INGENIERO CIVIL - Repositorio Digital UNESUM

Agradezco a la familia Peñafiel Bermello por ser un valioso apoyo en la realización de mi proyecto de graduación y de igual manera al ingeniero. El presente trabajo de investigación trata sobre la determinación de la ecuación para el módulo de elasticidad del concreto en función de su resistencia a la compresión, elaborado con agregados de “MEGAROK S.A.” la Cantera, empresa dedicada a la explotación, procesamiento y comercialización de productos de cantera, así como una de las principales fuentes de abastecimiento para la Parroquia Picoazá, perteneciente a la ciudad de Portoviejo – provincia de Manabí. Para determinar la ecuación del módulo de elasticidad del concreto, se utilizó la Norma ASTM C-469-94 en la mezcla de concreto final a la edad de 28 días.

La presente investigación se refiere a la determinación de la ecuación del módulo de elasticidad del concreto (Ec), la cual es una de las partes esenciales en cualquier diseño estructural de un concreto armado, ya que esta ecuación de elasticidad del material se basa en sus agregados. que se muestran en los principales cálculos estructurales, como las rigideces en el predimensionamiento de elementos estructurales y el análisis de deformaciones. Una de las principales razones utilizadas para determinar la comparación del módulo de elasticidad del concreto es que el Ecuador se encuentra en una zona con un alto riesgo sísmico, donde es fundamental que las estructuras cumplan con las especificaciones técnicas establecidas en la normativa vigente. Actualmente, el desarrollo de la investigación, la cantera Megarok en la provincia de Manabí, no cuenta con mayor información, que se refiera al comportamiento real de los materiales involucrados en la producción del concreto, y tiene que ver con el tema propuesto. .

Es por ello que el desarrollo de esta investigación permitirá estimar una nueva ecuación mediante la realización de estudios sobre los agregados extraídos de la cantera MEGAROK en la provincia de Manabí; y que sea factible para el desarrollo del tamaño de los elementos estructurales de cualquier tipo de obra civil. Determinar el módulo de elasticidad del hormigón en base a ensayos realizados en laboratorio con áridos de la cantera MEGAROK, para obtener resultados reales.

MARCO TEÓRICO DE LA INVESTIGACIÓN

El Hormigón

Propiedades físicas y mecánicas
Propiedades del hormigón fresco

Consistencia
Trabajabilidad
Homogeneidad
Densidad
Fraguado
Exudación

Hormigón endurecido

Resistencia a la compresión del hormigón
Resistencia a la tracción
Resistencia al corte

Requisitos de resistencia del hormigón

La consistencia del hormigón tiene que ver con la fluidez de la mezcla, es decir, su contribución al movimiento dentro de los moldes y su completo llenado. Esto depende principalmente de la forma y tamaño de los áridos, la cantidad de su mezcla y la cantidad de agua calculada en el diseño de la mezcla. La trabajabilidad de la mezcla se determina mediante un método indirecto, que consiste en medir su consistencia o fluidez mediante la prueba de “Gota de cono de Abrams” (ASTM C-143 C-192 y NTE INEN 1855-2). no mide la trabajabilidad del hormigón, pero determina la consistencia o fluidez de la mezcla; Es muy útil para determinar los cambios en la uniformidad de la mezcla de proporciones dadas.

El molde troncocónico se llena con la mezcla en 3 capas de la misma altura, compactando con 25 movimientos de varilla simultáneamente, luego se levanta el molde y se mide la cantidad de mezcla sedimentada en el punto central (Rivera, 2009). La densidad del hormigón fresco es igual a la relación peso-volumen, que depende de la calidad de los áridos y de la forma en que se colocan en la obra. Esta pérdida general de calidad será principalmente función del tamaño de la separación producida, así como de las características de las mezclas y de la geometría de las piezas.

La importancia de la resistencia al corte es evidente por el hecho de que los cilindros de concreto estándar probados en compresión axial generalmente fallan en corte a lo largo de un plano inclinado. Los requisitos de resistencia a la compresión del hormigón consistirán en una resistencia mínima que deberá alcanzar el hormigón antes de aplicar las cargas, y si se identifica por su resistencia, una resistencia mínima a la edad de 28 días.

Módulo De Elasticidad

El módulo de elasticidad (E) es la tensión ficticia necesaria para duplicar la longitud inicial de la pieza. El módulo de elasticidad, definido por la ecuación 𝐸 = 𝑒𝑠𝑓𝑢𝑒𝑟𝑧𝑜 𝑑𝑒𝑓𝑜𝑟𝑚𝑎𝑐𝑖ó𝑛⁄; Es una medida de rigidez, es decir, la resistencia del hormigón a la deformación. Según la norma, uno de los procedimientos para determinar el módulo de elasticidad estático del hormigón está definido por la pendiente de la cuerda AB.

Se han realizado estudios en las provincias del país para determinar la ecuación del módulo de elasticidad en función de su resistencia proveniente de diferentes canteras. MÓDULO DE ELASTICIDAD ESTÁTICA DEL HORMIGÓN EN FUNCIÓN DE SU RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN SIMPLE f´c = 21 MPa Y 30 MPa. Ecuaciones de módulo de elasticidad basadas en diferentes materiales con áridos de cantera Pifo.

MÓDULO DE ELASTICIDAD DEL CONCRETO, BASADO EN LA RESISTENCIA A LA PRESIÓN DE 21 MPa, ELABORADO CON AGREGADOS DEL SECTOR CEMENTO DE LA PROVIDENCIA Y CHIMBORAZO. EVALUACIÓN DEL MÓDULO DE ELASTICIDAD EN CONCRETO DE 210 A 280 KG/CM², PRODUCIDO EN LA CIUDAD DE MANTA.

Características De Los Componentes

Tipo de cemento

Calidad
Resistencia

El Agua
Los Agregados
El Aire
Los Aditivos

Es el componente que se combina químicamente con el cemento para producir la pasta que une las partículas de agregado, las mantiene unidas y contribuye en gran medida a la resistencia y las propiedades mecánicas generales del concreto. En la producción de hormigón se puede utilizar agua potable y casi cualquier agua natural que se pueda beber y que no tenga un sabor ni olor particular. El agua utilizada para mezclar el concreto deberá cumplir con las disposiciones de ASTM C 1602.

Según (NEC_SE_HM), el material granular constituye el mayor volumen en la mezcla para elaborar concreto. En agregado fino, es una combinación de cisco y arena de banco (ambas lavadas), que se obtiene mediante un proceso de aprovechamiento, trituración y cribado de materiales. La presencia de aire en las mezclas tiende a reducir la resistencia del hormigón aumentando su porosidad.

Reduce la cantidad de agua (acción primaria) necesaria para obtener un hormigón de cierta consistencia y retrasa su fraguado (acción secundaria). Reducir la cantidad de agua de amasado necesaria para lograr una consistencia determinada en una cantidad igual o superior a 12.

MATERIALES Y MÉTODOS

Métodos

Determinación de las propiedades físicas y mecánicas de los agregados de la

Para un muestreo adecuado según las pruebas a determinar, nos basamos en las normas (NTE INEN Y (ASTM D75-09), tomar un volumen representativo in situ en la Tabla 3 del producto terminado, ya sea lotes, subseries, montón de material, estacionado en la cantera Megarok.

RESULTADOS

Obtener mediante ensayos de laboratorio las propiedades mecánicas de los

Método de reducción de muestra a tamaño de ensayo de áridos

Forma de reducción de muestra para agregado grueso
Forma de reducción de muestra para agregado fino

Determinación del valor de la degradación del árido grueso de partículas
Determinación de impurezas orgánicas en el árido fino para hormigón

Aparato, materiales
Determinación del color

Determinación del contenido total de humedad
Análisis granulométrico en los áridos, finos y gruesos

Agregado fino
Agregado grueso

Determinación de la masa unitaria (peso volumétrico) y el porcentaje de

Peso Unitario Compactado (PUC)

Determinación de la densidad, densidad relativa (gravedad específica) del
Capacidad de absorción
Determinación de la densidad del cemento
Determinación de la consistencia normal y tiempo de fraguado
Resumen de los resultados de las propiedades de los agregados

Mezclas de hormigón
Fijación de parámetros de diseño de mezclas para resistencia especificadas
Método del ACI 211.1
Diseño de dosificación para una resistencia de f’c = 210 Kg/cm2, con el
Diseño de dosificación para una resistencia de f’c = 280 Kg/cm2, con el

Resumen de dosificación de los materiales en base a una resistencia
Resumen de dosificación de los materiales en base a una resistencia

Cantidad de materiales para las mezclas de pruebas
Cantidad de mezcla para prueba (f’c= 210 kg/cm2)

Ajuste por Humedad y absorción de los agregados

Cantidad de mezcla para prueba (f’c= 280 kg/cm2)

Estimación de la resistencia requerida
Análisis de resultados de dosificación de mezclas definitiva para
Análisis de las propiedades del hormigón del hormigón fresco

Consistencia
Homogeneidad
Densidad

Cantidad de probetas estándar para la investigación

Preparación y curado de probetas cilíndricas
Almacenamiento de probetas en la piscina de curado
Ensayos de resistencias a la compresión de las muestras a las edades de

Corrección del diseño por aporte de humedad de los áridos. a) Selección de la resistencia requerida (f'cr). Nota: Para los diseños, tome el resultado más grande de la ecuación 14 o 15 para la resistencia a la compresión requerida (f´cr). Valor de interpolación 0,649 m3. j) Calcular la suma de los volúmenes absolutos de todos los materiales sin tener en cuenta el árido fino.

El volumen de grava seca y compactada por unidad de volumen de hormigón para diferentes módulos de finura de arena - m3 Tamaño máximo. En la cantidad de mezcla de prueba se preparó una cantidad de mezcla de concreto de 24 kg a partir de las dosificaciones de las Tablas 21 y 22. En las pruebas realizadas se hizo un ajuste a los materiales de la Tabla 23, tomando en cuenta que para 6 cilindros con una capacidad de aprox. 4 kg cada uno, dando como resultado una cantidad de mezcla de hormigón de 24 kg; de la dosis inicial en la tabla 21.

Luego de realizar las mezclas de prueba en laboratorio con la dosificación de la Tabla 26, se obtuvo la siguiente dosificación final, la cual permitió lograr la resistencia y asentamiento requerido para el proyecto a lograr. En las pruebas realizadas se realizó un ajuste a la tabla 28 materiales, teniendo en cuenta que para 6 cilindros con capacidad de 4 kg cada uno resultó una cantidad de mezcla de concreto de 24 kg; partiendo de la dosificación inicial de la Tabla 22. Luego de realizar las mezclas de prueba en el laboratorio con la dosificación de la Tabla 31, se llegó a la siguiente dosificación final, la cual permitió alcanzar la resistencia requerida y finalización del proyecto.

Propiedades del hormigón fresco en la mezcla final con una resistencia del hormigón de 210 kg/cm2 y 280 kg/cm2. Para el volumen de mezcla final se calculó en base a la capacidad del cilindro de 4”x8”, un peso de mezcla de concreto de 4 Kg con una masa total de 240 Kg, para 60 cilindros, el volumen de mezcla óptimo para la realización de muestras de concreto. . Nota: Para el análisis de la cantidad de mezcla final se requiere el número de tubos de ensayo, tomando la misma dosis inicial sin corregir la Tabla 21, ya que el proceso de análisis es el mismo.

Partiendo de la dosificación del diseño original no corregido, la dosificación inicial para 240 kg de mezcla de concreto se obtiene mediante ajustes de la mezcla de prueba debido al contenido de humedad de los agregados. Una vez realizadas las mezclas de diseño en laboratorio con la dosificación de la Tabla 51, se obtuvo la siguiente dosificación de mezcla final que permite lograr el asentamiento y resistencia requeridos por el proyecto. Nota: Para el análisis de la cantidad de mezcla final se requiere el número de tubos de ensayo, tomando la misma dosis inicial sin corregir la Tabla 22, ya que el proceso de análisis es el mismo.

Luego de correr las mezclas de diseño en el laboratorio a la dosificación de la Tabla 56, se obtuvo la siguiente dosificación final de la mezcla, la cual permitió lograr el asentamiento y resistencia requeridos para el estudio. El curado es parte del proceso fundamental para determinar la resistencia y durabilidad del concreto bajo investigación.