.2.4.1.. ADITIVO SUPERPLASTIFICANTE: ............................................ 29. 2.2.4.1.1. DEFINICION DE SUPERPLASTIFICANTE (ASTM C 1017)... 29 2.2.4.1.2. ADITIVO EMPLEADO EN ESTA INVESTIGACIÓN: SIKA® CEM PLASTIFICANTE. .............................................................................. 30 2.2.4.1.3. CARACTERISTICAS Y VENTAJAS ........................................ 30 2.2.4.1.4. PROPIEDADES FÍSICAS Y QUÍMICAS .................................. 30 2.2.4.1.5. USOS ......................................................................................... 30 CAPÍTULO III ............................................................................................................................ 32 CARACTERIZACIÓN DE LOS MATERIALES Y DISEÑO DE MEZCLAS DEL CONCRETO ............................................................................................................................... 32. 3.1.. ENSAYOS PARA CARACTERIZACIÓN DE AGREGADOS .................... 32. 3.1.1.. AGREGADO GRUESO ........................................................................ 32. 3.1.1.1.. MUESTREO .................................................................................. 32. 3.1.1.1.1. NORMAS ................................................................................... 33 3.1.1.1.2. FUENTE DE ABASTECIMIENTO ............................................ 33 3.1.1.1.3. EQUIPOS ................................................................................... 33 3.1.1.1.4. MUESTREO .............................................................................. 33 3.1.1.1.5. CUARTEO ................................................................................. 33 3.1.1.2.. GRANULOMETRIA...................................................................... 34. 3.1.1.2.1. NORMAS ................................................................................... 34 3.1.1.2.2. MARCO TEÓRICO ................................................................... 35 3.1.1.2.3. EQUIPO ..................................................................................... 37 3.1.1.2.4. PROCEDIMIENTO .................................................................... 37 3.1.1.2.5. RESULTADOS .......................................................................... 38 3.1.1.2.6. ANALISIS DE RESULTADOS.................................................. 40. 2.

(9) 3.1.1.3.. MODULO DE FINEZA ................................................................. 40. 3.1.1.3.1. NORMAS ................................................................................... 40 3.1.1.3.2. MARCO TEÓRICO ................................................................... 40 3.1.1.3.3. RESULTATOS........................................................................... 41 3.1.1.4.. CONTENIDO DE HUMEDAD ...................................................... 42. 3.1.1.4.1. NORMAS ................................................................................... 42 3.1.1.4.2. MARCO TEÓRICO ................................................................... 42 3.1.1.4.3. EQUIPO ..................................................................................... 43 3.1.1.4.4. PROCEDIMIENTO .................................................................... 43 3.1.1.4.5. RESULTADOS .......................................................................... 43 3.1.1.5.. PESO ESPECÍFICO ....................................................................... 44. 3.1.1.5.1. NORMAS ................................................................................... 44 3.1.1.5.2. MARCO TEÓRICO ................................................................... 44 3.1.1.5.3. EQUIPOS ................................................................................... 44 3.1.1.5.4. PROCEDIMIENTO .................................................................... 44 3.1.1.5.5. CALCULOS ............................................................................... 47 3.1.1.5.6. RESULTADOS .......................................................................... 47 3.1.1.6.. ABSORCIÓN ................................................................................. 48. 3.1.1.6.1. NORMAS ................................................................................... 48 3.1.1.6.2. MARCO TEÓRICO ................................................................... 48 3.1.1.6.3. EQUIPOS ................................................................................... 48 3.1.1.6.4. PROCEDIMIENTO .................................................................... 48 3.1.1.6.5. RESULTADOS .......................................................................... 48 3.1.1.7.. PESO UNITARIO SUELTO .......................................................... 49. 3.1.1.7.1. NORMAS ................................................................................... 49 3.1.1.7.2. MARCO TEÓRICO ................................................................... 49 3.1.1.7.3. EQUIPOS ................................................................................... 49 3.1.1.7.4. PROCEDIMIENTO .................................................................... 49 3.1.1.7.5. CALCULOS ............................................................................... 50 3.1.1.7.6. RESULTADOS .......................................................................... 51 3.1.1.8.. PESO UNITARIO VARILLADO ................................................... 51. 3.1.1.8.1. NORMAS ................................................................................... 51 3.1.1.8.2. MARCO TEÓRICO ................................................................... 51. 3.

(10) 3.1.1.8.3. EQUIPOS ................................................................................... 51 3.1.1.8.4. PROCEDIMIENTO .................................................................... 51 3.1.1.8.5. CALCULOS ............................................................................... 52 3.1.1.8.6. RESULTADOS .......................................................................... 53 3.1.1.9.. ENSAYO DE RESISTENCIA AL DESGASTE ............................. 53. 3.1.1.9.1. NORMAS ................................................................................... 53 3.1.1.9.2. MARCO TEÓRICO ................................................................... 53 3.1.1.9.3. EQUIPOS ................................................................................... 54 3.1.1.9.4. PROCEDIMIENTO .................................................................... 55 3.1.1.9.5. RESULTADOS .......................................................................... 56 3.1.1.9.6. ANÁLISIS DE RESULTADOS.................................................. 56 3.1.2.. AGREGADO FINO............................................................................... 57. 3.1.2.1.. MUESTREO .................................................................................. 57. 3.1.2.1.1. NORMAS ................................................................................... 57 3.1.2.1.2. FUENTE DE ABASTECIMIENTO ............................................ 57 3.1.2.1.3. EQUIPOS ................................................................................... 57 3.1.2.1.4. MUESTREO .............................................................................. 58 3.1.2.1.5. CUARTEO ................................................................................. 58 3.1.2.2.. GRANULOMETRIA...................................................................... 58. 3.1.2.2.1. NORMAS ................................................................................... 58 3.1.2.2.2. MARCO TEÓRICO ................................................................... 59 3.1.2.2.3. EQUIPO ..................................................................................... 60 3.1.2.2.4. PROCEDIMIENTO .................................................................... 60 3.1.2.2.5. RESULTADOS .......................................................................... 61 3.1.2.2.6. ANALISIS DE RESULTADOS.................................................. 63 3.1.2.3.. MODULO DE FINEZA ................................................................. 63. 3.1.2.3.1. NORMAS ................................................................................... 63 3.1.2.3.2. MARCO TEÓRICO ................................................................... 63 3.1.2.3.3. RESULTADOS .......................................................................... 63 3.1.2.4.. CONTENIDO DE HUMEDAD ...................................................... 64. 3.1.2.4.1. NORMAS ................................................................................... 64 3.1.2.4.2. MARCO TEÓRICO ................................................................... 64 3.1.2.4.3. EQUIPO ..................................................................................... 64. 4.

(11) 3.1.2.4.4. PROCEDIMIENTO .................................................................... 65 3.1.2.4.5. RESULTADOS .......................................................................... 65 3.1.2.5.. PESO ESPECÍFICO ....................................................................... 66. 3.1.2.5.1. NORMAS ................................................................................... 66 3.1.2.5.2. MARCO TEÓRICO ................................................................... 66 3.1.2.5.3. EQUIPOS ................................................................................... 66 3.1.2.5.4. PROCEDIMIENTO .................................................................... 66 3.1.2.5.5. CALCULOS ............................................................................... 71 3.1.2.5.6. RESULTADOS .......................................................................... 72 3.1.2.6.. ABSORCIÓN ................................................................................. 72. 3.1.2.6.1. NORMAS ................................................................................... 72 3.1.2.6.2. MARCO TEÓRICO ................................................................... 72 3.1.2.6.3. EQUIPOS ................................................................................... 72 3.1.2.6.4. PROCEDIMIENTO .................................................................... 72 3.1.2.6.5. RESULTADOS .......................................................................... 73 3.1.2.7.. PESO UNITARIO SUELTO .......................................................... 73. 3.1.2.7.1. NORMAS ................................................................................... 73 3.1.2.7.2. MARCO TEÓRICO ................................................................... 74 3.1.2.7.3. EQUIPOS ................................................................................... 74 3.1.2.7.4. PROCEDIMIENTO .................................................................... 74 3.1.2.7.5. CALCULOS ............................................................................... 76 3.1.2.7.6. RESULTADOS .......................................................................... 76 3.1.2.8.. PESO UNITARIO VARILLADO ................................................... 76. 3.1.2.8.1. NORMAS ................................................................................... 76 3.1.2.8.2. MARCO TEÓRICO ................................................................... 77 3.1.2.8.3. EQUIPOS ................................................................................... 77 3.1.2.8.4. PROCEDIMIENTO .................................................................... 77 3.1.2.8.5. CALCULOS ............................................................................... 79 3.1.2.8.6. RESULTADOS .......................................................................... 80 3.2.. CARACTERIZACION DEL CEMENTO ..................................................... 80. 3.2.1. Definición ..................................................................................................... 80 3.2.2. Características técnicas del cemento Yura tipo IP.......................................... 80 3.3.. CARACTERIZACION DEL AGUA DE MEZCLA ..................................... 82. 5.

(12) 3.3.1. Definición ..................................................................................................... 82 3.4.. CARACTERIZACION DEL ADITIVO SUPERPLASTIFICANTE ............. 82. 3.4.1. Superplastificante empleado ......................................................................... 82 3.5.. DISEÑO DE MEZCLAS DEL CONCRETO ................................................ 83. 3.5.1.. INTRODUCCION ................................................................................. 83. 3.5.2.. DISEÑO DE MEZCLAS ....................................................................... 83. 3.5.3.. CONSIDERACIONES DE DISEÑO ..................................................... 83. 3.5.4.. INFORMACIÓN REQUERIDA DE LOS MATERIALES .................... 84. CAPITULO IV ............................................................................................................................ 88 ENSAYOS A EFECTUAR EN EL CONCRETO ...................................................................... 88. 4.1.. PREPARACION DE MUESTRAS ............................................................... 88. 4.1.1.. 4.1.1.1.. NORMA ......................................................................................... 88. 4.1.1.2.. MARCO TEÓRICO ....................................................................... 88. 4.1.1.3.. EQUIPO ......................................................................................... 88. 4.1.1.4.. PROCEDIMIENTO ........................................................................ 88. 4.1.2.. 4.2.. ELABORACIÓN DE PROBETAS CILINDRICAS DE CONCRETO ... 89. 4.1.2.1.. NORMA ......................................................................................... 89. 4.1.2.2.. MARCO TEÓRICO ....................................................................... 89. 4.1.2.3.. EQUIPO ......................................................................................... 90. 4.1.2.4.. PROCEDIMIENTO ........................................................................ 90. ENSAYOS EN ESTADO FRESCO DEL CONCRETO................................ 93. 4.2.1.. ASENTAMIENTO ................................................................................ 93. 4.2.1.1.. NORMA ......................................................................................... 93. 4.2.1.2.. MARCO TEÓRICO ....................................................................... 94. 4.2.1.3.. EQUIPO ......................................................................................... 94. 4.2.1.4.. PROCEDIMIENTO ........................................................................ 94. 4.2.2.. 4.3.. ELABORACIÓN DE CONCRETO ....................................................... 88. PESO UNITARIO FRESCO .................................................................. 96. 4.2.2.1.. NORMA ......................................................................................... 96. 4.2.2.2.. MARCO TEÓRICO ....................................................................... 96. ENSAYOS EN ESTADO ENDURECIDO ................................................... 97. 4.3.1.. RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN .................................................. 97. 4.3.1.1.. NORMA ......................................................................................... 97. 6.

(13) 4.3.1.2.. MARCO TEÓRICO ....................................................................... 97. 4.3.1.3.. EQUIPO ......................................................................................... 98. 4.3.1.4.. PROCEDIMIENTO ........................................................................ 98. 4.3.1.5.. CALCULOS ................................................................................... 99. 4.3.2.. RESISTENCIA A LA TRACCIÓN POR COMPRESIÓN DIAMETRAL 100. 4.3.2.1.. NORMA ....................................................................................... 100. 4.3.2.2.. MARCO TEÓRICO ..................................................................... 100. 4.3.2.3.. EQUIPO ....................................................................................... 101. 4.3.2.4.. PROCEDIMIENTO ...................................................................... 101. CAPITULO V ........................................................................................................................... 102 RESULTADOS DE LOS ENSAYOS DEL CONCRETO EN ESTADO FRESCO Y ENDURECIDO ......................................................................................................................... 102. 5.1.. RESULTADOS DE LOS ENSAYOS EN ESTADO FRESCO ................... 102. 5.1.1. 5.2.. RESULTADOS DE LA CONSISTENCIA .......................................... 102. RESULTADOS DE LOS ENSAYOS EN ESTADO ENDURECIDO ......... 104. 5.2.1.. RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN F’C= 210 kgf/cm2 - 07 y 28 DÍAS 105. 5.2.1.1.. PRIMERA ETAPA “CONCRETO NO RETEMPLADO” ............ 105. 5.2.1.2. AGUA”. SEGUNDA ETAPA “CONCRETO RETEMPLADO CON 108. 5.1.1.1. TERCERA ETAPA “CONCRETO RETEMPLADO CON SUPERPLASTIFICANTE” ............................................................................ 110 5.1.2. RESISTENCIA A TRACCIÓN POR COMPRESIÓN DIAMETRAL PARA F’C= 210 kgf/cm2 07 Y 28 DÍAS ........................................................... 115 5.1.2.1. PRIMERA ETAPA “CONCRETO NO RETEMPLADO CONCRETO INICIAL” ................................................................................. 115 5.1.2.2. AGUA”. SEGUNDA ETAPA “CONCRETO RETEMPLADO CON 116. 5.1.2.3. TERCERA ETAPA “CONCRETO RETEMPLADO CON SUPERPLASTIFICANTE” ............................................................................ 118 CAPITULO VI .......................................................................................................................... 124 ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS ....................................................................................... 124. 6.1. RESULTADO DEL DESEMPEÑO DE LA CONSISTENCIA EN EL CONCRETO FRESCO ............................................................................. 124 6.1.1. PERDIDA DE CONSISTENCIA DEL CONCRETO FRESCO NO RETEMPLADO ...................................................................................... 124 7.

(14) 6.1.2. PERDIDA DE CONSISTENCIA DEL CONCRETO FRESCO RETEMPLADO CON AGUA. ....................................................................... 124 6.1.3. PERDIDA DE CONSISTENCIA DEL CONCRETO FRESCO RETEMPLADO CON SUPERPLASTIFICANTE.......................................... 125 6.2. RESULTADO DEL DESEMPEÑO DE LA RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN EN EL CONCRETO A EDADES DE 7 Y 28 DÍAS. ............ 126 6.2.1.. CONCRETO NO RETEMPLADO ............................................... 126. 6.2.2.. CONCRETO RETEMPLADO CON AGUA ................................ 127. 6.2.3.. CONCRETO RETEMPLADO CON SUPERPLASTIFICANTE .. 127. 6.3. RESULTADO DEL DESEMPEÑO DE LA RESISTENCIA A LA ADHERENCIA EN EL CONCRETO A EDADES DE 7 Y 28 DÍAS. ............ 129 6.4.. CONTRASTE DE HIPÓTESIS ESTADÍSTICA. ......................... 130. CONCLUSIONES .................................................................................................................... 135 RECOMENDACIONES ........................................................................................................... 138 BIBLIOGRAFÍA....................................................................................................................... 139 Referencias ................................................................................................................................ 141 ANEXO A (Tablas de la NTP) ................................................................................................. 143 ANEXO B (Ficha técnica de Aditivos) ..................................................................................... 144 ANEXO C (Panel Fotográfico) ................................................................................................. 156 ANEXO D1. CONSTANCIA DE USO DE EQUIPOS DE LABORATORIO “TECHLAB” . 157 ANEXO D2. CERTIFICADO DE CALIBRACION DE EQUIPO: PRENSA DE CONCRETO ............................................................................................................................. 157. 8.

(15) ÍNIDICE DE CUADROS Cuadro 2.1 Características técnicas del cemento Yura IP. .......................................................... 24 Cuadro 3.1. Uso granulométrico para el agregado grueso según NTP 400.037. ........................ 36 Cuadro 3.2. Cantidad mínima de la muestra de agregado grueso o global ................................. 37 Cuadro 3.3. Granulometría del Agregado Grueso – Muestra M-1 .............................................. 38 Cuadro 3.4. Granulometría del Agregado Grueso – Muestra M-2 ............................................ 39 Cuadro 3.5. Resultados del Ensayo de Modulo de Fineza del Agregado grueso Muestra M1. .................................................................................................................................................. 41 Cuadro 3.6. Resultados del Ensayo de Modulo de Fineza del Agregado grueso Muestra M2. .................................................................................................................................................. 41 Cuadro 3.7. Resultados del ensayo de Contenido de Humedad del Agregado Grueso ............... 43 Cuadro 3.8. Resultados del ensayo de Peso Específico del Agregado Grueso. .......................... 47 Cuadro 3.9. Resultados del ensayo de Absorción del Agregado grueso. .................................... 48 Cuadro 3.10. Resultados del ensayo de Peso Unitario Suelto ..................................................... 51 Cuadro 3.11. Resultados del Ensayo de Peso Unitario Varillado del Agregado Grueso ............ 53 Cuadro 3.12. Carga Abrasiva para el Agregado Grueso ............................................................. 54 Cuadro 3.13. Gradaciones para el Agregado Grueso. ................................................................. 54 Cuadro 3.14. Resultados del ensayo de Abrasión del Agregado Grueso .................................... 56 Cuadro 3.15. Limites granulométricos del Agregado Fino según NTP 400.037 ........................ 59 Cuadro 3.16. Granulometría del Agregado Fino – Muestra M-1. ............................................... 61 Cuadro 3.17. Granulometría del Agregado Fino – Muestra M-2 ................................................ 62 Cuadro 3.18. Resultado de Ensayos de Modulo de Fineza del Agregado Fino Muestra M-1 .... 63 Cuadro 3.19. Resultado de Ensayos de Modulo de Fineza del Agregado Fino Muestra M-2 .... 64 Cuadro 3.20. Resultado del Ensayo de Contenido de Humedad................................................ 65 Cuadro 3.21. Resultados del Ensayo de Peso Específico del Agregado Fino. ............................ 72 Cuadro 3.22. Resultados del Ensayo de Absorción..................................................................... 73 Cuadro 3.23. Resultados del Ensayo de Peso Unitario Suelto del Agregado Fino. .................... 76 Cuadro 3.24. Resultados del Ensayo de Peso Unitario Varillado del Agregado Fino. ............... 80 Cuadro 3.25. Especificaciones del cemento Portland Yura tipo IP............................................. 80 Cuadro 3.26. Certificado de calidad del cemento Portland Yura tipo IP .................................... 81 Cuadro 4.1. Requisitos de la varilla. ............................................................................... 90 Cuadro 4.2. Numero de capas requeridas por especímenes. ....................................................... 91 Cuadro 4.3. Numero de golpes por capa por espécimen. ............................................................ 91 Cuadro 5.1. Resultados de consistencia del concreto no retemplado ........................................ 102 Cuadro 5.2. Resultados de consistencia del concreto retemplado con agua ............................. 103 Cuadro 5.3. Resultados de consistencia del concreto retemplado con superplastificante ......... 104. 9.

(16) Cuadro 5.4. Resultados de los ensayos de la resistencia a compresión, concreto normal no retemplado a edad 7 días, f’c=210 kgf/cm2 .............................................................................. 106 Cuadro 5.5. Resultados de los ensayos de la resistencia a la compresión, concreto normal no retemplado a edad 28 días, f’c=210 kgf/cm2 ....................................................................... 107 Cuadro 5.6. Resultados de los ensayos de la resistencia a la compresión, concreto retemplado con agua a edad 7 días, f’c=210 kgf/cm2 ............................................................... 109 Cuadro 5.7. Resultados de los ensayos de la resistencia a la compresión, concreto retemplado con agua a edad 28 días, f’c=210 kgf/cm2 ............................................................. 110 Cuadro 5.8. Resultados de los ensayos de la resistencia a la compresión, concreto retemplado con superplastificante a edad 7 días, f’c=210 kgf/cm2 .......................................... 111 Fuente: Elaboración propia. ...................................................................................................... 111 Cuadro 5.9. Resultados de los ensayos de la resistencia a la compresión, concreto retemplado con superplastificante a edad 7 días, f’c=210 kgf/cm2. ......................................... 112 Fuente: Elaboración propia. ...................................................................................................... 113 Cuadro 5.10. Resultados del ensayo a la tracción indirecta para f’c= 210 kgf/cm2 – 7 días (concreto no retemplado) .......................................................................................................... 116 Cuadro 5.11. Resultados del ensayo a la tracción indirecta para f’c= 210 kgf/cm2 – 28 días (concreto no retemplado) .......................................................................................................... 116 Cuadro 5.12. Resultados del ensayo a la tracción indirecta para f’c= 210 kgf/cm2 – 7 días (concreto retemplado con agua) ................................................................................................ 117 Cuadro 5.13. Resultados del ensayo a la tracción indirecta para f’c= 210 kgf/cm2 – 28 días (concreto retemplado con agua) ................................................................................................ 118 Cuadro 5.14. Resultados del ensayo a la tracción indirecta para f’c= 210 kgf/cm2 – 7 días (concreto retemplado con superplastificante)............................................................................ 119 Cuadro 5.15. Resultados del ensayo a la tracción indirecta para f’c= 210 kgf/cm2 – 28 días (concreto retemplado con superplastificante)............................................................................ 120 Cuadro 6.1. Pérdida de consistencia del concreto fresco (no retemplado) f’c= 210 kgf/cm2 ... 124 Cuadro 6.2. Comparativo de volúmenes de agua y superplastificante necesarios para el retemplado del concreto ............................................................................................................ 126 Cuadro 6.3. Análisis de resultados del concreto no retemplado a edad de 7 días. .................... 126 Cuadro 6.4. Análisis de resultados del concreto no retemplado a edad de 28 días. .................. 126 Cuadro 6.5. Análisis de resultados del concreto retemplado con agua a edad de 7 días. .......... 127 Cuadro 6.6. Análisis de resultados del concreto retemplado con agua a edad de 28 días. ........ 127 Cuadro 6.7. Análisis de resultados del concreto retemplado con Superplastificante a edad de 7 días. ........................................................................................................................................ 127 Cuadro 6.8. Análisis de resultados del concreto retemplado con Superplastificante a edad de 28 días. ...................................................................................................................................... 128 Cuadro 6.9. Comparación entre el retemplado con agua y con superplastificante a edad de 7 días. ........................................................................................................................................... 128. 10.

(17) Cuadro 6.10. Comparación entre el retemplado con agua y con superplastificante a edad de 28 días. ...................................................................................................................................... 128 Cuadro 6.11. Análisis de resultados de la adherencia de concretos colocados en dos tiempos, edad de 7 días. ............................................................................................................ 129 Cuadro 6.12. Análisis de resultados de la adherencia de concretos colocados en dos tiempos, edad de 28 días. .......................................................................................................... 129 Cuadro 6.13: Principales fuentes de variación de la resistencia del concreto ........................... 130 Cuadro 6.14: Valores de dispersión en el control del concreto ................................................. 131 Cuadro 6.15. Resultados del análisis estadístico de la resistencia a compresión de las probetas edad 28 días concreto no retemplado .......................................................................... 132 Cuadro 6.16. Resultados del análisis estadístico de la resistencia a compresión de las probetas edad 28 días concreto retemplado con agua ............................................................... 133 Cuadro 6.17. Resultados del análisis estadístico de la resistencia a compresión de las probetas edad 28 días concreto retemplado con superplastificante ........................................... 134. 11.

(18) ÍNDICE DE FIGURAS Figura 3.1. Distribución uniforme del agregado grueso previo al cuarteo .................................. 34 Figura 3.2. Cuarteo del Material ................................................................................................. 34 Figura 3.3. Tamizado del agregado grueso ................................................................................. 38 Gráfica 3.1. Curva Granulométrica del agregado Grueso – Muestra M-1 .................................. 39 Gráfica 3.2. Curva Granulométrica del agregado Grueso – Muestra M-2 ................................. 40 Figura 3.4. Sumergido del Agregado Grueso .............................................................................. 45 Figura 3.5. Preparación del Agregado grueso al estado Saturado Superficialmente Seco .......... 46 Figura 3.6. Sumergido del Agregado Grueso Saturado Superficialmente Seco para determinar el volumen desalojado............................................................................................... 46 Figura 3.7. Enrasado del molde con agregado grueso. ................................................................ 50 Figura 3.8. Enrasado del molde metálico con Ag. Grueso para el Peso Unitario Varillado ....... 52 Figura 3.9. Agregado Grueso en la Maquina de los Ángeles. ..................................................... 55 Figura 3.10. Agregado Grueso retenido en el tamiz #12............................................................. 56 Figura 3.11. Cuarteo del Agregado Fino. .................................................................................... 58 Figura 3.12. Tamizado manual del Agregado Fino. .................................................................... 60 Gráfica 3.3. Curva Granulométrica del Agregado Fino – Muestra M-1 ..................................... 61 Gráfica 3.4. Curva Granulométrica del Agregado Fino – Muestra M-2 ..................................... 62 Figura 3.13. Agregado Fino Sumergido ...................................................................................... 68 Figura 3.14. Preparación del Agregado fino al Estado Saturado Superficialmente Seco ........... 68 Figura 3.15. Compactación del Agregado Fino para la verificación del Estado Saturado Superficialmente Seco. ................................................................................................................ 69 Figura 3.16. Verificación del Estado Saturado Superficialmente Seco....................................... 69 Figura 3.17. “Baño María” de las fiolas con agregado Fino. ...................................................... 70 Figura 3.18. Rolado de las fiolas para eliminar el aire atrapado. ................................................ 70 Figura 3.19. Enrasado con una regla del agregado fino sobrante................................................ 75 Figura 3.20. Pesado y toma de datos. .......................................................................................... 75 Figura 3.22. Enrasado con la regla metálica. .............................................................................. 78 Figura 3.23. Pesado y toma de datos. .......................................................................................... 79 Figura 3.24. Algoritmo para el diseño de mezcla de concreto por el método ACI 211.1. .......... 85 Figura 4.1. Mezcladora Eléctrica de concreto, Tipo trompo de 9p3. .......................................... 89 Figura 4.2. Llenado de moldes de probeta. ................................................................................. 92 Figura 4.3. Probetas enrasadas. ................................................................................................... 92 Figura 4.4. Probetas desmoldadas y rotuladas. ........................................................................... 93 Figura 4.5. Probetas en proceso de curado. ................................................................................. 93 Figura 4.6. Medición de slump en el concreto patrón. ................................................................ 95. 12.

(19) Figura 4.7. Control de slump en el concreto con aditivo. ........................................................... 96 Figura 4.8. Secado de las probetas de concreto. .......................................................................... 99 Figura 4.9. Rotura de la probeta a compresión............................................................................ 99 Figura 4.10. Secado de las probetas en condiciones ambientales. ............................................ 101 Figura 4.11. Aplicación de la carga a la probeta ....................................................................... 101 Gráfica 5.1. Perdida de consistencia del concreto no retemplado ............................................. 103 Gráfica 5.2. Perdida de consistencia del concreto retemplado con agua................................... 103 Gráfica 5.3. Perdida de consistencia del concreto retemplado con superplastificante. ............. 104 Gráfica 5.4. Tiempo de mezclado vs Resistencia a la compresión f’c= 210 kgf/cm2 a 7 días. 113 Gráfica 5.5. Tiempo de mezclado vs Resistencia a la compresión f’c= 210 kgf/cm2 a 28 días. ........................................................................................................................................... 113 Gráfica 5.6. Edad del concreto VS Resistencia a la compresión f’c= 210 kgf/cm2 de las probetas con tiempo de mezclado 60 minutos........................................................................... 114 Gráfica 5.7. Edad del concreto VS Resistencia a la compresión f’c= 210 kgf/cm2 de las probetas con tiempo de mezclado 90 minutos........................................................................... 114 Gráfica 5.8. Edad del concreto VS Resistencia a la compresión f’c= 210 kgf/cm2 de las probetas con tiempo de mezclado 120 minutos......................................................................... 115 Gráfica 5.9. Tiempo de mezclado vs Resistencia a la tracción para f’c= 210 kgf’cm2 a 7 días. ........................................................................................................................................... 121 Gráfica 5.10. Tiempo de mezclado vs Resistencia a la tracción para f’c= 210 kgf’cm2 a 28 días. ........................................................................................................................................... 121 Ilustración 5.1. Resistencia a la tracción para f’c= 210 kgf’cm2 - 07 días, entre Concreto inicial vs. Concreto retemplado con Agua. ............................................................................... 122 Ilustración 5.2. Resistencia a la tracción para f’c= 210 kgf’cm2 – 07 días, entre Concreto inicial vs. Concreto retemplado con Superplasficante. ............................................................. 122 Ilustración 5.3. Resistencia a la tracción para f’c= 210 kgf’cm2 – 28 días, entre Concreto inicial vs. Concreto retemplado con Agua. ............................................................................... 123 Ilustración 5.4. Resistencia a la tracción para f’c= 210 kgf’cm2 – 28 días, entre Concreto inicial vs. Concreto retemplado con Superplasficante. ............................................................. 123 Gráfica 6.1. Relación potencial entre volumen de agua y el tiempo de mezclado. ................... 125 Gráfica 6.2. Relación potencial entre volumen de superplastificante y el tiempo de mezclado. .................................................................................................................................. 125. 13.

(20) 14.

(21) EVALUACIÓN DEL DESEMPEÑO DEL CONCRETO SOMETIDO A TIEMPOS DE MEZCLADO PROLONGADO Y RETEMPLADO CON UN ADITIVO SUPERPLASTIFICANTE EN LA CIUDAD DE AREQUIPA - 2017. CAPÍTULO I INTRODUCCIÓN 1.1. MARCO SITUACIONAL El concreto es el material de construcción más empleado en la actualidad en el mundo y en nuestro medio, está compuesto principalmente por cemento, agua, agregado fino y grueso. En la actualidad el concreto en muchos casos requiere para su composición la incorporación de aditivos con la finalidad de mejorar sus características. El tiempo del asentamiento (Slump) en el concreto es muy importante ya que nos da a conocer su trabajabilidad y nos permite elaborar concretos que necesitan mantener la fluidez por varias horas. Es por lo que considero necesario la presente investigación donde se diseñó y se experimentó incorporando aditivo superplastificante, específicamente desarrollados para incrementar la calidad y el tiempo de trabajabilidad del concreto. 1.2. PALABRAS CLAVES.. Desempeño del concreto, consistencia, adherencia, resistencia a la compresión, aditivo superplastificante, concreto convencional, concreto premezclado, concreto retemplado. 1.3. DESCRIPCIÓN DE LA REALIDAD PROBLEMÁTICA. En los últimos años el crecimiento de la industria de la construcción ha llevado a que se incremente el consumo de concreto, este crecimiento se da en diferentes distritos y muchas veces a grandes distancias, dando como resultado que el concreto no tenga el mismo asentamiento cuando llegue a la obra. Entonces en la producción de concreto premezclado, se presenta tiempos de mezclado prolongados del concreto, donde el tiempo transcurrido desde el mezclado hasta la entrega y colocación del concreto tienen que prolongarse, y algunos de estos inconvenientes son debidos a: . Tráfico en la ruta, como se tiene el conocimiento que en la ciudad de Arequipa actualmente ha aumentado el parque automotor y la no existencia de vías rápidas como los metros y otras infraestructuras viales, se genera problemáticas del tráfico y densidad.. . Accesos dificultosos al lugar de la construcción.. 15.

(22) EVALUACIÓN DEL DESEMPEÑO DEL CONCRETO SOMETIDO A TIEMPOS DE MEZCLADO PROLONGADO Y RETEMPLADO CON UN ADITIVO SUPERPLASTIFICANTE EN LA CIUDAD DE AREQUIPA - 2017. . Largas distancias de recorrido para llegar a la obra.. . Mal manejo y colocación del concreto en obra, esto resulta retrasos.. Todos estos inconvenientes o problemáticas hacen que el concreto se tenga que someter a tiempo de mezclado prolongado, en todo este tiempo el concreto está expuesto a agentes como la temperatura, humedad relativa y radiación solar del ambiente que lo rodea; originando la perdida de agua en el concreto y consecuentemente reduciendo su consistencia. Por tal motivo, en la presente investigación se propone dar alternativa de solución como el retemplando con un aditivo superplastificante; Sin embargo, no se conoce acerca de los posibles efectos positivos o negativos que pueda causar en la consistencia, adherencia de concretos en diferentes tiempos y la resistencia a la compresión del concreto, generando duda de la calidad del concreto.. 1.3.1. PROBLEMA GENERAL Un concreto sometido a tiempos de mezclado prolongado ya no cumple las especificaciones técnicas del concreto en cuanto a su consistencia, adherencia y principalmente la resistencia a la compresión. 1.3.2. PROBLEMAS ESPECÍFICOS . La inadecuada consistencia de un concreto dificulta la trabajabilidad y su proceso de vaciado en la obra; puede generar efectos negativos como las cangrejeras, segregaciones en los elementos estructurales y por consiguiente afecta a la resistencia a la compresión del concreto. . Efectos negativos del concreto convencional sometido a tiempos de mezclado prolongado y no retemplado, sin embargo, son colocados en obra.. . La mala adherencia generada por las juntas frías.. 16.

(23) EVALUACIÓN DEL DESEMPEÑO DEL CONCRETO SOMETIDO A TIEMPOS DE MEZCLADO PROLONGADO Y RETEMPLADO CON UN ADITIVO SUPERPLASTIFICANTE EN LA CIUDAD DE AREQUIPA - 2017. 1.4. OBJETIVO. 1.4.1. OBJETIVO GENERAL. Evaluar el desempeño del concreto sometido a diferentes tiempos de mezclado prolongado y retemplado con aditivo superplastificante en dosis de 0.5% y 0.85% para poder obtener un concreto más trabajable, fluido durante más tiempo y mejorar la calidad del mismo.. 1.4.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS. La presente investigación tiene como finalidad los siguientes objetivos. . Evaluar el desempeño de la consistencia del concreto sometido a tiempos de mezclado prolongado y retemplado con un aditivo superplastificante.. . Evaluar el desempeño de la resistencia a compresión del concreto sometido a tiempos de mezclado prolongado y retemplado con un aditivo superplastificante.. . Evaluar el desempeño de la resistencia a la adherencia del concreto sometido a tiempos de mezclado prolongado y retemplado colocado en dos etapas.. . Determinar la variación de la resistencia a compresión y adherencia del concreto sometido a tiempos de mezclado prolongado y retemplado con un aditivo superplastificante respecto a un concreto retemplado con agua y un concreto no retemplado.. 1.5. HIPÓTESIS 1.5.1. HIPÓTESIS GENERAL El desempeño del concreto sometido a tiempos de mezclado prolongado mejora por el retemplado en los tiempos especificados con aditivo superplastificante.. 17.

(24) EVALUACIÓN DEL DESEMPEÑO DEL CONCRETO SOMETIDO A TIEMPOS DE MEZCLADO PROLONGADO Y RETEMPLADO CON UN ADITIVO SUPERPLASTIFICANTE EN LA CIUDAD DE AREQUIPA - 2017. 1.5.2. HIPÓTESIS ESPECÍFICA . El desempeño de la consistencia del concreto sometido a tiempos de mezclado. prolongado,. mejora. por. el. retemplado. con. aditivo. superplastificante. . El desempeño de la resistencia a la compresión del concreto sometido a tiempos de mezclado prolongado mejora por el retemplado con aditivo superplastificante.. . Tiene un mejor desempeño de resistencia a la adherencia en un concreto retemplado con un aditivo superplastificante, que un concreto retemplado con agua y un concreto no retemplado, colocados en dos etapas.. 1.6. JUSTIFICACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN. Es evidente que la producción y uso del concreto premezclado está en mayor auge y dinámica en sector de la construcción, que por consiguiente mayor demanda del concreto premezclado debido a que esta ofrece numerosas ventajas en comparación con el método tradicional de mezclado en obra. En nuestro Reglamento Nacional de Edificaciones, en cuanto al concreto premezclado hace referencia a la norma ASTM C 94M y ASTM C 685M, en la cual se dan a conocer todos los requerimientos para la elaboración y entrega del mismo. En cuanto a la adición de agua al concreto para retemplar, en esta norma se menciona, pero de manera muy superficial, dejando muchas dudas acerca de este procedimiento; peor ni se menciona de “retemplado con aditivo superplastificante” u otros aditivos, lo que deja incertidumbre de no conocer los efectos que este procedimiento puede causar en las propiedades del concreto fresco y endurecido. El aditivo que se emplea para la presente investigación es el superplastificante para mezclas de concreto y mortero “Sika® Cem Plastificante”, el cual cumple con las especificaciones ASTM C494 Tipo D y Tipo G, y en adelante nos referiremos a él como ADITIVO SUPERPLASTIFICANTE. El uso de este aditivo puede ayudar a lograr obtener mezclas de concreto que cumplan con las condiciones de diseño establecidas por la Norma Técnica de Edificación E. 060. Esta investigación tiene el propósito de contribuir con la obtención de nuevos conocimientos cualitativos y cuantitativos acerca de la “Evaluación del desempeño. 18.

(25) EVALUACIÓN DEL DESEMPEÑO DEL CONCRETO SOMETIDO A TIEMPOS DE MEZCLADO PROLONGADO Y RETEMPLADO CON UN ADITIVO SUPERPLASTIFICANTE EN LA CIUDAD DE AREQUIPA - 2017. del concreto sometido a tiempos de mezclado prolongado y retemplado con un aditivo superplastificante”; El mismo que beneficiará a la comunidad de la construcción civil, las empresas, profesionales, personal técnico y todas las personas involucradas en este rubro.. 1.7. VARIABLES. 1.7.1. VARIABLE INDEPENDIENTE. . Aditivo superplastificante en cuanto a cantidad y calidad.. . Tiempos especificados (60, 90 y 120 minutos) para el retemplado con un aditivo superplastificante.. . Temperatura del medio ambiente donde se elabora y su colocado del concreto sometido a tiempos de mezclado prolongado y retemplado.. 1.7.2. VARIABLE DEPENDIENTE. . Consistencia o asentamiento del concreto (trabajabilidad). . Resistencia a la compresión del concreto. . Resistencia a la adherencia del concreto colocado en dos tiempos o etapas.. 19.

(26) EVALUACIÓN DEL DESEMPEÑO DEL CONCRETO SOMETIDO A TIEMPOS DE MEZCLADO PROLONGADO Y RETEMPLADO CON UN ADITIVO SUPERPLASTIFICANTE EN LA CIUDAD DE AREQUIPA - 2017. CAPÍTULO II MARCO TEÓRICO 2.1. ANTECEDENTES 2.1.1. USO DE ADITIVOS EN PERÚ La historia del empleo de los aditivos para los concretos se remonta al siglo XIX, tiempo después de Joseph Aspdin, patentó en Inglaterra, el 21 de octubre de 1824, un producto que llamó “Cemento Portland” En nuestro país los aditivos químicos se empiezan a emplearse a fines de la década del 50´, en un mercado restringido. En la década de los 60 se inició mayor auge en el uso de los aditivos plastificantes, productos que hoy en día son los más utilizados en todo el mundo, debido a su capacidad para reducir el agua de la mezcla y por lo tanto para obtener concretos de mayor tiempo de asentamiento. En la década del 70 se introdujeron los primeros aditivos super plastificantes los cuales revolucionarían la tecnología del hormigón en esa época, por cuanto se logró elaborar concretos fluidos y de alta trabajabilidad. La primera norma nacional de aditivos corresponde al año de 1981 y se basa en la norma ASTM de 1969 comprendiendo los tipos A, B, C, D y E. Los requerimientos de estas normas se refieren a la performance de los concretos con aditivos, especificando su desempeño en trabajabilidad, deformación y resistencia. 2.1.2. ÓPTICA DE LA INVESTIGACIÓN Esta investigación tiene como propósito realizar los estudios y pruebas necesarias para conocer el control de revenimiento (Slump) en el concreto y los beneficios que podamos obtener trabajando con estos nuevos aditivos. (Sika® Cem. Plastificante) que actúan como plastificantes en el concreto aumentando su tiempo de trabajabilidad. Finalmente se concluirá y se dará a conocer las ventajas y resultados que se has obtenido a lo largo de toda la tesis. Como parte de la metodología se determinaron las propiedades de los agregados y del concreto fresco y endurecido (con y sin aditivo superplastificante), mediante ensayos de campo y laboratorio. 2.1.2.1. Los ensayos que se realizaron en los agregados son: a) Método de ensayo para el análisis granulométrico del agregado fino y agregado grueso (ASTM C136 y NTP 400.012-2001). 20.

(27) EVALUACIÓN DEL DESEMPEÑO DEL CONCRETO SOMETIDO A TIEMPOS DE MEZCLADO PROLONGADO Y RETEMPLADO CON UN ADITIVO SUPERPLASTIFICANTE EN LA CIUDAD DE AREQUIPA - 2017. b) Método de ensayo para peso específico y absorción de agregado fino (ASTM C128 y NTP 400.022-2002) c) Método de ensayo para peso específico y absorción del agregado grueso (ASTM C127 y NTP 400.021-2002) d) Método de prueba estándar para materiales más de 75 mm (N° 200) por lavado de agregados (ASTM C117 y NTP 400.018-2002) e) Método de ensayo para pesos unitarios y vacíos en agregados (ASTM C29 y NTP 400.017-1999) f) Método de ensayo de contenido de humedad (ASTM C566 y NTP 339.1852013) g) Método de ensayo para la resistencia a la abrasión, desgaste por la máquina de los ángeles (ASTM C131 y NTP 400.019-2002) 2.1.2.2. Para el concreto sin aditivo y con aditivo se realizaron los siguientes ensayos: a) Método de ensayo de medición del asentamiento del concreto con el cono de Abrams (ASTM C143 y NTP 339.035-2009) b) Ensayo normalizado para la resistencia a la compresión en muestras cilíndricas de concreto (ASTM C39 y NTP 339.034-2008) c) Ensayo de tracción por compresión diametral – tracción indirecta método por brasilero (ASTM C496 y NTP 339.084) d) Elaboración y curado de probetas cilíndricas de concreto en laboratorio (ASTM C31 y NTP 339.183-2003) 2.2. COMPONENTES DEL CONCRETO DE INVESTIGACIÓN El diseño de la mezcla se realizó con cemento Yura Tipo IP, agregados de la cantera la Poderosa con tamaño máximo nominal TM=3/4”, agua potable suministrada por empresa Sedapar Arequipa y con aditivo Superplastificante “Sika® Cem plastificante” que se incorporan al concreto en diferentes dosificaciones 2.2.1. EL CEMENTO PORTLAND Norma: NTP 334.009-2013 y ASTM C 150 2.2.1.1. DEFINICIÓN Según la Norma NTP 334.009 define: “Cemento Portland: Cemento hidráulico producido mediante la pulverización del Clinker compuesto esencialmente de silicatos de calcio hidráulicos y que contiene generalmente sulfato de calcio y eventualmente caliza como adición durante la molienda” (INDECOPI - NTP 334.009, 2013, pág. 5). 21.

(28) EVALUACIÓN DEL DESEMPEÑO DEL CONCRETO SOMETIDO A TIEMPOS DE MEZCLADO PROLONGADO Y RETEMPLADO CON UN ADITIVO SUPERPLASTIFICANTE EN LA CIUDAD DE AREQUIPA - 2017. De la definición anterior y de las revisiones bibliográficas. El cemento es un producto ampliamente usado en la construcción, el cual es de color gris verdoso con propiedades de fraguar y endurecer al mezclarse con agua; el cemento más conocido es el Cemento Portland, el cual surgió de las investigaciones de Joseph Aspdin, al someterse a temperaturas elevadas de la caliza y arcilla (Clinker) se logra obtener un excelente aglomerante con propiedades hidráulicas; por lo tanto el Cemento Portland es un ligamento hidráulico que se obtiene al moler finamente el Clinker de cemento Portland con un cantidad de yeso para el control del fraguado que está en el rango de 4 a 5 %. 2.2.1.2. COMPONENTES DEL CEMENTO PORTLAND Luego del proceso de formación del clinker y molienda final, se obtienen los siguientes compuestos establecidos por primera vez por Le Chatelier en 1852, y que son los que definen el comportamiento del cemento hidratado y que detallaremos con su fórmula química, abreviatura y nombre corriente: (Sandor, 1979)  Silicato Tricálcico (3CaO.SiO2 --> C3S--> Alita) Define la resistencia inicial (en la primera semana) y tiene mucha importancia en el calor de hidratación.  Silicato Dicálcico (2CaO.SiO2--> C2S--> Belita) Define la resistencia a largo plazo y tiene incidencia menor en el calor de hidratación.  Aluminato Tricálcico (3CaO.Al2O3)--> C3A) Aisladamente no tiene trascendencia en la resistencia, pero con los silicatos condiciona el fraguado violento actuando como catalizador, por lo que es necesario añadir yeso en el proceso (3%-6%) para controlarlo. Es responsable de la resistencia del cemento a los sulfatos ya que al reaccionar con estos produce Sulfoaluminatos con propiedades expansivas, por lo que hay que limitar su contenido.  Alumino-Ferrito Celita). Tetracálcico. (4CaO.Al2O3.Fe2O3-->C4AF-. Tiene trascendencia en la velocidad de hidratación y secundariamente en el calor de hidratación.. 22.

(29) EVALUACIÓN DEL DESEMPEÑO DEL CONCRETO SOMETIDO A TIEMPOS DE MEZCLADO PROLONGADO Y RETEMPLADO CON UN ADITIVO SUPERPLASTIFICANTE EN LA CIUDAD DE AREQUIPA - 2017. 2.2.1.3. TIPOS DE CEMENTO PORTLAND Los cementos portland, se fabrican en seis tipos las cuales se han normalizado bajo las especificaciones de la norma técnica peruana y ASTM: SEGÚN LA NTP 334.009 y ASTM C150. (INDECOPI - NTP 334.009, 2013, pág. 6)  TIPO I: Para uso general que no requiera propiedades especiales especificadas para cualquier otro tipo.  TIPO II: Para uso general, y específicamente cuando se desea moderada resistencia a los sulfatos.  TIPO II (MH): Para uso general, y específicamente cuando se desea un moderado calor de hidratación y moderada resistencia a los sulfatos.  TIPO III: Para ser utilizado cuando se requiere altas resistencias iniciales.  TIPO IV: Para usar cuando se desea bajo calor de hidratación.  TIPO V: Para usar cuando se desea alta resistencia a los sulfatos. 2.2.1.4. TIPOS DE CEMENTO PORTLAND ADICIONADOS. SEGÚN LA NTP 334.090 y ASTM C 595 Tipos de cemento Portland Adicionados  TIPO IS: Cemento al que se ha añadido entre un 25% a 70% de escoria de altos hornos referido al peso total.  Tipo ISM: Cemento al que se ha añadido menos de 25% de escoria de altos hornos referido al peso total.  Tipo IP: Cemento al que se le ha añadido puzolana en un porcentaje que oscila entre el 15% y 40% del peso total.  Tipo IPM: Cemento al que se le ha añadido puzolana en un porcentaje hasta del 15% del peso total.. 23.

(30) EVALUACIÓN DEL DESEMPEÑO DEL CONCRETO SOMETIDO A TIEMPOS DE MEZCLADO PROLONGADO Y RETEMPLADO CON UN ADITIVO SUPERPLASTIFICANTE EN LA CIUDAD DE AREQUIPA - 2017. 2.2.1.5. CARACTERÍSTICAS QUÍMICAS DEL CEMENTO YURA IP Para la elaboración del concreto de la presente investigación se ha utilizado el cemento Portland YURA Tipo IP, ya que el producto ha ganado y se tiene mayor uso en el mercado de nuestra región Arequipa. Sin embargo, destacamos que serán las especificaciones técnicas y/o requerimientos del proyecto lo que determine el empleo del tipo de cemento, ya sea por resistencia o durabilidad. Además, el cemento Yura tipo IP cumple con la normativa del ASTM C595 (Especificación normalizada para cementos adicionados Hidráulicos) y es el cemento de mayor comercialización y uso en la región y ciudad de Arequipa. Cuadro 2.1 Características técnicas del cemento Yura IP.. Fuente: Hoja técnica cemento Yura. Peso Específico del Cemento Yura: 2.85 gr/cm3 2.2.2. AGUA EN EL CONCRETO El agua para la elaboración de todos los concretos convencionales o normales, de alta resistencia y otros para que sea apta debe de estar limpia libre de impurezas para no producir efectos adversos en la hidratación del cemento, retrasos en el fraguado y en su endurecimiento, menos permitir reducciones en sus resistencias o afectar su durabilidad. Entonces el agua está relacionada con las propiedades del concreto en su estado fresco y endurecido como la trabajabilidad y la resistencia. De las investigaciones y revisiones bibliográficas se infiere que el agua potable, aptas para el consumo humano, a excepción de algunas aguas minerales, lo son 24.

(31) EVALUACIÓN DEL DESEMPEÑO DEL CONCRETO SOMETIDO A TIEMPOS DE MEZCLADO PROLONGADO Y RETEMPLADO CON UN ADITIVO SUPERPLASTIFICANTE EN LA CIUDAD DE AREQUIPA - 2017. también para el mezclado del concreto, teniendo como regla general que las aguas que son inodoras, incoloras e insípidas y que no forman espumas o gases cuando son agitadas, pueden ser utilizadas como aguas de mezclado para el concreto.  Agua de mezclado: Norma: NTP 339.088 y RNE E.060. Es definida como la cantidad de agua por volumen unitario de concreto cuya función es reaccionar con el cemento, produciendo su hidratación y actuar como lubricante para contribuir a la trabajabilidad de la mezcla.  Agua de curado: Norma: NTP 339.088 y RNE E.060. El agua de curado no debe contener sustancias agresivas para el concreto endurecido.  Agua de hidratación: Es aquella parte del agua original de mezclado que reacciona químicamente con el cemento para pasar a formar parte de la fase sólida del gel, es también conocida como agua no evaporable.  Agua evaporable: El agua restante que existe en la pasta es agua que puede evaporarse, pero no se encuentra libre en su totalidad. El gel cemento cuya característica principal es un enorme desarrollo superficial interno, ejerce atracción molecular sobre una parte del agua evaporable y la mantiene atraída.  Agua de absorción: Es una capa molecular de agua que se halla fuertemente adherida a las superficies del gel de fuerzas intermoleculares de atracción.  Agua capilar Es el agua que ocupa los poros capilares de la pasta, de manera que parte de ella está sujeta débilmente a la influencia de las fuerzas de superficie del gel.  Agua libre Es la que se encuentra fuera de la influencia de las fuerzas de superficie, de tal modo que tiene completa movilidad y puede evaporarse con facilidad.. 25.

(32) EVALUACIÓN DEL DESEMPEÑO DEL CONCRETO SOMETIDO A TIEMPOS DE MEZCLADO PROLONGADO Y RETEMPLADO CON UN ADITIVO SUPERPLASTIFICANTE EN LA CIUDAD DE AREQUIPA - 2017. 2.2.3. AGREGADOS Según la Norma NTP 400.011 define: “Agregado: Conjunto de Partículas de origen natural o artificial, que pueden ser tratados o elaborados, y cuyas dimensiones están comprendidas entre los límites fijados por esta NTP. Se le llaman también áridos”. (INDECOPI - NTP 400.011, 2008, pág. 6) Si bien los agregados se extraen de las canteras que pueden ser de formación natural o por mecanismos de chancado, estos son los componentes también muy importantes en el concreto por su influencia en las características del concreto fresco y endurecido. En los concretos especiales los agregados deben cumplir las normas como la ASTM C33, y siempre se deberá comprobar su eficiencia y desempeño en el concreto.  Forma y textura de las partículas: La descripción tridimensional geométrica de los agregados es bastante difícil, ya que presenta formas irregulares, por lo tanto, es conveniente definir ciertas características geométricas de dichos cuerpos con dos factores.  . Factor de esfericidad. Factor de redondez.. La esfericidad tiene relaciona con la estratificación y el clivaje de la roca, y también recibe la influencia del tipo de equipo utilizado en la trituración o chancado, cuando el tamaño de las partículas ha sido reducido por medios mecánicos. La redondez es la medida del filo o angularidad relativos de los bordes o esquinas de una partícula. La forma y textura de la superficie de los agregados ejerce gran influencia en la resistencia del concreto.  Granulometría: Según la Norma NTP 400.037 define: “Granulometría: Representa la distribución de los tamaños que posee el agregado. La NTP 400.012 establece el procedimiento para su distribución mediante el tamizado, obteniéndose la masa de las 26.

(33) EVALUACIÓN DEL DESEMPEÑO DEL CONCRETO SOMETIDO A TIEMPOS DE MEZCLADO PROLONGADO Y RETEMPLADO CON UN ADITIVO SUPERPLASTIFICANTE EN LA CIUDAD DE AREQUIPA - 2017. fracciones del agregado retenidas en cada uno de los tamices. Eventualmente se calcula la masa retenida y/o que pasa, también los porcentajes parciales y acumulados.” (INDECOPI - NTP 400.011, 2008, pág. 6) La curva granulométrica es la representación gráfica de la proporción de los diferentes tamaños de partículas de agregados en el conjunto.  Tamaño máximo: Según la Norma NTP 400.037 define: “Tamaño máximo: Es el que corresponde al menor tamiz por el que pasa toda la muestra de agregado grueso.” (INDECOPI - NTP 400.037, 2002, pág. 6) El tamaño máximo de los agregados influye en las propiedades del concreto y más aún cuando se requiere concretos especiales o de alta resistencia, por ende, han sido ampliamente investigados, para obtener una óptima resistencia a la compresión de los concretos las investigaciones sugieren emplear agregados con el tamaño máximo entre ½” a ¾”, no es recomendable usar tamaños mayores a 1”.  Peso específico: Según la Norma NTP 400.21 define: “Peso específico: Es la relación, a una temperatura estable, de la masa (o peso en el aire) de un volumen unitario de material, a la masa del mismo volumen de agua a las temperaturas indicadas. Los valores son adimensionales.” (INDECOPI - NTP 400.021, 2002, pág. 3) El peso específico de los agregados depende de la gravedad específica de sus constituyentes sólidos y de la porosidad del mismo. El peso específico aparente del agregado depende de la densidad de los minerales que los componen, así como de la cantidad de poros que contengan. La mayoría de los agregados naturales tienen una densidad relativa del orden de 2.6 a 2.7.  Absorción de los agregados: Según la Norma NTP 400.21 define: “Absorción: Es la cantidad de agua absorbida por el agregado después de ser sumergido 24 horas en ésta, se expresa como porcentaje del peso. 27.