Estudio teórico y experimental del comportamiento del hormigón con materiales no convencionales: fibras de vidrio y fibras de carbono, sometido a esfuerzos de compresión

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(1)ESTUDIO TEÓRICO Y EXPERIMENTAL DEL COMPORTAMIENTO DEL HORMIGÓN CON MATERIALES NO CONVENCIONALES: FIBRAS DE VIDRIO Y FIBRAS DE CARBONO, SOMETIDO A ESFUERZOS DE COMPRESIÓN. CRISTIAN DAVID CASTIBLANCO SARMIENTO LUIS ANDERSON CARRERO BASTOS. UNIVERSIDAD CATÓLICA DE COLOMBIA FACULTAD DE INGENIERÍA PROGRAMA DE INGENIERÍA CIVIL ALTERNATIVA TRABAJO DE INVESTIGACIÓN BOGOTÁ 2015 1.

(2) ESTUDIO TEÓRICO Y EXPERIMENTAL DEL COMPORTAMIENTO DEL HORMIGÓN CON MATERIALES NO CONVENCIONALES: FIBRAS DE VIDRIO Y FIBRAS DE CARBONO, SOMETIDO A ESFUERZOS DE COMPRESIÓN. CRISTIAN DAVID CASTIBLANCO SARMIENTO LUIS ANDERSON CARRERO BASTOS. Trabajo de grado para optar al título de Ingeniero Civil. Director Richard Moreno Barreto Ingeniero civil. UNIVERSIDAD CATÓLICA DE COLOMBIA FACULTAD DE INGENIERÍA PROGRAMA DE INGENIERÍA CIVIL ALTERNATIVA TRABAJO DE INVESTIGACIÓN BOGOTÁ 2015 2.

(3) 3.

(4) Nota de aceptación ___________________________________ ___________________________________ ___________________________________ ___________________________________ ___________________________________. ___________________________________ Firma del presidente del jurado. ___________________________________ Firma del jurado. ___________________________________ Firma del jurado. Bogotá, 29, Octubre, 2015. 4.

(5) CONTENIDO pág. INTRODUCCIÓN. 12. 1. GENERALIDADES 1.1 ANTECEDENTES 1.2 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 1.2.1 Descripción del Problema 1.2.2 Formulación del Problema 1.3 OBJETIVOS 1.3.1 Objetivo General 1.3.2 Objetivos Específicos 1.4 JUSTIFICACIÓN 1.4.1 Las Fibras de Vidrio en el Hormigón 1.5 DELIMITACIÓN 1.5.1 Espacio. 1.5.2 Tiempo. 1.5.3 Contenido. 1.5.4 Alcance. 1.6 MARCO REFERENCIAL 1.6.1 Hormigón 1.6.2 Ventajas en las propiedades del concreto con la dosificación de la fibra de vidrio 1.6.3 Historia del GRC (Glassfibre Reinforced Concrete). 1.6.4 La Resistencia a la Compresión del Concreto 1.7 METODOLOGÍA 1.8 DISEÑO METODOLÓGICO 1.8.1 Fase: 1 Pre - Campo 1.8.2 Fase: 2 Campo 1.8.3 Fase: 3 Análisis de Datos 1.8.4 Fase: 4 Propuesta. 13 13 13 13 14 14 14 14 14 15 15 15 15 15 15 15 15. 2. INFORMACIÓN TEÓRICA Y EXPERIMENTAL DEL COMPORTAMIENTO DEL CONCRETO CON MATERIALES NO CONVENCIONALES SOMETIDO A ESFUERZOS DE COMPRESIÓN 2.1 CONCRETO REFORZADO CON FIBRAS DE VIDRIO 2.1.1 Clasificación de las Fibras 2.1.1.1 Por Material 2.1.1.2 Por Funcionalidad, Geometría y Dosificación Microfibras 2.1.1.3 Macro Fibras. 2.1.2 Características Mecánicas, Físicas y Químicas de un GRC 2.2 DOCUMENTOS RELACIONADOS, REFORZAMIENTO AL CONCRETO CON FIBRAS DE CARBÓN 5. 17 17 18 18 18 18 19 19 19. 20 20 20 20 20 22 22 23.

(6) pág. 2.3 DESCRIPCION DE ACTIVIDADES REALIZADAS PARA OBTENER DATOS EXPERIMENTALES 2.4 ENSAYO DE RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN DE ESPECÍMENES CILÍNDRICOS DE CONCRETO NTC 673 2.4.1 Resumen de Ensayo 2.4.2 Procedimiento y Cálculos 2.5 MATERIALES Y EQUIPOS UTILIZADOS 2.6 DISEÑO Y DOSIFICACIÓN DE MEZCLA 2.6.1 Mezcla Concreto Simple 2.6.1.1 Resumen de Dosificación Concreto Simple 2.6.1.2 Resumen de Dosificación Concreto con Fibras de Vidrio 2.6.1.3 Resumen de Dosificación Concreto con Fibras de Carbono 2.7 MEMORIA DE CÁLCULOS 2.7.1 Memoria de Cálculos – Datos Obtenidos Ensayo de Laboratorio Mezcla Concreto Simple, Ensayo a Compresión 2.7.2 Memoria de Cálculos – Datos Obtenidos Ensayo de Laboratorio Mezcla Concreto Modificado con Fibras de Vidrio, Ensayo a Compresión 2.7.3 Memoria de Cálculos – Datos Obtenidos Ensayo de Laboratorio Mezcla Concreto Modificado con Fibras de Carbono, Ensayo a Compresión. 2.8 DATOS EXPERIMENTALES OBTENIDOS EN LA PRACTICA LABOLATORIO 2.8.1 Datos Concreto Simple 2.8.2 Datos Concreto Modificado con Fibras de Vidrio 2.8.3 Datos de Concreto Modificado con Fibras de Vidrio 2.9 CALCULO MÓDULO DE ELASTICIDAD Y DEFORMACIONES 2.9.1 Concreto Simple a los 7 Días 2.9.2 Concreto Simple a los 14 días 2.9.3 Concreto Simple a los 21 días 2.9.5 Concreto Modificado con Fibra de Vidrio a los 7 Días 2.9.6 Concreto Modificado con Fibra de Vidrio a los 14 Días 2.9.7 Concreto Modificado con Fibra de Vidrio a los 21 Días 2.9.8 Concreto Modificado con Fibra de Vidrio a los 28 Días 2.9.9 Concreto Modificado con Fibra de Carbono a los 7 Días 2.9.10 Concreto Modificado con Fibra de Carbono a los 14 Días 3. COMPARACIÓN DE LAS PROPIEDADES ESTRUCTURALES DEL CONCRETO, SEGÚN LA NSR-10, CON PROBETAS DE CONCRETO REFORZADAS CON MATERIALES NO CONVENCIONALES, FIBRAS DE VIDRIO Y FIBRAS DE CARBÓN, SOMETIDAS A ESFUERZOS DE COMPRESIÓN 3.1 ANÁLISIS DE RESULTADOS 3.2 ANÁLISIS DE DATOS TEORICOS Y EXPERIMENTALES 3.3 ANÁLISIS TEÓRICO-EXPERIMENTAL 6. 24 24 24 25 25 28 29 31 31 32 32 32 38 43 46 46 50 54 56 56 56 57 58 59 59 60 61 61. 63 63 70 71.

(7) pág. 3.3.1 Fibras de Vidrio en el Concreto 3.3.2 Fibras de Carbono en el Concreto. 71 72. 4. INFORME FOTOGRÁFICO. 74. 5. CONCLUSIONES. 81. 6. RECOMENDACIONES. 83. BIBLIOGRAFÍA. 84. ANEXOS. 86. 7.

(8) LISTA DE FIGURAS pág. Figura 1. Maquina Universal – Prueba a Compresión Figura 2. Calibrador – Toma de Diámetros y Alturas Figura 3. Balanza – Toma de Pesos Especímenes Cilíndricos Figura 4. Moldes Cilíndricos para Concreto Figura 5. Termómetro – Toma de Temperatura Piscina de Curado Figura 6. Cilindro tipo Figura 7. Cilindros de Mezcla de Concreto Simple Figura 8. Cilindro tipo Figura 9. Cilindro tipo Figura 10. Esfuerzo vs Deformación, a los 7 días. Figura 11. Esfuerzo vs Deformación, a los 14 días. Figura 12. Esfuerzo vs Deformación, a los 21 días. Figura 13. Esfuerzo vs Deformación, a los 28 días. Figura 14. Esfuerzo vs Días de Curado Figura 15. Esfuerzo vs Deformación a los 28 días Figura 16. Elaboración de la mezcla concreto modificado con fibras de virio Figura 17. Elaboración de la Mezcla Concreto Modificado con Fibras de Vidrio Figura 18. Cálculos y Análisis de Resultados Figura 19. Desprendimiento Brechas de la Fibra de Carbón Figura 20. Desprendimiento brechas de fibra de carbón Figura 21. Agregado, Triturado Grueso Figura 22. Elaboración de Probetas de Concreto Modificado con Fibras de Carbono Figura 23. Elaboración de Probetas de Concreto Modificado con Fibras de Carbono Figura 24. Piscina para Curado de los Especímenes Figura 25. Fibra de Carbono antes de Desmenuzar Figura 26. Registro de Temperatura de la Piscina de Curado Figura 27. Mezcla de Fibras de Carbón, Cemento, Arena y Grava Figura 28. Fibras de Vidrio Justo antes de la Mezcla. 8. 26 26 27 27 28 29 33 38 43 65 66 67 68 69 71 74 74 75 75 76 76 77 77 78 78 79 79 80.

(9) LISTA DE CUADROS pág. Cuadro 1. Comparación de varios tipos de fibra (microfibras) vs patrón Cuadro 2. Resistencia mecánica a los 28 días Cuadro 3. Dosificación de Tipos de Concreto para 1m3 Cuadro 4. Diseño de Mezcla Concreto Simple Cuadro 5. Diseño de Mezcla Concreto con Fibras de Vidrio Cuadro 6. Diseño de Mezcla Concreto con Fibras de Carbono Cuadro 7. Ensayo a compresión Hormigón Simple Cuadro 8. Ensayo a Compresión Hormigón Simple Cuadro 9. Ensayo a compresión Hormigón Simple Cuadro 10. Ensayo a compresión Hormigón Simple Cuadro 11. Ensayo a Compresión Hormigón Simple Cuadro 12. Ensayo a Compresión Hormigón Simple Cuadro 13. Ensayo a Compresión Hormigón Simple Cuadro 14. Ensayo a Compresión Hormigón Modificado con Fibras de Vidrio Cuadro 15. Ensayo a compresión Hormigón Modificado con Fibras de Vidrio Cuadro 16. Ensayo a Compresión Hormigón Modificado con Fibras de Vidrio Cuadro 17. Ensayo a Compresión Hormigón Modificado con Fibras de Vidrio Cuadro 18. Ensayo a Compresión Hormigón Modificado con Fibras de Vidrio Cuadro 19. Ensayo a Compresión Hormigón Modificado con Fibras de Vidrio Cuadro 20. Ensayo a Compresión Hormigón Modificado con Fibras de Vidrio Cuadro 21. Ensayo a Compresión Hormigón Modificado con Fibras de Vidrio Cuadro 22. Ensayo a Compresión Hormigón Modificado con Fibras de Carbono Cuadro 23. Ensayo a Compresión Hormigón Modificado con Fibras de Carbono Cuadro 24. Ensayo a Compresión Hormigón Modificado con Fibras de Carbono Cuadro 25. Ensayo a Compresión Hormigón Modificado con Fibras de Carbono Cuadro 26. Valor Promedio Cilindro 1 y 2 Cuadro 27. Valor Promedio Cilindro 3 y 4 Cuadro 28. Valor Promedio Cilindro 5 y 6 Cuadro 29. Valor Promedio Cilindro 7 y 8 Cuadro 30. Valor promedio cilindros 1 y 2 Cuadro 31. Valor Promedio Cilindro 3 y 4 Cuadro 32. Valor Promedio Cilindro 5 y 6 Cuadro 33. Valor Promedio Cilindro 7 y 8 Cuadro 34. Valor Promedio Cilindro 1 y 2 Cuadro 35. Valor Promedio Cilindro 3 y 4 Cuadro 36. Concreto Simple Esfuerzo vs Deformación Cuadro 37. Concreto con Fibras de vidrio Esfuerzo vs Deformación Cuadro 38. Concreto con Fibras de Carbono Esfuerzo vs Deformación Cuadro 39.Valores Teóricos Concreto Simple a la Compresión Cuadro 40. Esfuerzo vs Deformación. 9. 21 22 28 31 31 32 47 47 48 48 49 49 50 50 51 51 52 52 53 53 54 54 55 55 56 56 57 57 58 58 59 60 60 61 61 63 64 64 70 70.

(10) LISTA DE ANEXOS pág. Anexo A. Ficha Técnica Fibra de Carbono Anexo B. Ficha Técnica Fibra de Vidrio. 10. 87 88.

(11) GLOSARIO CONCRETO (CONCRETE): mezcla de cemento Portland o cualquier otro cemento hidráulico, agregado fino, agregado grueso y agua, con o sin aditivos. CONCRETO SIMPLE (PLAIN CONCRETE): concreto estructural sin refuerzo o con menos refuerzo que el mínimo especificado para concreto reforzado. CURADO (CURING): proceso en el cual el concreto se mantiene hidratado, con contenidos de humedad y temperatura optima, inmediatamente después de fundido durante los próximos 7 días. ESFUERZO (STRESS): fuerza por unidad de área. MÓDULO DE ELASTICIDAD (MODULUS OF ELASTICITY): relación entre el esfuerzo normal y la deformación unitaria correspondiente, para esfuerzos de tracción o compresión menores que el límite de proporcionalidad del material. RESISTENCIA ESPECIFICADA A LA COMPRESIÓN DEL CONCRETO (CF′) (SPECIFIED COMPRESSIVE STRENGTH OF CONCRETE): resistencia a la compresión del concreto empleada en el diseño y evaluada de acuerdo con las consideraciones del Capítulo 5, expresada en megapascales (MPa). Cuando la cantidad cf′ esté bajo un signo radical, se quiere indicar sólo la raíz cuadrada del valor numérico, por lo que el resultado está en megapascales (MPa).. 11.

(12) INTRODUCCIÓN En este trabajo de investigación se pretende establecer y analizar el comportamiento del hormigón desde el punto de vista estructural de especímenes cilíndricos de hormigón tradicional y la incorporación de materiales no convencionales en la ingeniería civil como la fibra vidrio y fibra de carbón con un longitud de 1mmx de diámetro por 5cm de longitud, como una alternativa novedosa en la fabricación de concretos con características arquitectónicas de brillo y traslucidez, y de esta forma observar y comparar el comportamiento físico mecánico de este nuevo material con los especímenes de concreto tradicional, que según la norma técnica para el diseño y dimensionamiento del cilindros permite utilizar cilindros de 150 x 300 mm y de 100 x 200 mm; con sus agregados tradicionales, otros cilindros con agregados de fibras de vidrio y fibras carbonó, sometidos a esfuerzos de compresión, para así determinar sus propiedades y eficiencias de los diferentes tipos de concreto con resistencias de 21Mpa . A partir de los diseños y datos experimentales establecer una mezcla para un hormigón con características de alta resistencia experimentalmente hablando, sin la utilización de las fibras en el primer caso, y en los otros dos casos agregando fibra de vidrio y fibra de carbonó, posteriormente compararlo con los datos del hormigón en su estado normal para establecer y definir las conclusiones correspondientes. En realidad en materiales que tuvieron usos estructurales similares al concreto como el adobe, la tapia pisada y los morteros de cal entre otros, las fibras siempre estuvieron presentes. Ya que las fibras ayudan a asumir los esfuerzos a los que se vea enfrentados los elementos estructurales, incluso representan un mayor monolitismo es decir la no fisuración de los elementos. El uso de las fibras naturales como un componente más en materiales de relleno o aglomerantes, no es nuevo incluso se remonta varios siglos atrás. En concreto existen referencias tempranas de experimentación con un refuerzo discontinuo que se remontan a 1910. Es por eso que a partir de este estudio se busca llegar a mejorar sus características Mecánicas, físicas y químicas mediante la utilización de materiales no convencionales como lo son las fibras de vidrio y las de carbono.. 12.

(13) 1. GENERALIDADES 1.1 ANTECEDENTES Cuando se estudian los procedimientos para dosificar mezclas de concreto, se recomienda hacer mezclas de prueba, con el fin de determinar las proporciones del hormigón que cumpla con las características deseadas para ser empleado en la construcción. Sin embargo esto no significa, que el hormigón hecho en la obra o en la planta vaya a tener una resistencia uniforme e igual a la determinada con base en las mezclas de prueba. Lo anterior se debe a que el concreto es un material esencialmente heterogéneo, porque sus componentes tienen características que no son constantes. No solo son materiales los causantes de las variaciones en la calidad del hormigón, sino que también influye la forma de mezclarlo, su transporte y colocación en formaletas, la compactación a que se someta y el curado que se le proporcione. Por las razones anteriores, es necesario tomar las precauciones adecuadas para que la calidad del material producido sea aceptable. La medida final que informa sobre la calidad obtenida, es la que resulta de los ensayos de resistencia. Aquí surge otra variable, pues la forma de hacer los ensayos y la precisión de la máquina que use van a influir en los resultados. La resistencia de un concreto normalmente aumenta con la edad. Dicho aumento se produce muy rápidamente durante los primeros días posteriores a su colocación, resultando más gradual al transcurrir el tiempo, aún continuará incrementándose en una proporción más reducida durante un periodo de tiempo indefinido. La resistencia a compresión de un concreto a los 28 días, determina de acuerdo con los ensayos normalizados y suponiendo que haya sido curado en forma correcta, se emplea generalmente como índice de calidad del mismo. El mejor método para obtener un criterio sobre calidad, debido a la dispersión de los resultados, es el derivado de consideraciones estadísticas1.. 1.2 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 1.2.1 Descripción del Problema. A través de la historia se ha incrementado el interés por estudiar el comportamiento del hormigón cuando está sometido a esfuerzos axiales. Todo elemento en hormigón el cual haga parte de un sistema estructural estará sometido a esfuerzos de compresión, debido a la presencia de cargas, ante la RIVIERA L. Gerardo A. Resistencia del concreto Capitulo 6 en línea. Cali: Universidad del Cauca citado 25 julio, 2015. Disponible en Internet: <URL: ftp://ftp.unicauca.edu.co/cuentas/geanrilo/docs/FIC%20y%20 GEOTEC%20SEM%202%20de%202010/Tecnologia%20del%20Concreto%20-%20%20PDF%20ver.%20%20 2009/Cap.%2006%20-%20Resistencia.pdf> 1. 13.

(14) necesidad de reforzar estructuras antiguas la cuales son muy frecuentes en la actualidad y que de ellas, en su mayoría no cumplen con ningún tipo de normas o especificaciones de diseño actuales como la NSR10 entre otras. Pero no solo en estructuras antiguas, también para nuevos elementos en hormigón como vigas, columnas lograr una mayor resistencia a los esfuerzos de compresión. Es por eso que mediante esta necesidad de lograr una mayor resistencia a la compresión de elementos en hormigón, se estudiará teórica y experimentalmente el comportamiento, a partir de técnicas y ensayos con diferentes materiales, es por ello que se busca con este trabajo de investigación, encontrar a partir de materiales como la fibra de vidrio o de carbono mejorar las propiedades del hormigón cuando esté sometido a esfuerzos de compresión. 1.2.2 Formulación del Problema. ¿Es posible obtener información acerca del comportamiento del hormigón de baja y alta resistencia, sometido a esfuerzos de compresión y además mejorar sus propiedades de resistencia para los nuevos elementos estructurales?. 1.3 OBJETIVOS 1.3.1 Objetivo General. Estudiar teórica y experimentalmente el comportamiento del hormigón sometido a esfuerzos de compresión, utilizando materiales que mejoren su resistencia como fibras de vidrio o de carbono. 1.3.2 Objetivos Específicos. Obtener información teórica y experimental sobre el comportamiento del concreto con materiales no convencionales sometido a esfuerzos de compresión. Comparar las propiedades estructurales del concreto, según la NSR-10, con probetas de concreto reforzadas con materiales no convencionales, fibras de vidrio y fibras de carbón, sometidas a esfuerzos de compresión. 1.4 JUSTIFICACIÓN Realizar un estudio teórico y experimental, acerca del comportamiento del hormigón, sometido a compresión con materiales no convencionales se hace necesario para disminuir de forma apreciable el factor de seguridad de las estructuras, con el fin de determinar características que mejoren su comportamiento cuando el hormigón este sometido a esfuerzos de compresión. Es necesario tomar precauciones adecuadas y regirse bajo las normas establecidas para lograr la calidad del material que necesitamos.. 14.

(15) 1.4.1 Las Fibras de Vidrio en el Hormigón. El empleo de las fibras resistentes a los álcalis, en morteros de cemento ha aumentado firme y progresivamente desde hace ya más de 30 años pero, por el contrario, se ha presentado relativamente poca atención a su uso en mezclas de hormigón convencionales y a los grandes beneficios que a estas pueden aportar. Las fibras de vidrio presentan un módulo elástico muy superior al de la mayoría de las fibras orgánicas, como las de polipropileno, pero menor que el del acero. Todas estas fibras (inorgánicas, orgánicas y metálicas) han sido estudiadas con profundidad, pero en el caso de las fibras de vidrio las publicaciones editadas han sido muy escasas lo que ha conllevado un menor conocimiento de su empleo, hasta de su existencia, entre los diseñadores, prescriptores, especificadores y fabricantes tanto de hormigón preparado como de hormigón para piezas prefabricadas en general2.. 1.5 DELIMITACIÓN 1.5.1 Espacio. El proyecto se desarrollará en los laboratorios de la Universidad Católica de Colombia, ubicada en la ciudad de Bogotá en la calle 47 # 15 B-10 Sede Claustro – Palermo. 1.5.2 Tiempo. El desarrollo del proyecto se realizará en un tiempo aproximado de 4 meses comprendidos entre el mes de Agosto y Noviembre. 1.5.3 Contenido. Las temáticas a abordar del proyecto es el estudio teórico y experimental del comportamiento del hormigón simple y hormigón modificado con materiales no convencionales, con el fin de comprobar si estos materiales pueden mejorar la resistencia a la compresión del concreto. 1.5.4 Alcance. El proyecto desarrollado abarca desde estudios teóricos y prácticos hasta obtener resultados experimentales que nos permitan comprobar si los materiales no convencionales mejoran su resistencia a esfuerzos de compresión. 1.6 MARCO REFERENCIAL 1.6.1 Hormigón. Para obtener hormigones de alta resistencia utilizando materiales innovadores como la fibra de vidrio y carbón, es importante conocer las propiedades de un hormigón tradicional, ya que se considera relevante conocer cuáles son las causas para que el hormigón no alcance las resistencias esperadas.. 2. FOLLIS, Maximiliano; LUBARI, juan; NICOLAI, Mariana y PEPE, Osvaldo. Hormigón Reforzado con Fibra de Vidrio. Rosario: Universidad del Rosario. Facultad de Ciencias Exactas, Ingeniería y Agrimensura. Modalidad trabajo de grado, 2002. p. 18.. 15.

(16) Se puede decir que obtener un hormigón de alta resistencia experimentalmente es posible, sin la utilización de aditivos de esta forma se pueden mejorar las condiciones en el momento de elaborar el diseño de la mezcla, entre estas condiciones se puede nombrar el control de la porosidad, disminuir la relación de agua cemento, controlar burbujas de aire ya que cumplen un papel importante en la rotura de los agregados del hormigón. La resistencia a la compresión se puede definir como la máxima resistencia medida de un espécimen de hormigón a carga axial. Generalmente se expresa en kilogramos por centímetro cuadrado (Kg/cm2) a una edad de 28 días se le designe con el símbolo f’ c. Para determinar la resistencia a la compresión, se realizan pruebas en especímenes de hormigón; En los Estados Unidos, a menos que se especifique de otra manera, los ensayos a compresión de mortero se realizan sobre cubos de 5 cm. En tanto que los ensayos a compresión del concreto se efectúan sobre cilindros que miden 15 cm de diámetro y 30 cm de altura. El concreto presenta muy buenas características ante la compresión, como les ocurre a las piedras naturales, pero ofrece muy escasa resistencia a la tracción, por lo que resulta inadecuado para piezas que tengan que trabajar a flexión o tracción. Esta característica ha conducido a numerosas investigaciones y desarrollos para mejorar las resistencias ante estos sometimientos. Intentando lograr dentro del mundo de los materiales compuestos a la solución a esta carencia3.. Los primeros grandes desarrollos se lograron con la utilización de fibras de amianto. El material resultante, llamado “Fibrocemento”, presentaba grandes ventajas de costo y trabajabilidad. En búsqueda de un refuerzo que permitiera la consecución de un material compuesto robusto, con excelentes prestaciones, se han desarrollado numerosas experiencias con otras fibras de refuerzo tales como las de origen orgánico (aramidas, nylon, polipropileno, entre otras), inorgánico (vidrio, boro, carbono, etc.) y metálicas (hierro, fundición dúctil, acero, aluminio). Entre todas ellas la mejor relación costo propiedades mecánicas la ostentan las fibras de vidrio ofreciendo una gran facilidad de trabajo y manejabilidad, otorgando a los materiales compuestos, generados por ellas; grandes resistencias mecánicas. Los primeros ensayos y experiencias para el refuerzo de los cementos y sus morteros se realizaron con fibras de vidrio tipo, (usadas normalmente para el refuerzo de plásticos y poliésteres) dada la alta resistencia inherente de las mismas. Sin embargo, dichas tentativas fracasaron debido a que, este tipo de fibra al ser incorporada al mortero, estaba sujeta al ataque químico de los cristales alcalinos producidos en el proceso de hidratación del cemento, sin poderse remediar este problema. 3. GONZÁLES ISABEL, German. Hormigón de Alta Resistencia. Madrid: Intemac, 1993. p. 21. 16.

(17) 1.6.2 Ventajas en las propiedades del concreto con la dosificación de la fibra de vidrio. Las fibras de vidrio disminuyen el agrietamiento del hormigón por contracciones plásticas. La presencia física de las fibras de vidrio inhibe el movimiento de la humedad en el concreto, durante y después de su colocación, obteniendo un concreto más homogéneo y en consecuencia, con una mayor resistencia media global. Mejora la resistencia a la tracción / flexión, consiguiendo eliminar los refuerzos de acero en algunos elementos no estructurales. Las fibras de vidrio distribuyen a toda la masa del hormigón fuertes solicitaciones locales. Otra propiedad que desarrolla el concreto reforzado con fibras de vidrio es la dureza a la fractura que cada vez es más fuerte y resistente al impacto. Una de las ventajas que tiene el concreto con fibras es evitar las fisuras por contracción plástica que se presentan generalmente en superficies horizontales, debido a la evaporación excesivamente rápida del agua de la superficie del concreto. Las grietas pueden formarse durante las primeras horas después del vaciado, cuando la resistencia a la tracción del concreto es superada por las fuerzas de retracción. Dado que, inmediatamente después de su vaciado, la resistencia a la tracción del concreto es casi de cero, la adición de cantidades incluso muy pequeñas de fibras de vidrio hace que el concreto pueda resistir las fuerzas de agrietamiento, consiguiendo el mismo tiempo una ligazón adecuada para soportar los esfuerzos al interior de la masa4.. 1.6.3 Historia del GRC (Glassfibre Reinforced Concrete). El GRC se ideó por vez primera en Rusia, “en la década de 1940, en un intento por reducir el grosor de las piezas de hormigón y hacerlas aptas para su uso en cerramientos de fachada; para ello se sustituyó el refuerzo de acero por hebras de fibra de vidrio, que no requieren de dicha protección, obteniendo así paneles más finos (otra teoría, no documentada, sugiere no obstante que el empleo de fibra de vidrio surgió en un intento de ahorrar acero para la industria bélica durante la II Guerra mundial”5.. OSORIO, Jesús David. El concreto Reforzado con Fibras de Vidrio en línea. Bogotá: La Empresa citado 25 julio, 2015. Disponible en Internet: <URL: http://blog.360gradosenconcreto.com/el-concreto-reforzadocon-fibras-de-vidrio/> 5 FIBRATEC FIBRAS TECNOLÓGICAS. ¿Para qué sirve la fibra de vidrio AR? en línea. Bogotá: La Empresa citado 25 julio, 2015. Disponible en Internet: <URL: http://fibratec.sharepoint.com/ Pages/default.aspx> 4. 17.

(18) “El GRC es uno material compuesto: de esta forma las fibras de vidrio se proyectan sobre una base de mortero de cemento en varias capas, creando un material final que reúne las cualidades de ambos”6. 1.6.4 La Resistencia a la Compresión del Concreto. Las mezclas de concreto (Hormigón) se pueden diseñar de tal manera que tengan una amplia variedad de propiedades mecánicas y de durabilidad que cumplan con los requerimientos de diseño de la estructura. La resistencia a la compresión del concreto es la medida más común de desempeño que emplean los ingenieros para diseñar edificios y otras estructuras. La resistencia a la compresión se mide fracturando probetas cilíndricas de concreto con una máquina de ensayos de compresión. La resistencia a la compresión se calcula a partir de la carga de ruptura dividida por el área de la sección que resiste a la carga y se reporta en unidades de libra-fuerza por pulgada cuadrada (psi) en unidades corrientes utilizadas en EEUU o en mega páscales (Mpa) en unidades SI. Los requerimientos para la resistencia a la compresión pueden variar desde 2500 psi (17 Mpa) para concreto residencial hasta 4000 psi (28 Mpa) y más para estructuras comerciales. Para determinadas aplicaciones se especifican resistencias superiores hasta de 10000 psi (70 Mpa) y más7.. 1.7 METODOLOGÍA Estudio teórico y experimental del comportamiento del hormigón confinado sometido a compresión, en el cual se obtendrá información a partir de prácticas de laboratorio implementando probetas cilíndricas de concreto con diferentes materiales como la fibra de vidrio, fibra de carbono y camisa en acero (lamina o platina), para someterlas a esfuerzos a compresión y medir su resistencia en comparación de otros cilindros sin estas características; para el desarrollo de este proyecto se manejara partiendo de fuentes primarias como la NSR10, NTC (454, 673, 504, 550,1377), además de unas fuentes secundarias como la participación de profesionales afines al tema de investigación en este trabajo. 1.8 DISEÑO METODOLÓGICO 1.8.1 Fase: 1 Pre - Campo. Búsqueda de documentos referentes a normas, metodologías y protocolos para la realización del anteproyecto y documentación e información relacionada con la normas NSR10, NTC (454, 673, 504, 550,1377).. PANELCO GRC. Paneles arquitectónicos y elementos constructivos en GRC en línea. Bogotá: La Empresa citado 5 agosto, 2015. Disponible en Internet: <URL: http://enlaces.arq.com.mx/Detalles/2273 5.html> 7NRMCA. El concreto en la práctica, ¿Qué porque y cómo? en línea. Madrid: La Empresa citado 5 agosto, 2015. Disponible en Internet: <URL: http://www.nrmca.org/aboutconcrete/cips/cip1es.pdf> 6. 18.

(19) 1.8.2 Fase: 2 Campo. Revisión documentos y protocolos nombrados anteriormente en la base de datos de los laboratorios de la Universidad Católica de Colombia. 1.8.3 Fase: 3 Análisis de Datos. Informes donde se reporten la obtención de datos que demuestren las características del comportamiento del hormigón confinado. 1.8.4 Fase: 4 Propuesta. Dar a conocer el diagnóstico sobre el estudio del comportamiento del hormigón confinado sometido a compresión.. 19.

(20) 2. INFORMACIÓN TEÓRICA Y EXPERIMENTAL DEL COMPORTAMIENTO DEL CONCRETO CON MATERIALES NO CONVENCIONALES SOMETIDO A ESFUERZOS DE COMPRESIÓN 2.1 CONCRETO REFORZADO CON FIBRAS DE VIDRIO Actualmente se adopta por la utilización de materiales no convencionales en el concreto, donde el objetivo es mejorar sus propiedades mecánicas y físicas, la fibra de vidrio, es un componente el cual brinda innumerables beneficios para elementos hechos en concreto, es por ello que se realiza una investigación experimental la cual ayude a comprobar cuáles son sus mejoras en sus propiedades. 2.1.1 Clasificación de las Fibras. Las fibras como refuerzo secundario para concreto en general pueden clasificarse según diferentes consideraciones, (ASFM 1116, EN 14889. EN 14889-2) hoy en día se emplean principalmente dos tipos de clasificación, así: 2.1.1.1 Por Material. Fibras metálicas-Secciones discretas de metal que tienen una relación de aspecto (relación entre la longitud y el diámetro) que va desde 20 hasta 100. Estas fibras son de acero (en general de bajo contenido de carbón). Fibras sintéticas -Secciones discretas que se distribuyen aleatoriamente dentro del concreto que pueden estar compuestas por Acrílico, Aramid, Carbón, Polipropileno, Poliestileno, Nylon, Poliéster etc. Fibras de vidrio-Secciones discretas de fibra de vidrio resistentes al álcali. Fibras naturales-Secciones discretas de origen como coco, sisal, madera, caña de azúcar, yute, bambú, etc. Cuyos diámetros varían entre 0.5 y 0.2 mm, con valores de absorción superiores al 12%. 2.1.1.2 Por Funcionalidad, Geometría y Dosificación Microfibras. Estas fibras están destinadas a evitar la fisuración del concreto en estado fresco o antes de las 24 horas. Se dosifican en el concreto para volúmenes de entre 0.03% a 0.15% del mismo. Las más frecuentes son las fibras en polipropileno (Tipo Sikafiber AD) cuya dosificación en peso oscila entre 0.3 a 1.2 kg/m3 de concreto. Se trata de dosificaciones extremadamente bajas pero muy eficientes que previenen la fisuración del concreto por retracción plástica. Estas fibras tienen diámetros entre 0.023 mm a 0.050 mm, pueden ser monofilamento o fibriladas. Las microfibras al tener diámetros tan pequeños se califican con un parámetro. 20.

(21) denominado Denier. Denier es el peso en gramos de 9000 metros de una sola fibra. En el cuadro 01 1. Expone los resultados de una reciente investigación [1] donde se compararon varios tipos de fibras (microfibras) frente a un concreto sin refuerzo (Patrón) y frente a ese mismo concreto reforzado con una malla electro soldada (150 x 150, 3.4 mm de diámetro). Esta investigación hecha sobre placas de un espesor de 50 mm, desarrollada bajo condiciones atmosféricas controladas, permite apreciar la altísima eficiencia de las microfibras para controlar la fisuración antes de las 24 horas. Así el número total de fisuras en el concreto sin reforzar fue de 166 mientras que, en el mismo concreto con apenas 900 g/m3 (45 g/m2), de microfibras A se redujo el número de fisuras a 9 y con las microfibras B a 2 junto con áreas de fisuración despreciables (véase el Cuadro 1). Cuadro 1. Comparación de varios tipos de fibra (microfibras) vs patrón. Fuente. TROTTIER, J.F.; MAHONEY, M. y FORGERON, D. Boletín No. 11 “¿Pueden las fibras sintéticas reemplazar la malla electrosoldada en losas sobre terrero”?. Bogotá: Concrete International ACI- Seccional Colombiana, 2008. p. 9. Como vemos las microfibras son una excelente y muy económica forma de prevenir la fisuración antes de las 24 horas. Es por ello que su uso resulta muy extendido sobre todo en pisos, pavimentos, prefabricados y en general a todos los materiales cementicos, con una relación superficie expuesta/volumen alta. Si bien las microfibras en general reducen dramáticamente la tendencia a la fisuración o simplemente la eliminan antes de las 24 horas (retracción plástica), en la mayoría de las ocasiones hacen que el concreto en estado fresco, en apariencia, pierda manejabilidad o asentamiento, es decir, que el concreto reforzado con fibras puede generar problemas frente a supervisiones e interventorías a la hora de aceptar el concreto8. 8. SIKA COLOMBIA. Concreto reforzado con fibras. Bogotá: La Empresa, 2012. p. 10. 21.

(22) 2.1.1.3 Macro Fibras. Estas fibras están destinadas a prevenir la fisuración en estado endurecido, a reducir el ancho de la fisura si ésta se presenta y a permitir el adecuado funcionamiento de la estructura fisurada. Las dosificaciones más frecuentes oscilan entre 0.2% a 0.8% del volumen del concreto. Las macro fibras más usadas son las sintéticas y las metálicas cuyos diámetros varían entre 0.05 mm a 2.00 mm. La relación de aspecto (L/d) de las macro fibras varía entre 20 a 100. Cabe entonces preguntarnos ¿entonces las macro fibras para que se usan? “En realidad las macro fibras se incluyen el concreto para aumentar la tenacidad del material, es decir para hacer que las estructuras, incluso después del agrietamiento de la matriz, puedan seguir siendo cargadas. La tenacidad es una propiedad que describe de una manera más completa la capacidad de un material para soportar cargas antes de colapsar”9. 2.1.2 Características Mecánicas, Físicas y Químicas de un GRC. En este punto se demuestran los niveles de resistencia adquiridos por un GRC a los 28 días. Todos los valores corresponden a placas de espesor normal (10mm) (véase el Cuadro 2). Cuadro 2. Resistencia mecánica a los 28 días. Fuente. FOLLIS, Maximiliano; LUBARI, juan; NICOLAI, Mariana y PEPE, Osvaldo. Hormigón Reforzado con Fibra de Vidrio. Rosario: Universidad del Rosario. Facultad de Ciencias Exactas, Ingeniería y Agrimensura. Modalidad trabajo de grado, 2002. p. 14. 9. SIKA COLOMBIA. Concreto reforzado con fibras. Bogotá: La Empresa, 2012. p. 11.. 22.

(23) Tanto la resistencia como la durabilidad del GRC pueden verse mejoradas muy notablemente gracias a la adición de un tipo de metacaolín específico. Las propiedades del GRC pueden verse mejoradas con la adición de polímeros acrílicos. Los datos expuestos se aplican a formulaciones de GRC con una relación arena/cemento entre el 0.5 y 1. 2.2 DOCUMENTOS RELACIONADOS, REFORZAMIENTO CON FIBRAS DE CARBÓN. AL CONCRETO. Trabajo de grado: Andres Arturo Beltrán Riveros Universidad De La Salle Facultad De Ingeniería Realizo una Investigación que tiene como objetivo usar materiales compuestos por fibras de carbono que permitan aumentar la capacidad a flexión, mediante el estudio y análisis de vigas dispuestas en esta condición de falla, utilizando fibra de carbono (SikaWrap 103 C). Resultados de la investigación. El sistema de reforzamiento con fibras de carbono es un método de reforzamiento estructural muy importante en la actualidad, ya que es de fácil y rápida instalación por estar conformado por láminas y/o telas de alta resistencia que se adhieren al concreto que lo hace muy eficiente, ya que brinda un aumento de resistencia al elemento reforzado sea a flexión, cortante, torsión y actualización sísmica; según la configuración del sistema El uso de materiales compuestos por fibra de carbono, en este caso SikaWrap 103C como reforzamiento a flexión en elementos de concreto armado es muy eficiente, sobre todo al plantearlo como una alternativa a los métodos estructurales de reforzamiento Se observa un notable incremento de la carga última de falla y resistencia a flexión en vigas. De la fibra funcionó eficientemente en las zonas de mayores solicitaciones a flexión El reforzamiento con fibras de carbono es determinante en el incremento de resistencia a la flexión del elemento, como se pudo apreciar en la falla de la viga con reforzamiento preventivo donde se notó una adherencia adecuada donde la fibra funcionó eficientemente. Se observó una notable recuperación del elemento con respecto a la deformación que se presentó sin el reforzamiento10. 10. BELTRÁN R., Andrés Arturo. Uso de fibras de carbono como reforzamiento a flexión en vigas de concreto reforzado. Bogotá: Universidad de la Salle. Facultad de Ingeniería. Modalidad Trabajo de grado, 2011. p. 146. 23.

(24) 2.3 DESCRIPCION DE ACTIVIDADES REALIZADAS PARA OBTENER DATOS EXPERIMENTALES El día 11 de Septiembre del año 2015 se dio inicio a la ejecución de la mezcla de 8 especímenes cilíndricos de concreto simple, es decir, sin ningún tipo de modificado solo los componentes necesarios para obtener una resistencia a la compresión de 3000 psi (21 Mpa), en la Sección 2.5 muestra el procedimiento de la dosificación con los que se realizaron dichos especímenes, los cuales servirían como patrón para comparar los cilindros modificados, dichos especímenes fueron desencofrados al siguiente día permitiendo que la mezcla fraguara y adoptara la forma del molde, este mismo día, es decir el día 12 de septiembre del 2015, los cilindros fueron sumergidos en una piscina de agua con una temperatura promedio de 18.4 °C , para así a partir de esta fecha contar los 7,14,21 y 28 días del proceso de curado tal y como nos indica la norma NSR-10, en el día 7 de haber cumplido su proceso de curado se retiraban dos de los ocho cilindros y se sometían a la prueba de compresión donde el fin era determinar su resistencia a la compresión, justo antes de realizar esta prueba se le hacia una toma de datos de sus características geométricas es decir su diámetros, alturas y peso. Así mismos este proceso se realizaba en el día 14, 21 y 28 del proceso de curado y al finalizar la prueba se tomaban lecturas de la carga ultima que soportaba cada espécimen. En este orden de ideas y dando esta breve explicación del procedimiento que se realizó en las prácticas de laboratorio, para así obtener nuestro estudio experimental el día 25 de Septiembre del 2015 se realiza el diseño de la mezcla del concreto modificado con fibras de vidrio, siguiendo el mismo procedimiento mencionado anteriormente en el proceso de la mezcla de concreto simple, el porcentaje de fibra de vidrio que se le agrego fue el 0,8 % del total del peso de la mezcla ya que el 100% total de la mezcla representa 96 kilogramos. De la misma manera se dio inicio el 9 de Octubre de 2015 para la tercera parte de nuestro estudio experimental y era realizar una tercera mezcla de concreto modificado con fibras de carbono, pero esta vez la fibra de carbono represento el 0,25 % del total de peso de la mezcla que de igual manera fue proyectado a un total de 96 kilogramos. 2.4 ENSAYO DE RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN DE ESPECÍMENES CILÍNDRICOS DE CONCRETO NTC 673 2.4.1 Resumen de Ensayo. Consiste en aplicar una carga axial de compresión a los cilindros de concreto de 15cmx30cm.La resistencia a la compresión de un cilindro de concreto se calcula dividiendo la carga axial máxima alcanzada (carga de ruptura) por el área, sección transversal del espécimen, Las Referencias normativas que fueron necesarias para la realización de este ensayo fueron las siguientes:. 24.

(25) NTC 504 ingeniería civil y arquitectura. Referente a especímenes cilíndricos de concreto ASTM (C617). NTC 550. Concretos: elaboración y curado de especímenes de concreto en obra ASTM (C31). 2.4.2 Procedimiento y Cálculos. de laboratorio:. El procedimiento que realizo en las prácticas. Se saca el espécimen del cilindro del ambiente húmedo de la piscina del laboratorio y se falla en condiciones húmedas. Los ensayos de compresión de los cilindros se harán a una edad de 7,14,21 y 28 días. Se limpian las caras superior e inferior del espécimen, se alinea cuidadosamente los ejes del espécimen con el centro de empuje del bloque. Se verifica que el indicador de carga este en cero. Se aplica la carga continuamente sin detener la maquina o reiniciar el ensayo. La carga Se aplica una velocidad de movimiento de 0,25 Mpa/s. Se mide la carga de compresión hasta que el indicador de carga decrezca y el espécimen muestre fractura. Se determina el esfuerzo de fractura dividiendo la carga máxima aplicada en libras por el área transversal del espécimen. 2.5 MATERIALES Y EQUIPOS UTILIZADOS Los materiales que fueron utilizados para poder realizar nuestra practica de laboratorio fueron los siguientes: Cemento. Arena. Grava o Triturado. Fibra de Vidrio. Fibra de Carbono. Agua.. 25.

(26) De la misma manera, se dispuso de los siguientes equipos para poder ejecutar las pruebas de laboratorio (véase la Figura 1): Figura 1. Maquina Universal – Prueba a Compresión. Fuente. Los Autores. La máquina Universal, se encuentra en las instalaciones de Universidad Católica de Colombia la cual sirve para realizar pruebas de compresión a especímenes de concreto (véase la Figura 2). Figura 2. Calibrador – Toma de Diámetros y Alturas. Fuente. Los Autores.. 26.

(27) El calibrador es un elemento utilizado para registrar las medidas de los cilindros, en este caso se tomaron los diámetros de cada espécimen (véase la Figura 3). Figura 3. Balanza – Toma de Pesos Especímenes Cilíndricos. Fuente. Los Autores. La balanza es utilizada para registrar cada peso de los especímenes cilíndricos justo antes de someterlos a esfuerzos de compresión (véase la Figura 4). Figura 4. Moldes Cilíndricos para Concreto. Fuente. Los Autores.. 27.

(28) El molde utilizado para dar la forma a la mezcla de concreto con sus diferentes componentes (véase la Figura 5). Figura 5. Termómetro – Toma de Temperatura Piscina de Curado. Fuente. Los Autores. El termómetro se utilizó para registrar las temperaturas de la piscina, donde se realizó el proceso de curado de los especímenes. 2.6 DISEÑO Y DOSIFICACIÓN DE MEZCLA El diseño y dosificación de la mezcla se refiere a utilizar la cantidad de material adecuado que vamos a mezclar para elaborar elementos de concreto según las especificaciones que sean requeridas, es decir, determinar cuál es la cantidad necesaria de cada componente, esto se hace a partir de unos cálculos donde se parte de las dimensiones del elemento en concreto que se vayan a realizar, junto con las tablas estandarizadas donde indican los componentes necesarios para determinar un tipo de mezcla (véase el Cuadro 2) . Cuadro 3. Dosificación de Tipos de Concreto para 1m3. Fuente. CONSTRUYA FÁCIL. Dosificación por volumen para mezclas de concreto en línea. Bogotá: La Empresa citado 20 agosto, 2015. Disponible en Internet: URL: http://www.construyafacil.org/2012/05/dosificaciones-por-volumen-enmezclas.html. 28.

(29) Se realizó la dosificación de las mezclas, siguiendo los parámetros estandarizados por diferentes fuentes que a partir de datos experimentales se llega al rendimiento de cada uno de los componentes necesarios para obtener una mezcla de concreto como bien lo muestra en el cuadro anterior. El tipo de concreto que se eligió para desarrollar esta práctica de laboratorio fue un tipo de concreto 1:2:3, referente a esto se utiliza una parte de cemento por dos de arena y por tres de triturado, este tipo de concreto tendrá una resistencia a los 28 días de fraguado de 3000 psi (21 Mpa), estos componentes están representados y estandarizados para una mezcla de 1 . 2.6.1 Mezcla Concreto Simple. La mezcla de concreto simple es decir sin ningún tipo de modificado, se realizó para un cilindro tipo, a partir las especificaciones de la NSR-10 Cilindro tipo Diámetro (D)= 15cm; Radio (r) = 7,5cm Altura (H) = 30cm (véase la Figura 6) Figura 6. Cilindro tipo. Fuente. Los Autores. 29.

(30) Cemento (kg) 1  350 kg 0,042 X X = 14, 7 kg + 5% X = 15,435 kg Arena 1.  0,56. 0,042. X. X = 0,0235. + 5%. X = 0,0246 Grava o Triturado 1.  0,84. 0,042. X. X = 0,035. + 5%. X = 0,0367 Agua (Lts) 1.  180 Lts. 0,042. X. X = 7,56Lts+ 5% X = 7,938 Lts Densidad. 30.

(31) 2.6.1.1 Resumen de Dosificación Concreto Simple. El diseño de la mezcla de concreto simple indica la cantidad de cada componente utilizado para realizar la mezcla de concreto simple (véase el Cuadro 4). Cuadro 4. Diseño de Mezcla Concreto Simple RESUMEN DE DOSIFICACION CONCRETO SIMPLE COMPONENTE CANTIDAD Cemento 15,435 kg Arena 0,0246 Grava o Triturado 0,0367 Agua 7,938 Lts. Fuente. Los Autores. 2.6.1.2 Resumen de Dosificación Concreto con Fibras de Vidrio. A partir de la dosificación del diseño de concreto simple se realiza la dosificación de los cilindros de concreto con fibras de vidrio, indicando la cantidad de cada componente (véase el Cuadro 5). Cuadro 5. Diseño de Mezcla Concreto con Fibras de Vidrio RESUMEN DE DOSIFICACION CONCRETO CON FIBRAS DE VIDRIO COMPONENTE CANTIDAD Cemento 15,435 kg Arena 0,0246 Grava o Triturado 0,0367 Fibra de Vidrio 0,768 kg Agua 7,938 Lts. Fuente. Los Autores.. 31.

(32) 96kg  100% 0.768kg  0.8% La fibra de vidrio representa el 0,8 % del total de la masa de la mezcla. 2.6.1.3 Resumen de Dosificación Concreto con Fibras de Carbono. A partir de la dosificación del diseño de concreto simple se realiza la dosificación de los cilindros de concreto con fibras de carbono, indicando la cantidad de cada componente (véase el Cuadro 6). Cuadro 6. Diseño de Mezcla Concreto con Fibras de Carbono RESUMEN DE DOSIFICACION CONCRETO CON FIBRAS DE CARBONO COMPONENTE CANTIDAD Cemento 15,435 kg Arena 0,0246 Grava o Triturado 0,0367 Fibra de Carbono 0,240 kg Agua 7,938 Lts Fuente. Los Autores. 96kg  100% 0.24kg  0.25% La fibra de Carbono representa el 0,25 % del total de la masa de la mezcla. 2.7 MEMORIA DE CÁLCULOS La memoria de cálculo se realiza para determinar las características geométricas y físicas de los especímenes, utilizados para realizar la prueba a compresión, se registran tres lecturas de diámetros y tres de alturas, para al final sacar un promedio y utilizarlo para determinar el área y volumen de cada elemento. 2.7.1 Memoria de Cálculos – Datos Obtenidos Ensayo de Laboratorio Mezcla Concreto Simple, Ensayo a Compresión. Se registran los datos tomados en la práctica de laboratorio, Cilindros de Mezcla de Concreto Simple, Justo antes de someterlo a esfuerzos de compresión (véase la Figura 7).. 32.

(33) Figura 7. Cilindros de Mezcla de Concreto Simple º. Fuente. Los Autores. Datos tomados del diseño experimental, Cilindros de Mezcla de Concreto simple, justo antes de someterlo a esfuerzos de compresión. Cilindro # 1 A Los 7 Días De Fundido W PESO DE CILINDRO = 12,516 kg H1 = 30, 33 cm H2 = 30, 28 cm H PROMEDIO = 30, 294 cm H3 = 30,265 cm D1 = 15,20 cm D2 = 15,10 cm D PROMEDIO = 15,14 cm => 5,96 in D3 = 15,12 cm Pcarga = 33000 kg. 33.

(34) Cilindro # 2 A Los 7 Días De Fundido W PESO DE CILINDRO = 12,496 kg H1 = 30, 28 cm H2 = 30, 30 cm H PROMEDIO = 30, 29 cm H3 = 30,29 cm D1 = 15,24 cm D2 = 15,12 cm D PROMEDIO = 15,18 cm => 5,97 in D3 = 15,18 cm Pcarga = 32000 kg. Cilindro # 3 a los 14 días de Fundido W PESO DE CILINDRO = 12,520 kg H1 = 30,5 cm H2 = 30,2 cm H PROMEDIO = 30, 33 cm H3 = 30,3 cm D1 = 15,19 cm D2 = 15,18 cm D3 = 15,14 cm Pcarga = 35000 kg. D PROMEDIO = 15,17 cm => 5,97 in. 34.

(35) Cilindro # 4 a los 14 Días de Fundido W PESO DE CILINDRO = 12,488 kg H1 = 30,42cm H2 = 30,50 cm H PROMEDIO = 30, 33 cm H3 = 30,48 cm D1 = 15,14 cm D2 = 15,19 cm D PROMEDIO = 15,16 cm => 5,968 in D3 = 15,16 cm Pcarga = 36000 kg.  Cilindro # 5 a los 21 Días de Fundido W PESO DE CILINDRO = 12,556 kg H1 = 30,25 cm H2 = 30,3 cm H PROMEDIO = 30, 316 cm. 35.

(36) H3 = 30,4 cm D1 = 15,2 cm D2 = 15,3 cm D3 = 15,13 cm Pcarga = 34000 kg. D PROMEDIO = 15,21 cm => 5,988 in. Cilindro # 6 a los 21 Días de Fundido W PESO DE CILINDRO = 12,617 kg H1 = 30,2 cm H2 = 30,3 cm H PROMEDIO = 30, 23 cm H3 = 30,2 cm D1 = 15,06 cm D2 = 15,11 cm D PROMEDIO = 15,11 cm => 5,950 D3 = 15,13 cm Pcarga = 31000 kg. 36.

(37) Cilindro # 7 a los 28 Días de Fundido W PESO DE CILINDRO = 12,646 kg H1 = 30,42 cm H2 = 30,46 cm H PROMEDIO = 30, 45 cm H3 = 30,48 cm D1 = 15,16 cm D2 = 15,20 cm D PROMEDIO = 15,19 cm => 5,982 D3 = 15,23 cm Pcarga = 43000 kg. Cilindro # 8 a los 28 Días de Fundido W PESO DE CILINDRO = 12,572 kg H1 = 30,32 cm H2 = 30,29 cm H PROMEDIO = 30, 29 cm H3 = 30,27 cm D1 = 15,16 cm D2 = 15,20 cm D PROMEDIO = 15,16 cm => 5,968 D3 = 15,12 cm Pcarga = 41000 kg. 37.

(38) 2.7.2 Memoria de Cálculos – Datos Obtenidos Ensayo de Laboratorio Mezcla Concreto Modificado con Fibras de Vidrio, Ensayo a Compresión. Se registran los datos tomados en la práctica de laboratorio, Cilindros de Mezcla de Concreto con fibras de vidrio, Justo antes de someterlo a esfuerzos de compresión (véase la Figura 8. Figura 8. Cilindro tipo. Fuente. Los Autores. Datos tomados del diseño experimental, Cilindros de Mezcla de Concreto con fibras de Vidrio, justo antes de someterlo a esfuerzos de compresión. Cilindro # 1 a los 7 Días de fundido W PESO DE CILINDRO = 12,054 kg H1 = 30, 35 cm H2 = 30, 25cm H PROMEDIO = 30, 30 cm H3 = 30,30 cm. 38.

(39) D1 = 14,91 cm D2 = 14,85 cm D3 = 14,93 cm Pcarga = 44000 kg. D PROMEDIO = 14,91 cm => 5,87 in.  Cilindro # 2 a los 7 Días de Fundido W PESO DE CILINDRO = 12,214 kg H1 = 30, 30 cm H2 = 30, 35 cm H PROMEDIO = 30, 35 cm H3 = 30,40cm D1 = 14,90 cm D2 = 14,85 cm D PROMEDIO = 15,18 cm => 5,86 D3 = 14,98 cm Pcarga = 36500kg. 39.

(40) Cilindro # 3 a los 14 Días de Fundido W PESO DE CILINDRO = 12,278kg H1 = 30,02 cm H2 = 30,03 cm H PROMEDIO = 30, 026 cm H3 = 30,03 cm D1 = 15,19 cm D2 = 15,20 cm D PROMEDIO = 15,24 cm => 6,0 in D3 = 15,34 cm Pcarga = 45000 kg. Cilindro # 4 a los 14 Días de Fundido W PESO DE CILINDRO = 12,488 kg H1 = 30,03cm H2 = 30,04cm H PROMEDIO = 30, 33 cm H3 = 30,02 cm D1 = 14,96 cm D2 = 14,97 cm D PROMEDIO = 15,17 cm => 5,97 in D3 = 15,58 cm Pcarga = 50000 kg. 40.

(41) Cilindro # 5 a los 21 Días de Fundido W PESO DE CILINDRO = 12,026kg H1 = 30,40cm H2 = 30,50cm H PROMEDIO = 30, 47 cm H3 = 30,51 cm D1 = 15,35 cm D2 = 15,20 cm D PROMEDIO = 15,25 cm => 5,98 in D3 = 15,19 cm Pcarga = 58000 kg. Cilindro # 6 a los 21 días de Fundido W PESO DE CILINDRO = 11,31kg H1 = 30,41cm H2 = 30,53cm H PROMEDIO = 30, 45 cm H3 = 30,43 cm D1 = 15,35 cm D2 = 15,20 cm D PROMEDIO = 15,19cm => 5,98 D3 = 15,19 cm Pcarga = 48000 kg. 41.

(42) Cilindro # 7 a los 28 Días de Fundido W PESO DE CILINDRO = 11,708kg H1 = 30,54 cm H2 = 30,55 cm H PROMEDIO = 30,54 cm H3 = 30,55 cm D1 = 15,09 cm D2 = 15,11 cm D PROMEDIO = 15,10 cm => 5,94 in D3 = 15,12 cm Pcarga = 44000 kg. 42.

(43) Cilindro # 8 a los 28 Días de fundido W PESO DE CILINDRO = 11,61kg H1 = 30,54 cm H2 = 30,55 cm H PROMEDIO = 30,55 cm H3 = 30,55 cm D1 = 15,13 cm D2 = 15,10 cm D PROMEDIO = 15, 12cm => 5,95 in D3 = 15,13 cm Pcarga = 37000kg. A. 2.7.3 Memoria de Cálculos – Datos Obtenidos Ensayo de Laboratorio Mezcla Concreto Modificado con Fibras de Carbono, Ensayo a Compresión. Se registran los datos tomados en la práctica de laboratorio, Cilindros de Mezcla de Concreto con fibras de carbono, Justo antes de someterlo a esfuerzos de compresión (véase la Figura 9). Figura 9. Cilindro tipo. Fuente. Los Autores.. 43.

(44) Datos tomados del diseño experimental, Cilindros de Mezcla de Concreto con fibras de Carbono, justo antes de someterlo a esfuerzos de compresión. Cilindro # 1 a los Días 7 de Fundido W PESO DE CILINDRO = 12,384kg H1 = 30,66cm H2 = 30,65 cm H PROMEDIO = 30,53 cm H3 = 30,60 cm D1 = 15,65 cm D2 = 15,63 cm D PROMEDIO = 15, 62cm => 6,15 D3 = 15,59 cm Pcarga = 29500kg. Cilindro # 2 a los Días 7 de Fundido W PESO DE CILINDRO = 12,384kg H1 = 30,40cm H2 = 29,90 cm H PROMEDIO = 30,53 cm H3 = 30,42 cm D1 = 15,21 cm D2 = 15,28 cm D PROMEDIO = 15, 256cm => 6,00 D3 = 15,28 cm Pcarga = 26000kg. 44.

(45) Cilindro # 3 a los Días 14 de Fundido W PESO DE CILINDRO = 12,096kg H1 = 30,40cm H2 = 30,10 cm H PROMEDIO = 30,23 cm H3 = 30,20 cm D1 = 15,09 cm D2 = 15,12 cm D PROMEDIO = 15, 08cm => 5,94 in D3 = 15,03 cm Pcarga = 22000kg. 45.

(46) Cilindro # 4 a los Días 14 de Fundido W PESO DE CILINDRO = 11,60kg H1 = 30,20cm H2 = 30,30 cm H PROMEDIO = 30,33 cm H3 = 30,50 cm D1 = 14,98 cm D2 = 14,96 cm D PROMEDIO = 14, 96cm => 5,89 in D3 = 14,95 cm Pcarga = 27000kg. 2.8 DATOS EXPERIMENTALES LABOLATORIO. OBTENIDOS. EN. LA. PRACTICA. 2.8.1 Datos Concreto Simple. Los datos que se obtuvieron en la practica de laboratorio, son necesarios para determinar las propiedades fisicas de cada elemento, donde se registra el tipo de falla que se presentó, su peso y el esfuerzo el cual fue resistió en la prueba de compresion (véase los Cuadros 7, 8, 9, 10, 11,12 y 13).. 46.

(47) Cuadro 7. Ensayo a compresión Hormigón Simple ENSAYO A COMPRESION HORMIGON SIMPLE FIGURA No 1 Cilindro # 1. TIPO DE FALLA Cono y Corte PESO DE CILINDRO (kg) 12,516 AREA DEL CILINDRO(in2) 27,89 FUERZA (Lb) 72765 ESFUERZO (Lb/in2) 2609,00 ESFUERZO (Mpa) 17,98 PRUEBA A COMPRESION A LOS 7 DIAS DIA DE ENSAYO 19-sep-15. Fuente. Los Autores. Cuadro 8. Ensayo a Compresión Hormigón Simple ENSAYO A COMPRESION HORMIGON SIMPLE FIGURA No 3 Cilindro # 3. TIPO DE FALLA Cono PESO DE CILINDRO (kg) 12,520 AREA DEL CILINDRO(in2) 28,01 FUERZA (Lb) 77175 ESFUERZO (Lb/in2) 2755,27 ESFUERZO (Mpa) 18,98 PRUEBA A COMPRESION A LOS 14 DIAS DIA DE ENSAYO 26-sep-15. Fuente. Los Autores.. 47.

(48) Cuadro 9. Ensayo a compresión Hormigón Simple ENSAYO A COMPRESION HORMIGON SIMPLE FIGURA No 4 Cilindro # 4. TIPO DE FALLA Columnar PESO DE CILINDRO (kg) 12,488 AREA DEL CILINDRO(in2) 27,97 FUERZA (Lb) 72765 ESFUERZO (Lb/in2) 2601,54 ESFUERZO (Mpa) 17,92 PRUEBA A COMPRESION A LOS 14 DIAS DIA DE ENSAYO 26-sep-15. Fuente. Los Autores. Cuadro 10. Ensayo a compresión Hormigón Simple ENSAYO A COMPRESION HORMIGON SIMPLE FIGURA No 5 Cilindro # 5. TIPO DE FALLA Cono y Corte PESO DE CILINDRO (kg) 12,556 AREA DEL CILINDRO(in2) 28,16 FUERZA (Lb) 74970 ESFUERZO (Lb/in2) 2662,29 ESFUERZO (Mpa) 18,34 PRUEBA A COMPRESION A LOS 21 DIAS DIA DE ENSAYO 03-oct-15. Fuente.Los Autores.. 48.

(49) Cuadro 11. Ensayo a Compresión Hormigón Simple. ENSAYO A COMPRESION HORMIGON SIMPLE FIGURA No 6 Cilindro # 6. TIPO DE FALLA Cono y Corte PESO DE CILINDRO (kg) 12,617 AREA DEL CILINDRO(in2) 27,80 FUERZA (Lb) 68355 ESFUERZO (Lb/in2) 2458,81 ESFUERZO (Mpa) 16,94 PRUEBA A COMPRESION A LOS 21 DIAS DIA DE ENSAYO 03-oct-15. Fuente. Los Autores. Cuadro 12. Ensayo a Compresión Hormigón Simple ENSAYO A COMPRESION HORMIGON SIMPLE FIGURA No 7 Cilindro # 7. TIPO DE FALLA Cono y Corte PESO DE CILINDRO (kg) 12,646 AREA DEL CILINDRO(in2) 28,11 FUERZA (Lb) 94815 ESFUERZO (Lb/in2) 3373,00 ESFUERZO (Mpa) 23,24 PRUEBA A COMPRESION A LOS 28 DIAS DIA DE ENSAYO 10-oct-15. Fuente. Los Autores.. 49.

(50) Cuadro 13. Ensayo a Compresión Hormigón Simple ENSAYO A COMPRESION HORMIGON SIMPLE FIGURA No 8 Cilindro # 8. TIPO DE FALLA Cono y Corte PESO DE CILINDRO (kg) 12,572 AREA DEL CILINDRO(in2) 27,97 FUERZA (Lb) 90405 ESFUERZO (Lb/in2) 3232,21 ESFUERZO (Mpa) 22,27 PRUEBA A COMPRESION A LOS 28 DIAS DIA DE ENSAYO 10-oct-15. Fuente. Los Autores 2.8.2 Datos Concreto Modificado con Fibras de Vidrio. Los datos que se obtuvieron en la práctica de laboratorio, son necesarios para determinar las propiedades físicas de cada elemento, donde se registra el tipo de falla que se presentó, su peso y el esfuerzo el cual fue resistió en la prueba de compresión (véase los Cuadros 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20 y 21). Cuadro 14. Ensayo a Compresión Hormigón Modificado con Fibras de Vidrio ENSAYO A COMPRESION HORMIGON MODIFICADO CON FIBRAS DE VIDRIO FIGURA No 9 Cilindro # 1. TIPO DE FALLA CORTE PESO DE CILINDRO (kg) 12,054 AREA DEL CILINDRO (in2) 27,06 FUERZA (Lb) 97020 ESFUERZO (Lb/in2) 3585,37 ESFUERZO (Mpa) 24,70 PRUEBA DE COMPRESION A LOS 7 DIAS DIA DE ENSAYO 03-oct-15. Fuente. Los Autores. 50.

(51) Cuadro 15. Ensayo a compresión Hormigón Modificado con Fibras de Vidrio ENSAYO A COMPRESION HORMIGON MODIFICADO CON FIBRAS DE VIDRIO FIGURA No 10 Cilindro # 2. TIPO DE FALLA CONO Y CORTE PESO DE CILINDRO (kg) 12,21 AREA DEL CILINDRO (in2) 27,00 FUERZA (Lb) 80482,5 ESFUERZO (Lb/in2) 2980,83 ESFUERZO (Mpa) 20,54 PRUEBA DE COMPRESION A LOS 7 DIAS DIA DE ENSAYO 03-oct-15. Fuente. Los Autores. Cuadro 16. Ensayo a Compresión Hormigón Modificado con Fibras de Vidrio ENSAYO A COMPRESION HORMIGON MODIFICADO CON FIBRAS DE VIDRIO FIGURA No 11 Cilindro # 3. TIPO DE FALLA CONO PESO DE CILINDRO (kg) 12,28 AREA DEL CILINDRO (in2) 28,29 FUERZA (Lb) 99225 ESFUERZO (Lb/in2) 3507,42 ESFUERZO (Mpa) 24,17 PRUEBA DE COMPRESION A LOS 14 DIAS DIA DE ENSAYO 10-oct-15. Fuente. Los Autores.. 51.

(52) Cuadro 17. Ensayo a Compresión Hormigón Modificado con Fibras de Vidrio ENSAYO A COMPRESION HORMIGON MODIFICADO CON FIBRAS DE VIDRIO FIGURA No 12 Cilindro # 4. TIPO DE FALLA CONO PESO DE CILINDRO (kg) 12,10 AREA DEL CILINDRO (in2) 28,03 FUERZA (Lb) 110250 ESFUERZO (Lb/in2) 3933,43 ESFUERZO (Mpa) 27,10 PRUEBA DE COMPRESION A LOS 14 DIAS DIA DE ENSAYO 10-oct-15. Fuente. Los Autores. Cuadro 18. Ensayo a Compresión Hormigón Modificado con Fibras de Vidrio. ENSAYO A COMPRESION HORMIGON MODIFICADO CON FIBRAS DE VIDRIO FIGURA No 13 Cilindro # 5. TIPO DE FALLA CORTE PESO DE CILINDRO (kg) 12,03 AREA DEL CILINDRO (in2) 28,00 FUERZA (Lb) 127890 ESFUERZO (Lb/in2) 4567,50 ESFUERZO (Mpa) 31,47 PRUEBA DE COMPRESION A LOS 21 DIAS DIA DE ENSAYO 17-oct-15. Fuente. Los Autores.. 52.

(53) Cuadro 19. Ensayo a Compresión Hormigón Modificado con Fibras de Vidrio ENSAYO A COMPRESION HORMIGON MODIFICADO CON FIBRAS DE VIDRIO FIGURA No 14 Cilindro # 6. TIPO DE FALLA CONO Y CORTE PESO DE CILINDRO (kg) 11.31 AREA DEL CILINDRO (in2) 28.11 FUERZA (Lb) 105840 ESFUERZO (Lb/in2) 3765.61 ESFUERZO (Mpa) 25.95 PRUEBA DE COMPRESION A LOS 21 DIAS DIA DE ENSAYO 17-oct-15. Fuente. Los Autores. Cuadro 20. Ensayo a Compresión Hormigón Modificado con Fibras de Vidrio ENSAYO A COMPRESION HORMIGON MODIFICADO CON FIBRAS DE VIDRIO FIGURA No 15 Cilindro # 7. TIPO DE FALLA CONO PESO DE CILINDRO (kg) 11,71 AREA DEL CILINDRO (in2) 27,76 FUERZA (Lb) 97020 ESFUERZO (Lb/in2) 3494,96 ESFUERZO (Mpa) 24,08 PRUEBA DE COMPRESION A LOS 28 DIAS DIA DE ENSAYO 24-oct-15. Fuente. Los Autores.. 53.

(54) Cuadro 21. Ensayo a Compresión Hormigón Modificado con Fibras de Vidrio ENSAYO A COMPRESION HORMIGON MODIFICADO CON FIBRAS DE VIDRIO FIGURA No 16 Cilindro # 8. TIPO DE FALLA COLUMNAR PESO DE CILINDRO (kg) 11,61 AREA DEL CILINDRO (in2) 27,83 FUERZA (Lb) 81585 ESFUERZO (Lb/in2) 2931,55 ESFUERZO (Mpa) 20,20 PRUEBA DE COMPRESION A LOS 28 DIAS DIA DE ENSAYO 24-oct-15. Fuente. Los Autores. 2.8.3 Datos de Concreto Modificado con Fibras de Vidrio. Los datos que se obtuvieron en la práctica de laboratorio, son necesarios para determinar las propiedades físicas de cada elemento, donde se registra el tipo de falla que se presentó, su peso y el esfuerzo el cual fue resistió en la prueba de compresión (véase los Cuadros 22, 23, 24 y 25). Cuadro 22. Ensayo a Compresión Hormigón Modificado con Fibras de Carbono ENSAYO A COMPRESION HORMIGON MODIFICADO CON FIBRAS DE CARBONO FIGURA No 17 Cilindro # 1. TIPO DE FALLA CONO Y CORTE PESO DE CILINDRO (kg) 12,38 AREA DEL CILINDRO (in2) 29,71 FUERZA (Lb) 65047,5 ESFUERZO (Lb/in2) 2189,41 ESFUERZO (Mpa) 15,09 PRUEBA DE COMPRESION A LOS 7 DIAS DIA DE ENSAYO 17-oct-15. Fuente. Los Autores 54.

(55) Cuadro 23. Ensayo a Compresión Hormigón Modificado con Fibras de Carbono ENSAYO A COMPRESION HORMIGON MODIFICADO CON FIBRAS DE CARBONO FIGURA No 18 Cilindro # 2. TIPO DE FALLA CONO PESO DE CILINDRO (kg) 12.38 AREA DEL CILINDRO (in2) 28.33 FUERZA (Lb) 57330 ESFUERZO (Lb/in2) 2023.65 ESFUERZO (Mpa) 13.94 PRUEBA DE COMPRESION A LOS 7 DIAS DIA DE ENSAYO 17-oct-15. Fuente. Los Autores. Cuadro 24. Ensayo a Compresión Hormigón Modificado con Fibras de Carbono. ENSAYO A COMPRESION HORMIGON MODIFICADO CON FIBRAS DE CARBONO FIGURA No 19 Cilindro # 3. TIPO DE FALLA CONO Y CORTE PESO DE CILINDRO (kg) 12.10 AREA DEL CILINDRO (in2) 27.68 FUERZA (Lb) 48510 ESFUERZO (Lb/in2) 1752.53 ESFUERZO (Mpa) 12.07 PRUEBA DE COMPRESION A LOS 7 DIAS DIA DE ENSAYO 24-oct-15. Fuente. Los Autores.. 55.

(56) Cuadro 25. Ensayo a Compresión Hormigón Modificado con Fibras de Carbono ENSAYO A COMPRESION HORMIGON MODIFICADO CON FIBRAS DE CARBONO FIGURA No 20 Cilindro # 4. TIPO DE FALLA CONO PESO DE CILINDRO (kg) 11.60 AREA DEL CILINDRO (in2) 27.25 FUERZA (Lb) 59535 ESFUERZO (Lb/in2) 2184.77 ESFUERZO (Mpa) 15.05 PRUEBA DE COMPRESION A LOS 7 DIAS DIA DE ENSAYO 24-oct-15. Fuente. Los Autores. 2.9 CALCULO MÓDULO DE ELASTICIDAD Y DEFORMACIONES 2.9.1 Concreto Simple a los 7 Días. A continuación se muestran los valores promedio de los cilindros 1 y 2 del concreto simple a los 7 días (véase el Cuadro 26). Cuadro 26. Valor Promedio Cilindro 1 y 2 Valores Promedio Cilindro 1 Y 2. Tipo de Mezcla. Concreto Simple Promedio. Ensayo a Compresion Carga Ultima (P) Altura (H) Area fc (σ) fc (σ) Modulo de Elasticidad (E ) Modulo de Elasticidad (E ) Deformacion (δ) Deformacion Unitaria (Ɛ). A los 7 Dias 32500 30,292 180,5 17,66 176,6 19751,18731 197511,8731 0,027614736 0,000911618. Unidad kg cm Mpa kg/ Mpa kg/ cm N.A. Fuente. Los Autores. Módulo de Elasticidad 197511.8731 Deformación (δ)= = Deformación Unitaria (Ɛ) =. (E). =. 4700*. =. 4700 17.66. =. = 0,027614736 cm =. = 0,000911618. 2.9.2 Concreto Simple a los 14 días. A continuación se muestran los valores promedio de los cilindros 3 y 4 del concreto simple a los 14 días (véase el Cuadro 27). 56.

(57) Cuadro 27. Valor Promedio Cilindro 3 y 4 Valores Promedio Cilindro 3 y 4. Tipo de Mezcla. Concreto Simple Promedio. Ensayo a Compresion Carga Ultima (P) Altura (H) Area fc (σ) fc (σ) Modulo de Elasticidad (E ) Modulo de Elasticidad (E ) Deformacion (δ) Deformacion Unitaria (Ɛ). Unidad. A los 14 Dias 35500 30,330 194,827 18,45 184,5 20188,1277 201881,277 0,027375091 0,000902575. kg cm Mpa kg/ Mpa kg/ cm N.A. Fuente. Los Autores. Módulo de 201881.277. Elasticidad. Deformación (δ)=. (E). =. 4700*. =. =. 4700 18.45. =. = 0,027375091 cm. Deformación Unitaria (Ɛ) =. =. = 0,000902575. 2.9.3 Concreto Simple a los 21 días. A continuación se muestran los valores promedio de los cilindros 5 y 6 del concreto simple a los 21 días (véase el Cuadro 28). Cuadro 28. Valor Promedio Cilindro 5 y 6 Valores Promedio Cilindro 5 y 6. Tipo de Mezcla. Concreto Simple Promedio. Ensayo a Compresion Carga Ultima (P) Altura (H) Area fc (σ) fc (σ) Modulo de Elasticidad (E ) Modulo de Elasticidad (E ) Deformacion (δ) Deformacion Unitaria (Ɛ). A los 21 Dias 32500 30,273 180,50 17,64 176,4 19740 197400 0,027612444 0,000912115. Unidad kg cm Mpa kg/ Mpa kg/ cm N.A. Fuente. Los Autores. Módulo de Elasticidad (E) = 4700* Deformación (δ)= = Deformación Unitaria (Ɛ) =. = 4700 17.64 = 19740 = 0,027612444 cm. =. = 0,000912115. 57.

(58) 2.9.4 Concreto Simple a los 28 días. A continuación se muestran los valores promedio de los cilindros 7 y 8 del concreto simple a los 28 días (véase el Cuadro 29). Cuadro 29. Valor Promedio Cilindro 7 y 8 Valores Promedio Cilindro 7 y 8. Tipo de Mezcla. Concreto Simple Promedio. Ensayo a Compresion Carga Ultima (P) Altura (H) Area fc (σ) fc (σ) Modulo de Elasticidad (E ) Modulo de Elasticidad (E ) Deformacion (δ) Deformacion Unitaria (Ɛ). Unidad. A los 28 Dias 42000 30,370 180,861 22,835 228,35 22459,41117 224594,1117 0,031401529 0,001033965. kg cm Mpa kg/ Mpa kg/ cm N.A. Fuente. Los Autores. Módulo de 224594.11. Elasticidad. Deformación (δ)=. (E). =. 4700*. =. =. 4700 22.835. =. = 0,031401529 cm. Deformación Unitaria (Ɛ) =. =. = 0,000912115. 2.9.5 Concreto Modificado con Fibra de Vidrio a los 7 Días. A continuación se muestran los valores promedio del concreto modificado con fibra de vidrio de los cilindros 1 y 2 (véase el Cuadro 30). Cuadro 30. Valor promedio cilindros 1 y 2 Valores Promedio Cilindro 1 Y 2. Tipo de Mezcla. Concreto Modificado con fibras de vidrio. Ensayo a Compresion Carga Ultima (P) Altura (H) Area fc (σ) fc (σ) Modulo de Elasticidad (E) Modulo de Elasticidad (E) Deformacion (δ) Deformacion Unitaria (Ɛ). A los 7 Dias 40250 30,325 174,36 22,62 226,2 22353,42927 223534,2927 0,031316677 0,001032702. Fuente. Los Autores.. 58. Unidad kg cm Mpa kg/ Mpa kg/ cm N.A.

(59) Módulo de 223534,29. Elasticidad. Deformación (δ)=. (E). =. 4700*. =. =. 4700 22,62. =. = 0,031316677cm. Deformación Unitaria (Ɛ) =. =. = 0,0010327. 2.9.6 Concreto Modificado con Fibra de Vidrio a los 14 Días. A continuación se muestran los valores promedio del concreto modificado con fibra de vidrio de los cilindros 3 y 4 a los 14 días (véase el Cuadro 31). Cuadro 31. Valor Promedio Cilindro 3 y 4 Valores Promedio Cilindro 3 Y 4. Tipo de Mezcla. Concreto Modificado con fibras de vidrio. Ensayo a Compresion Carga Ultima (P) Altura (H) Area fc (σ) fc (σ) Modulo de Elasticidad (Ɛ) Modulo de Elasticidad (Ɛ) Deformacion (δ) Deformacion Unitaria. A los 7 Dias 47500 30,170 182,05 25,63 256,3 23794,25771 237942,5771 0,033083091 0,001096556. Unidad kg cm Mpa kg/ Mpa kg/ cm N.A. Fuente. Los Autores. Módulo de 237942,5771. Elasticidad. Deformación (δ)=. (E). =. 4700*. =. Deformación Unitaria (Ɛ) =. =. 4700 25,63. =. = 0,033083091cm =. = 0,001096556. 2.9.7 Concreto Modificado con Fibra de Vidrio a los 21 Días. A continuación se muestran los valores promedio del concreto modificado con fibra de vidrio de los cilindros 5 y 6 a los 21 días (véase el Cuadro 32).. 59.

(60) Cuadro 32. Valor Promedio Cilindro 5 y 6 Valores Promedio Cilindro 5 Y 6. Tipo de Mezcla. Concreto Modificado con fibras de vidrio. Ensayo a Compresion Carga Ultima (P) Altura (H) Area fc (σ) fc (σ) Modulo de Elasticidad (Ɛ) Modulo de Elasticidad (Ɛ) Deformacion (δ) Deformacion Unitaria. A los 7 Dias 32500 30,460 181,5 28,71 287,1 25183,40525 251834,0525 0,021658191 0,000711037. Unidad kg cm Mpa kg/ Mpa kg/ cm N.A. Fuente. Los Autores. Módulo de 251834,0525. Elasticidad. Deformación (δ)=. (E). =. 4700*. =. =. 4700 28,71. =. = 0,021658191cm. Deformación Unitaria (Ɛ) =. =. = 0,000711037. 2.9.8 Concreto Modificado con Fibra de Vidrio a los 28 Días. A continuación se muestran los valores promedio del concreto modificado con fibra de vidrio de los cilindros 7 y 8 a los 28 días (véase el Cuadro 33). Cuadro 33. Valor Promedio Cilindro 7 y 8 Valores Promedio Cilindro 7 Y 8. Tipo de Mezcla. Concreto Modificado con fibras de vidrio. Ensayo a Compresion Carga Ultima (P) Altura (H) Area fc (σ) fc (σ) Modulo de Elasticidad (Ɛ) Modulo de Elasticidad (Ɛ) Deformacion (δ) Deformacion Unitaria. A los 7 Dias 40500 30,540 179,32 22,58 225,85 22333,65622 223336,5622 0,030884139 0,001011268. Unidad kg cm Mpa kg/ Mpa kg/ cm N.A. Fuente. Los Autores. Módulo de 223336,5622. Elasticidad. Deformación (δ)=. (E). =. 4700*. =. Deformación Unitaria (Ɛ) =. =. 4700 22,58. = 0,030884139c =. = 0,001011268. 60. =.

(61) 2.9.9 Concreto Modificado con Fibra de Carbono a los 7 Días. A continuación se muestran los valores promedio del concreto modificado con fibra de carbono de los cilindros 1 y 2 a los 7 días (véase el Cuadro 34). Cuadro 34. Valor Promedio Cilindro 1 y 2 Valores Promedio Cilindro 1 Y 2. Tipo de Mezcla. Concreto Modificado con fibras de carbono. Ensayo a Compresion Carga Ultima (P) Altura (H) Area fc (σ) fc (σ) Modulo de Elasticidad (E) Modulo de Elasticidad (E) Deformacion (δ) Deformacion Unitaria (Ɛ). A los 7 Dias 27750 30,440 188,935 14,38 143,8 17822,85611 178228,5611 0,02508522 0,000824087. Unidad kg cm Mpa kg/ Mpa kg/ cm N.A. Fuente. Los Autores. Módulo de 178228.5611. Elasticidad. Deformación (δ)=. (E). =. 4700*. =. =. 4700 14.38. =. = 0,02508522 cm. Deformación Unitaria (Ɛ) =. =. = 0,000824087. 2.9.10 Concreto Modificado con Fibra de Carbono a los 14 Días. A continuación se muestran los valores promedio del concreto modificado con fibra de carbono de los cilindros 3 y 4 a los 14 días (véase el Cuadro 35). Cuadro 35. Valor Promedio Cilindro 3 y 4 Valores Promedio Cilindro 3 Y 4. Tipo de Mezcla. Concreto Modificado con fibras de carbono. Ensayo a Compresion Carga Ultima (P) Altura (H) Area fc (σ) fc (σ) Modulo de Elasticidad (Ɛ) Modulo de Elasticidad (Ɛ) Deformacion (δ) Deformacion Unitaria. A los 14 Dias 24500 30,280 177,186 13,56 135,6 17307,23548 173072,3548 0,024191614 0,00079893. Fuente. Los Autores. 61. Unidad kg cm Mpa kg/ Mpa kg/ cm N.A.

(62) Módulo de 173072.3548. Elasticidad. Deformación (δ)=. (E). =. 4700*. =. Deformación Unitaria (Ɛ) =. =. 4700 13.56. = 0,024191614 cm =. = 0,00079893. 62. =.

(63) 3. COMPARACIÓN DE LAS PROPIEDADES ESTRUCTURALES DEL CONCRETO, SEGÚN LA NSR-10, CON PROBETAS DE CONCRETO REFORZADAS CON MATERIALES NO CONVENCIONALES, FIBRAS DE VIDRIO Y FIBRAS DE CARBÓN, SOMETIDAS A ESFUERZOS DE COMPRESIÓN 3.1 ANÁLISIS DE RESULTADOS Los resultados del concreto simple comparando esfuerzo vs. Deformación de presentan a continuación (véase los Cuadro 36, 37 y 38 y la Figura 10). Cuadro 36. Concreto Simple Esfuerzo vs Deformación Concreto SIMPLE A los 7 dias Esfuerzo (σ ) Deformacion Unitaria (Ɛ) 0 0 17,66 0,000911618 A los 14 dias Esfuerzo (σ ) Deformacion Unitaria (Ɛ) 0 0 18,45 0,000902575 A los 21 dias Esfuerzo (σ ) Deformacion Unitaria (Ɛ) 0 0 17,64 0,000912115 A los 28 dias Esfuerzo (σ ) Deformacion Unitaria (Ɛ) 0 0 22,835 0,001033965. Fuente. Los Autores.. 63.