41602492.pdf

Universidad César Vallejo

Facultad de Ingeniería Escuela de Ingeniería Civil

“Análisis Comparativo De Diseño Y Elaboración De 1 Sara Martínez Cáceres

Concreto De Las Canteras “Fabiola”

Y “Luz Mercedes” Para La Ciudad De Piura”

DEDICATORIA

A mis padres Manuel y Gladys, por su cariño,

comprensión y apoyo incondicional en cada momento

de mi vida.

A mis hermanos, por su paciencia y entusiasmo.






AGRADECIMIENTO

El agradecimiento más profundo a mis padres Manuel y Gladys, a mis hermanos por su

ayuda y comprensión durante el tiempo dedicado a la culminación de este trabajo.

Agradezco a la Universidad César Vallejo y a mis profesores de la Escuela de Ingeniería

Civil, quienes han impartido sus conocimientos en mi formación profesional.






PRESENTACIÒN

A los Señores Miembros del Jurado:

Pongo a vuestra consideración el informe final del trabajo de investigación titulado:

“Análisis Comparativo De Diseño Y Elaboración De Concreto De Las Canteras

“Fabiola” Y “Luz Mercedes” Para La Ciudad De Piura”, con el propósito de

obtener el título en Ingeniería Civil.

El presente trabajo tiene por finalidad determinar las propiedades y parámetros de los

agregados de las canteras “Fabiola” y “Luz Mercedes”.

Así mismo se establecerá el diseño de mezcla que permita mejorar la resistencia del

concreto simple con los agregados de las canteras “Fabiola” y “Luz Mercedes”,

optimizando costos en la elaboración del concreto simple.

Atentamente,

Sara Martínez Cáceres






ÍNDICE

CAPÍTULO I: MARCO METODOLÓGICO

1.1 El Problema

1.1.1.Realidad Problemática.

1.1.2.Antecedentes del problema

1.1.3.Formulación del problema

1.1.4.Justificación del problema

1.2. Objetivos

1.2.1.Objetivo General

1.2.2. Objetivos Específicos

1.3. Hipótesis

1.4. Variables

1.5. Diseño De Ejecución

1.5.1. Tipo de Investigación

1.5.2. Población Y Muestra

CAPÍTULO II: MARCO REFERENCIAL

2.1 Marco Teórico Referencial

2.2 Marco Conceptual

2.2.1 Terminología empleada

CAPÍTULO III: GENERALIDADES

3.1. Identificación y Clasificación de los agregados de las canteras “Fabiola” y “Luz

Mercedes” de la Provincia de Piura.

3.2. Determinación de la influencia de las características físicas y mecánicas de los

agregados de las Canteras “Fabiola” y “Luz Mercedes” en el comportamiento de los

concretos que se elaboran en la zona.

3.3. Determinación de los usos adecuados de los agregados en el campo de la industria

de la construcción.

CAPÍTULO IV: ASPECTOS TOPOGRÁFICOS

4.1 Ubicación de Canteras “Fabiola” y “Luz Mercedes






4.2 Características topográficas de las Canteras “Fabiola” y “Luz Mercedes”.

4.3 Accesibilidad a las Canteras “Fabiola” y “Luz Mercedes”.

4.4 Determinación del volumen a explotar de las canteras “Fabiola” y “Luz Mercedes”.

CAPÍTULO V: ASPECTOS GEOLÓGICOS

5.1 Geología de las Canteras “Fabiola” y “Luz Mercedes”.

5.2 Muestreo de las Canteras “Fabiola” y “Luz Mercedes”.

5.2.1 Recolección de muestras.

5.2.2 Identificación geológica de las muestras.

CAPÍTULO VI: ANÁLISIS DE LA CALIDAD DE AGUA

6.1 Análisis de calidad de agua a utilizar para la elaboración de concretos.

6.1.1Utilización de aguas no potables

6.2 Requisitos del comité 318 del ACI

CAPÍTULO VII: ELECCIÓN DEL CEMENTO A EMPLEAR

7.1 Cemento Pórtland

7.1.1 El Clinker Pórtland

7.2 Cemento Pórtland Puzolànico

7.3 Composición Química

7.3.1. Componentes Químicos

7.3.2. Compuestos Químicos

7.4 Propiedades del cemento

7.4.1 Finura o Fineza

7.4.2. Peso Específico

7.4.3. Tiempo de Fraguado

7.4.4. Estabilidad de Volumen

7.4.5. Resistencia a la Compresión

7.4.6. Contenido de aire

7.4.7. Calor de Hidratación

7.5 Usos y aplicaciones de los cementos Pórtland

7.5.1. Cementos Pórtland estándar






7.6 Los Cementos en el Perú

7.7 Elección del cemento a emplear en los diseños de mezclas de concreto.

CAPÍTULO VIII: DETERMINACIÓN DE LAS PROPIEDADES DE LAS

MUESTRAS

8.1 Determinación de las propiedades físicas de los agregados de las Canteras

“Fabiola” y “Luz Mercedes”.

8.1.1 Análisis Por Tamizado De Agregado Fino Y Grueso.

8.1.2 Módulo de finura

8.1.3 Peso específico y porcentaje de absorción del agregado

8.1.4 Peso unitario

8.1.4.1 Peso unitario suelto

8.1.4.2 Peso unitario compactado

8.1.5 Porcentaje de Vacíos

8.1.6 Contenido Óptimo de humedad

8.1.7 Resistencia a la abrasión

8.2 Cuadro comparativo de las propiedades de los agregados de las canteras “Fabiola”

y “Luz Mercedes”.

CAPÍTULO IX: ELABORACIÓN Y ENSAYO DE PROBETAS

9.1 Elaboración de Probetas

9.1.1 Procedimiento de la elaboración de probetas.

9.1.2 Desmolde de las muestras

9.1.3 Hidratación y Curado de las probetas

9.1.3.1 Hidratación

9.1.3.2 Curado

9.1.4 Resultados de ensayos del concreto con agregados de la Cantera Luz Mercedes.

9.1.5 Resultados de ensayos del concreto con agregados de la Cantera Fabiola.

.

CAPÍTULO X: DISEÑO DE CONCRETO

10.1 Definición

10.2 Materiales que intervienen en una Mezcla de Concreto






10.2.1. El Cemento

10.2.2. El Agua

10.2.3. Los Agregados

10.2.4. El Aire

10.3 Pasos básicos para diseñar una mezcla de concreto.

10.4. Secuencia Del Método ACI 211 De Diseño De Mezclas

10.5 Diseño de mezclas para diferentes tipos de concreto

10.5.1 Diseño de Concreto f`c = 175kg/cm2 con agregados de la Cantera Fabiola.


10.5.3 Diseño de Concreto f`c = 175kg/cm2 con agregados de la Cantera Luz Mercedes

10.5.4 Diseño de Concreto f`c = 210kg/cm2 con agregados de la Cantera Luz Mercedes

10.5.5 Diseño de Concreto f`c = 210 Kg./cm2 con agregado fino de la Cantera Luz

Mercedes y agregado grueso de la Cantera Fabiola.

10.5.6 Diseño de Concreto f`c = 175 Kg./cm2 con agregado fino de la Cantera Luz

Mercedes y agregado grueso de la Cantera Fabiola.

10.5.7 Diseño de Concreto f`c = 210 Kg./cm2 agregado fino de la Cantera Fabiola y

agregado grueso de la Cantera Luz Mercedes.

10.5.8Diseño de Concreto f`c = 175 Kg./cm2 con agregado fino de la Cantera Fabiola y

agregado grueso de la Cantera Luz Mercedes.

CAPÍTULO XI: ANÁLISIS DE COSTOS DE LAS CANTERAS FABIOLA Y

LUZ MERCEDES

11.1 Análisis de costos por m3 de la Canteras Fabiola

11.2 Análisis de costos por m3 de la Cantera Luz Mercedes.

CAPÍTULO XII: CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

12.1 Conclusiones.

12.2 Recomendaciones.

CAPÍTULO XIII: BIBLIOGRAFÍA

APÉNDICE

FOTOS






CAPÍTULO I

MARCO METODOLÓGICO

1.1 El Problema

La calidad de un concreto es un factor determinante en la seguridad de una estructura,

pero esta no se obtiene únicamente con un correcto diseño de mezcla para una obra, un

eficiente mezclado y colocación, porque aún cumpliendo con estos, los resultados de

laboratorio muestran variaciones considerables en la resistencia de un concreto hecho

bajo un mismo diseño.

Se puede mencionar, por ejemplo, que uno de los factores que afectan la adherencia

interna del concreto es la presencia de materiales desmenuzables e impurezas como

limos y arcillas.

En la provincia de Piura los concretos tienen un tiempo de vida corto por lo que el

presente estudio pretende demostrar que la correcta elección de los agregados influye en

la durabilidad del concreto.

Por lo tanto, es necesario hacer un análisis comparativo de las principales canteras y

bancos de arenas más importantes que se explotan o que potencialmente se pueden

explotar para la provincia de Piura, tomando en cuenta las normas, para de esta manera

poder comparar la calidad de los concretos elaborados con agregados de las canteras.

1.1.1 Realidad Problemática

En la actualidad en la provincia de Piura no existe un estudio de los agregados de las

canteras que nos sirvan de información para mejorar la resistencia en los diferentes tipos

de concreto, es por eso que los resultados que se obtendrán servirán para diseñar

concretos de mejor resistencia a un menor costo.






1.1.2 Antecedentes Del Problema

Diseño de las Mezclas de Concreto con Agregado Global de la Quebrada Río

Seco - Provincia de Trujillo – Maria Del Carmen Núñez Calderón – 1999.

o El método de volúmenes absolutos: todos los métodos de diseño de mezclas

exactos, se basan en el principio de considerar en el cálculo, los volúmenes de

los componentes sin incluir los vacíos entre ellos, de manera que sumados

conjuntamente con el aire que atrapa el concreto suministren la unidad de

medida que se esté adoptando, que usualmente es 1 m3 .

En consecuencia, se trabaja en los cálculos con el peso específico de los sólidos,

también llamada gravedad específica o peso específico de masa, sea en

condición seca o saturada superficialmente seca, para obtener los volúmenes

sólidos de los componentes de modo de dosificarlos adecuadamente para obtener

la unidad volumétrica de medida.

Estudio Geotécnico de la Cantera La Hualanga – Cajamarca - Eduardo Fabián

Santos -1995

o Capítulo V: Diseño de las mezclas para diferentes tipos de concretos y

morteros: Diseño de mezcla para concretos f’c = 175 Kg./m2 y f’c = 210

Kg./m2.

1.1.3 Formulación Del Problema

¿Cómo se podrá obtener un concreto de la resistencia deseada a menor costo utilizando

los agregados de las canteras “Fabiola” y “Luz Mercedes” para la provincia de Piura?

1.1.4 Justificación Del Problema

Es necesario realizar un estudio a las canteras de agregados de las canteras “Fabiola” y

“Luz Mercedes” para determinar las propiedades físico – mecánicas de los agregados

que se utilizan en la elaboración de las diferentes calidades de concreto y de esta manera

obtener concretos de mejor resistencia.






El estudio ayudará a mejorar la calidad del concreto en las diferentes construcciones de

la provincia de Piura; así como, se optimizará costos.

1.2 Objetivos

1.2.1 Objetivo General

Realizar un análisis comparativo mediante el estudio de las Canteras de Agregados

“Fabiola” y “Luz Mercedes” en la provincia de Piura; para determinar las propiedades

físico – mecánicas de los agregados y su influencia en la calidad del concreto y su

optimización de costos.

1.2.2 Objetivos Específicos

Determinar las propiedades físico – mecánicas de los agregados de las canteras


Realizar el diseño de mezcla: f’c= 175kg/cm2 y f’c= 210kg/cm

2, para cada cantera

en estudio.

Analizar el costo por m3 de concreto considerando cada cantera en estudio.

1.3 Hipótesis

El análisis comparativo del estudio de agregados de las Canteras Fabiola y Luz

Mercedes nos permitirá realizar un diseño óptimo y disminuir los costos de producción

por m3 de concreto.

1.4 Variables

Propiedades Físico – Mecánicas de los Agregados de las canteras “Fabiola” y

“Luz Mercedes”.

o Indicadores: Contenido de Humedad, Peso Específico, Peso Unitario, Absorción,

Granulometría, Resistencia a la Abrasión, Rotura de Testigos de Concreto.

Diseño de Mezcla de Concreto, considerando los agregado de las canteras







o Indicadores: f’c= 175kg/cm2 y f’c= 210kg7cm

2.

Análisis de costos.

o Indicadores: Precio por m3.

1.5 Diseño De Ejecución

1.5.1 Tipo de Investigación

Descriptiva - Comparativa.

1.5.2 Población y Muestra

Muestras de los agregados de las canteras “Fabiola” y “Luz Mercedes”.






CAPÍTULO II

MARCO REFERENCIAL

2.1 Marco Teórico

El método de volúmenes absolutos

Todos los métodos de diseño de mezclas exactos, se basan en el principio de considerar

en el cálculo, los volúmenes de los componentes sin incluir los vacíos entre ellos, de

manera que sumados conjuntamente con el aire que atrapa el concreto suministren la

unidad de medida que se esté adoptando, que usualmente es 1 m3 .

En consecuencia, se trabaja en los cálculos con el peso específico de los sólidos,

también llamada gravedad específica o peso específico de masa, sea en condición seca

o saturada superficialmente seca, para obtener los volúmenes sólidos de los

componentes de modo de dosificarlos adecuadamente para obtener la unidad

volumétrica de medida.

La resistencia en compresión y la relación agua/cemento

Otro de los parámetros que influyen en las propiedades del concreto endurecido es la

relación agua /cemento, esta determinada la porosidad de la pasta cemento endurecida

en cualquiera de sus etapas de hidratación afectando el volumen de cavidades del

concreto, y por tanto la resistencia, ya que a bajas porosidades resistencias altas.

Los diferentes componentes de una mezcla se dosifican de tal manera que el concreto

que resulta tenga una resistencia adecuada, una manejabilidad apropiada para su vaciado

y un bajo costo. Este último factor obliga a la utilización de la mínima cantidad de

cemento (el más costoso de los componentes) que asegure unas propiedades adecuadas.

En cuanto sea mejor la gradación de los agregados, es decir, en tanto que sea menor el

volumen de vacíos, menor será la pasta de cemento necesaria para llenar estos vacíos.

Además del agua requerida para la hidratación, se necesita agua para humedecer la

superficie de los agregados. A medida que se adiciona agua, la plasticidad y la fluidez

de la mezcla aumentan (mejora su manejabilidad), pero disminuye su resistencia debido

al mayor volumen de vacíos creados por el agua libre. Para reducir el agua libre y






mantener la manejabilidad, es necesario agregar cemento. De esta manera, desde el

punto de vista de la pasta de cemento, la relación agua cemento es el factor principal

que controla la resistencia del concreto. Para determinadas relación agua cemento, se

selecciona la mínima cantidad de cemento que asegure la manejabilidad deseada.

Los diseños de mezcla deben ejecutarse buscando concretos con la menos

permeabilidad posible, lo cual se logra reduciendo la relación agua/cemento al mínimo

compatible con la trabajabilidad para lo cual el ACI recomienda relaciones entre 0.45 y

0.50.

Granulometría de los agregados

La base experimental que apoya al concepto del módulo de finura es que en

granulometrías que tengan igual módulo de finura, independientemente de la gradación

individual, requieren la misma cantidad de agua para producir mezclas de concreto

similar plasticidad y resistencia, lo que lo convierte en un parámetro ideal para el diseño

y control de mezclas.

En condiciones de agregados normales, variaciones de ± 0.2 en el módulo de finura total

no deben reflejarse modificando alguna de las características originales de los diseños.

Dentro de la granulometría, un factor importante, es el tamaño máximo de los

agregados y su forma. Esta justificado experimentalmente que este factor influye en la

cantidad de agua que requiere la mezcla para satisfacer condiciones de trabajabilidad, y

así cuanto mayor sea el tamaño del agregado y más redondeado, menor será el

requerimiento de agua. Esto se explica con mayor claridad con el concepto de superficie

específica, que representa el área superficial promedio de las partículas de agregado.

Cuanto mas fino y anguloso es el agregado supone mayor cantidad de partículas y una

mayor área a ser cubierta por el agua para fines de trabajabilidad, y cuanto más grueso y

redondeado, se reduce consecuentemente la cantidad de partículas y el área involucrada.

El esfuerzo al que se forman las grietas en un espécimen sujeto uniaxial depende mucho

de las propiedades del agregado grueso: la grava lisa conduce al agrietamiento con

esfuerzos menores que la roca áspera triturada, posiblemente debido a que las

propiedades superficiales influyen en la adherencia mecánica y, hasta cierto punto,






también lo hace la forma del agregado grueso. El concreto experimental, el uso de

agregado grueso completamente liso condujo a una resistencia a la compresión menor,

típicamente de un 10% comparada con la obtenida con agregado áspero.

Las fracciones de polvo muy fino de los agregados son devoradoras de cemento, ya que

se debe emplear mucho más cemento para recubrir su enorme superficie específica.

La resistencia a la compresión del concreto es mayor que la del mortero, lo que, indica

que el enclavamiento mecánico del agregado grueso contribuye a aumentar la

resistencia del concreto sujeto a compresión.

Las granulometrías discontinuas quitan trabajabilidad a las mezclas y a medida que la

discontinuidad aumenta por ausencia de determinadas fracciones granulométricas,

también disminuye la trabajabilidad y aumenta la dificultad para amasar las mezclas.

2.2 Marco Conceptual

Cemento Pórtland

El cemento Pórtland es un cemento hidráulico producido mediante la pulverización del

clinker, compuesto esencialmente de silicatos de calcio hidráulicos y que contiene

generalmente una o más de las formas de sulfato de calcio, como una adición durante la

molienda.

Tipos de cemento

La norma ASTM C 150 establece ocho diferentes tipos de cemento, de acuerdo a los

usos y necesidades del mercado de la construcción:

Tipo I: Normal. Para uso general, donde no son requeridos otros tipos de cemento.

Entre los usos donde se emplea este tipo de cemento están: pisos, pavimentos, edificios,

estructuras, elementos prefabricados.

Tipo IA: Normal. Uso general, con aire incluido.

Tipo II: El cemento Pórtland tipo II se utiliza cuando es necesaria la protección contra

el ataque moderado de sulfatos, como por ejemplo en las tuberías de drenaje, siempre y

cuando las concentraciones de sulfatos sean ligeramente superiores a lo normal, pero sin






llegar a ser severas. Puede emplearse en obras de gran volumen y particularmente en

climas cálidos, en aplicaciones como muros de contención, pilas, presas, etc.

Tipo IIA: Moderado. Igual que el tipo II, pero con aire incluido.

Tipo III: Este tipo de cemento desarrolla altas resistencias a edades tempranas, a 3 y 7

días. Su utilización se debe a necesidades específicas de la construcción, cuando una

obra tiene que ponerse en servicio muy rápidamente, como en el caso de carreteras y

autopistas.

Tipo IIIA: Altas resistencias. Mismo uso que el tipo III, con aire incluido.

Tipo IV: Se utiliza cuando por necesidades de la obra, se requiere que el calor generado

por la hidratación sea mantenido a un mínimo. El desarrollo de resistencias de este tipo

de cemento es muy lento en comparación con los otros tipos de cemento. Los usos y

aplicaciones del cemento tipo IV están dirigidos a obras con estructuras de tipo masivo,

como por ejemplo grandes presas.

Tipo V: Resistente a la acción de los sulfatos. Para uso general y además en

construcciones donde existe un alto ataque de sulfatos.

2.2.1 Terminología Usada

Abrasión.- según norma NTP 400.019 es la propiedad que tienen los agregados

gruesos de resistir al desgaste. Existen diferentes métodos para medir los efectos de la

abrasión en los agregados, siendo el más usado el de la prueba de Los Ángeles, por la

rapidez con que se efectúa y porque se puede aplicar a todo tipo de agregado.

Agregado Fino.- agregado proveniente de la desintegración natural o artificial de

partículas, que pasa el tamiz NTP 4.75mm (Nº 4) y que cumple con los límites

establecidos en la norma NTP 400.037

Agregado Grueso.- agregado retenido en el tamiz NTP 9.5mm (3/8”) en la norma

NTP 400.037

Concreto.- es la mezcla constituida por cementos Pórtland, agregados y agua,

eventualmente aditivos en proporciones adecuadas para obtener las propiedades

prefijadas.






Granulometría.- es el estudio de la forma, tamaño distribución de los granos en un

agregado. Expresa cuantitativamente las proporciones en peso de las partículas de

diferentes tamaños que hay en el agregado; y se representa mediante curvas

granulométricas.

Módulo de finura.- es un factor empírico, obtenido de la suma dividida por 100; de

los porcentajes retenidos acumulados de los siguientes tamices: 0.144mm (Nº 100),

0.0297mm (Nº 50), 0.595mm (Nº 30), 1.19mm (Nº 16), 2.38mm (Nº 8), 4.76mm (Nº 4),

9.51 (Nº 3/8”).

Peso específico.- es la relación, a una temperatura estable, de la masa de un volumen

unitario de material, a la masa del mismo volumen de agua destilada libre de gas.

Peso específico de masa.- es la relación a una temperatura estable, de la masa en el aire

de un volumen unitario de material (incluyendo los poros permeables e impermeables

naturales del material); a la masa en el aire de igual densidad de un volumen igual de

agua destilada libre de gas.

Peso específico aparente.- es la relación a una temperatura estable, de la masa de un

volumen unitario de material, a la masa en el aire de igual densidad de un volumen igual

de agua destilada libre de gas.

Peso específico de masa saturada superficialmente seca.- tiene la misma definición que

el peso específico de masa, teniendo en cuenta que la masa incluye el agua en los poros.

Piedra Chancada.- agregado grueso, obtenido por trituración artificial de rocas o

gravas. N.T.P 400.037






CAPÍTULO III

GENERALIDADES

3.1. Identificación y Clasificación de los agregados de las canteras “Fabiola” y

“Luz Mercedes”.

En la Cantera Fabiola se encuentra agregado grueso y agregado fino. Éstos materiales

se pueden apreciar en la zona de explotación.

Podemos identificar el agregado fino, principalmente que es de una arena gruesa bien

graduada la misma que se puede usar en la elaboración de concretos y morteros por

obras de construcción civil en Piura.

Tabla 3.1 Límites granulométricos para Agregado Fino.

MALLA % QUE PASA C. FABIOLA

3/8”

Nº4

Nº8

Nº16

Nº30

Nº50

Nº100

100

95 a 100

80 a 100

50 a 85

25 a 60

10 a 30

2 a 10

100

99.67

96.82

59.20

28.4

12.15

3.62

Se puede apreciar la presencia de agregado grueso; principalmente dicho material puede

ser usado también en la elaboración de concretos y morteros para la provincia de Piura.

El agregado grueso de ½” cumple con los requerimientos mínimos de granulometría

para la elaboración concretos.

En la Cantera Luz Mercedes se encuentra agregado grueso y agregado fino. Éstos

materiales se pueden apreciar en la zona de explotación.






Podemos identificar el agregado fino, principalmente que es de una arena más fina la

misma que actualmente se usa en la elaboración de concretos y morteros en obras de

construcción civil en Piura.

Tabla 3.1 Límites granulométricos para Agregado Fino.

MALLA % QUE PASA C. LUZ

MERCEDES

3/8”

Nº4

Nº8

Nº16

Nº30

Nº50

Nº100

100

95 a 100

80 a 100

50 a 85

25 a 60

10 a 30

2 a 10

100

99,57

92,61

87,67

74,79

37,77

6,19

Se puede apreciar la presencia de agregado grueso de 1”; principalmente dicho material

es usado también en la elaboración de concreto en esta zona.

3.2. Determinación de la influencia de las características físicas y mecánicas de los

agregados de las Canteras “Fabiola” y “Luz Mercedes” en el comportamiento de

los concretos que se elaboran en la zona.

Es de vital importancia conocer las características físicas y mecánicas de los agregados,

de tal modo que garantice el comportamiento mecánico de los concretos que se elaboran

con estos materiales.

Así tenemos: una arena limpia libre de impurezas orgánicas dará mejores resultados que

una arena sucia.

Una roca porosa será menos resistente que otra roca que tenga menos poros, por tanto

los concretos que se elaboren con estos tipos de materiales tendrán mucho que ver con

su resistencia. También podemos mencionar a las rocas que tienen menos resistencia a

la abrasión son menos recomendables.






Una roca que tenga una tendencia a absorber un mayor porcentaje de agua es también

desfavorable para ser utilizada en la elaboración de concretos.

Conociendo las características físicas y mecánicas de los agregados podemos inducir el

comportamiento mecánico de los concretos.

3.3. Determinación de los usos adecuados de los agregados en el campo de la

industria de la construcción.

Como ya se ha mencionado anteriormente, que en Piura no se da el uso adecuado de los

agregados extraídos de las canteras por lo cual se obtienen bajas resistencias en el

concreto, entonces la manera de superar estas deficiencias es realizando ensayos en el

laboratorio guiados por las normas estandarizadas y de esta manera se haga un buen

empleo de los agregados en el campo de la industria de la construcción.






CAPÍTULO IV

ASPECTOS TOPOGRÁFICOS

4.1 Ubicación de Canteras “Fabiola” y “Luz Mercedes”.

La cantera Fabiola esta ubicada en el Distrito de Pueblo Nuevo de Colán – Comunidad

de San Lucas, Provincia de Paita, Región Grau. Se encuentra en el kilómetro 28 de la

Carretera Piura – Paita.

Su posición geográfica es:

Latitud 05º 04'

Longitud 81º 06'

Altitud 3 msnmn






La cantera Luz Mercedes esta ubicada en el Distrito Vice, Provincia de Sechura, Región

Grau, al costado de la carretera Piura – Sechura, kilómetro 36.

Su posición geográfica es:

Latitud: 06º 13’

Longitud: 81º 10

Altitud: 11 msnm






4.2 Características topográficas de las Canteras “Fabiola” y “Luz Mercedes”.

La topografía en la Cantera Fabiola es plana.

La topografía en la Cantera Luz Mercedes es plana.

4.3 Accesibilidad a las Canteras “Fabiola” y “Luz Mercedes”.

La cantera Fabiola tiene como vía de acceso la carretera Piura – Paita a la altura del

kilómetro 28, entrando a la mano derecha 18km.






La cantera Luz Mercedes tiene como vía de acceso la carretera Piura – Sechura,

kilómetro 36, entrando a la mano derecha por la carretera afirmada 8km.

4.4 Determinación del volumen a explotar de las canteras “Fabiola” y “Luz

Mercedes”

La determinación del volumen a explotar esta dado por la cantidad total del material en

banco de las canteras “Fabiola” y “Luz Mercedes”.

Para calcular el volumen de la cantera “Fabiola”, primero se delimitó una superficie de

estudio, en la zona “A” se encuentra el agregado grueso y en la zona “B” el agregado

fino.






Se obtuvo los siguientes valores:

Cantera Fabiola:

Volumen A:1`915,947.45 m3

Volumen B: 18`430,478.32 m3

Total del Volumen a explotar: 20’ 346,425.77 m3

Zona A

Zona B






Para calcular el volumen de la cantera “Luz Mercedes”, primero se delimitó una

superficie de estudio, en la zona “A” se encuentra el agregado grueso y en la zona “B”

el agregado fino.

Cantera Luz Mercedes:

Volumen A:1`015,027.15 m3

Volumen B: 15`427,124.32 m3

Total del Volumen a explotar: 16’442,151, 47 m3

Zona A

Zona B






CAPÍTULO V

ASPECTOS GEOLÓGICOS

5.1 Geología de las Canteras “Fabiola” y “Luz Mercedes”

La Cantera Fabiola esta constituida por rocas ígneas, como basalto, granito, andesita y

riolita.

La Cantera Luz Mercedes esta constituida por rocas ígneas, como basalto, granito,

arenisca, conglomerado, caliza y andesita.

5.2 Muestreo de las Canteras “Fabiola” y “Luz Mercedes”.

5.2.1 Recolección de muestras

En ambas canteras, “Fabiola” y “Luz Mercedes”, se construyeron calicatas, y se han

extraído muestras que han sido analizadas en el laboratorio de suelos de la Universidad

Nacional de Piura y la Universidad Privada de Piura.

5.2.2 Identificación geológica de las muestras.

Las canteras “Fabiola” y “Luz Mercedes” están constituidas de grandes acumulaciones

de agregado de llanura, el cual se caracteriza porque contienen partículas finas en mayor

porcentaje.

Geológicamente, la Cantera Fabiola, está constituida de rocas ígneas, como basalto,

granito, andesita y riolita. El agregado fino está constituido de las rocas ya anunciadas

anteriormente y de una granulometría bastante homogénea, con muy pocas impurezas y

presenta formas de grano angular. El agregado grueso se caracteriza por presentar

grano de tamaño heterogéneo y de forma sub-angular.

Geológicamente, la Cantera Luz Mercedes, está constituida de rocas ígneas, como

basalto, granito, arenisca, conglomerado, caliza y andesita. El agregado fino está

constituido de las rocas ya anunciadas anteriormente y de una granulometría

heterogénea, con impurezas. El agregado grueso se caracteriza por presentar grano de

tamaño heterogéneo.






CAPÍTULO VI

ANÁLISIS DE LA CALIDAD DE AGUA

6.1 Análisis de calidad de agua a utilizar para la elaboración de concretos.

El agua que a de ser empleada en la preparación del concreto deberá cumplir con los

requisitos de la Norma NTP 339.088 y ser, de preferencia potable. No existen criterios

uniformes en cuanto a los límites permisibles para las sales y sustancias presentes en el

agua que va. a emplearse.

La Norma Peruana NTP 339.088 considera aptas para la preparación y curado del

concreto, aquellas aguas cuyas propiedades y contenidos de sustancias disueltas están

comprendidos dentro de los siguientes límites:

Tabla 6.1. Límites permisibles para el agua de mezcla y de curado según la

Norma NTP 339.088.

Sólidos en suspensión p.p.m 5000 Máx.

Materia orgánica p.p.m 3 Máx.

Alcalinidad (NaHCO3) p.p.m 1000 Máx.

Sulfato (ion SO4) p.p.m 600 Máx.

Cloruros (ion CI) p.p.m 1000 Máx.

Ph p.p.m 5 a 8

Contenido de fierro p.p.m 1 Máx.

Fuente: Boletín Técnico Nº21 ASOCEM

6.1.1Utilización de aguas no potables

Cuando el agua a ser utilizada no cumpla con uno o varios de los requisitos indicados en

la tabla anterior, se deberá realizar ensayos comparativos empleando el agua en estudio

y agua destilada o potable, manteniendo similitud de materiales y procedimientos.

Dichos ensayos se realizarán, de preferencia, con el mismo cemento que será usado.






Dichos ensayos incluirán la determinación del tiempo de fraguado de las pastas y la

resistencia a la compresión de morteros a edades de 7 y 28 días.

El tiempo de fraguado no es necesariamente un ensayo satisfactorio para establecer la

calidad del agua empleada ni los efectos de la misma sobre el concreto endurecido. Sin

embargo, la Norma NTP 339.084 acepta que los tiempos de fraguado inicial y final

de la pasta preparada con el agua en estudio podrán ser hasta 25% mayores o

menores, respectivamente, que los correspondientes a las pastas que contienen el agua

de referencia. Los morteros preparados con el agua en estudio y ensayados de acuerdo a

las recomendaciones de la Norma ASTM C 109 deben dar a los 7 y 28 días,

resistencias a la compresión no menores del 90% de la de muestras similares

preparadas con agua potable. Es recomendable continuar los estudios a edades

posteriores para certificar que no se presentan reducciones de la resistencia.

Cuando la concentración de sales, especialmente cloruros exceda los limites indicados

en estas recomendaciones, se efectuarán ensayos de resistencia a la compresión a edades

de 180 y 365 días.

No se permitirá en concretos presforzados el empleo de aguas que superen los límites de

sales especificados.

Ni el olor ni el sabor son índices de la calidad del agua. Tampoco son los resultados de

los ensayos de estabilidad de volumen.

Podrá utilizarse, previa autorización de la Supervisión, aguas no potables si, además de

cumplir los requisitos anteriores se tiene que:

a. Las impurezas presentes en el agua no alteran el tiempo de fraguado, la resistencia,

durabilidad, o estabilidad de volumen del concreto; ni causan eflorescencias, ni

procesos corrosivos en el acero de refuerzo.

b. El agua es limpia y libre de cantidades perjudiciales de aceites, ácidos, álcalis, sales,

materia orgánica, o sustancias que pueden ser dañinas al concreto, acero de refuerzo,

acabados o elementos embebidos.

c. La selección de las proporciones de la mezcla se basará en los resultados de ensayos

de resistencia en compresión de concretos en cuya preparación se ha utilizado agua de la






fuente elegida. Sobre esta base se ha determinado que algunas aguas aparentemente

inconvenientes no dan necesariamente un efecto dañino en el concreto. De acuerdo a los

criterios expresados y previa realización de los ensayos correspondientes, las siguientes

aguas podrían ser utilizadas en la preparación del concreto:

a. Aguas de pantano y ciénaga, siempre que la tubería de toma esté instalada de manera

tal que queden por lo menos 60 cm. de agua por debajo de ella, debiendo estar la

entrada de una rejilla o dispositivo que impida el ingreso de pasto, raíces, fango, barro o

materia sólida.

b. Agua de arroyos y lagos.

c. Aguas con concentración máxima de 0.1% de SO4.

d. Agua de mar, dentro de las limitaciones que en la sección correspondiente se indican.

e. Aguas alcalinas con un porcentaje máximo de 0.15% de sulfates o cloruros.

6.2 Requisitos del comité 318 del ACI

a. El agua empleada en el mezclado del concreto deberá estar limpia y libre de

cantidades peligrosas de aceites, álcalis, ácidos, sales, materia orgánica, u otras

sustancias peligrosas para el concreto o el refuerzo.

b. El agua de mezclado para concreto premezclado o para concreto que deberá contener

elementos de aluminio embebidos, incluida la porción del agua de me/ciado que es

contribuida en forma de agua libre sobre el agregado, no deberá contener cantidades

peligrosas de ión cloruro.

c. No deberá emplearse en los concretos aguas no potables, salvo que las siguientes

condiciones sean satisfechas.

d. La selección de las proporciones del concreto deberá basarse en mezclas de concreto

en las que se ha empleado agua de la misma fuente.

e. Los cubos de ensayo de morteros preparados con aguas de mezclado no potables

deberán tener a los 7 y 28 días resistencias ¡guales a por lo menos el 90% de la

resistencia de especimenes similares preparados con agua potable. Los ensayos de

comparación de resistencia deberán ser preparados con morteros, idénticos con

excepción del agua de mezclado, preparados y ensayados de acuerdo con la Norma






ASTM C 109 "Test Method for Compressive Strength of Hydraulic Cement Mortar”

(Empleando especimenes cúbicos de 2" ó 50 mm).

Comparando los resultados que se muestran a continuación con la tabla 6.1 sobre los

límites permisibles de sustancias dañinas según la Norma NTP 339.088, se puede

observar que es un elemento de buena calidad como constituyente del concreto.






CAPÍTULO VII

ELECCIÓN DEL CEMENTO A EMPLEAR

7.1 Cemento Pórtland

Según la Norma Técnica Peruana NTP 334.009, el cemento Pórtland es un cemento

hidráulico producido mediante la pulverización del Clìnker compuesto esencialmente

por silicatos de calcio hidráulicos y que contiene generalmente una o más de las formas

sulfato de calcio como adición durante la molienda, es decir:

Cemento Pórtland = Clinker Pórtland + Yeso

El cemento Pórtland es un polvo muy fino de color verdoso. Al mezclarlo con agua

forma una masa (pasta) muy plástica y moldeable que luego de fraguar y endurecer,

adquiere gran resistencia y durabilidad.

7.1.1 El Clinker Pórtland

Es un producto semiacabado de forma de piedras negruzcas de tamaños de ¾”

aproximadamente, obtenido de la calcinación de una mezcla de materiales calcáreos y

arcillosos en proporciones convenientes, hasta llegar a una fusión incipiente

(Clinkerización) a 1450°C. Está compuesto químicamente por Silicatos de calcio,

aluminatos de calcio, ferro aluminatos de calcio y otros en pequeñas cantidades, los

cuales se forman por la combinación del Óxido de Calcio (CaO) con los otros óxidos:

dióxido de silicio (SiO2) , óxido de aluminio (A12O3) y óxido férrico (Fe2O3).

El Clìnker Pórtland se enfría rápidamente y se almacena en canchas al aire libre.

El cemento Pórtland es un polvo muy fino de color verdoso. Al mezclarlo con agua

forma una masa (pasta) muy plástica y moldeable que luego de fraguar y endurecer,

adquiere gran resistencia y durabilidad.






7.2 Cemento Pórtland Puzolànico:

Es aquel cemento que contiene puzolana se obtiene por la pulverización conjunta de una

mezcla de clìnker Pórtland y puzolana con adición de Sulfato de calcio: El contenido de

puzolana debe estar comprendido entre 15 y 40% en peso total. La puzolana debe ser un

material arcilloso o silico-aluminoso que por si mismo puede tener poco o ninguna

actividad hidráulica pero que finamente dividida y en presencia de humedad reacciona

químicamente con el hidróxido de calcio a temperaturas ordinarias para formar

compuestos que poseen propiedades hidráulicas.

7.3 Composición Química

7.3.1. Componentes Químicos

Los componentes químicos del cemento Pórtland se expresan por el contenido de

óxidos, en porcentajes. Los principales óxidos son: la cal, sílice, alúmina y el óxido

férrico, siendo el total de éstos del 95% al 97%. En pequeñas cantidades también se

presentan otros óxidos: la magnesia, el anhídrido sulfúrico, los álcalis y otros de menor

importancia. Así tenemos:

OXIDO

COMPONENTE PORCENTAJE TÍPICO

CaO 58%-67%

SiO2 16%-26%

Al2O3 4%-8%

Fe2O3 2%-5%

SO3 0,1%-2,5%

MgO 1%-5%

K2O y Na2O 0%-1%

Mn2O3 0%-3%

TiO2 0%-0,5%

P2O3 0%-1,5%

Pérdida por calcinación 0,5%-3%

7.3.2. Compuestos Químicos

Durante la calcinación en la fabricación del clinker de cemento Pórtland los óxidos se

combinan con los componentes ácidos de la materia prima entre si dando lugar a cuatro

importantes compuestos.






Los principales compuestos que constituyen aproximadamente el 90-95% del cemento,

también se presentan en menores cantidades, otros compuestos secundarios.

Designación Formula Porcentaje

Silicato tricalcico 3CaO.SiO2 30% a 50%

Silicato dicalcico 2CaO.SiO2 15% a 30%

Aluminato tricalcico 3CaO.Al2O3 4% a 12%

Ferro aluminato

tetracalcico 4CaO.Al2O3.Fe2O3 8% a 13%

Cal libre CaO

Magnesia libre MgO

7.4 Propiedades del cemento

7.4.1. Finura o Fineza

Referida al grado de molienda del polvo, se expresa por la superficie específica, en

m² / kg. En el laboratorio existen 2 ensayos para determinarlo

• Permeabilimetro de Blaine

• Turbidimetro de Wagner

Importancia: A mayor finura, crece la resistencia, pero aumenta el calor de hidratación

y cambios de volumen. A mayor finura del cemento mayor rapidez de hidratación del

cemento y mayor desarrollo de resistencia.

Ejemplo:

Tipo de

Cemento

Finura Blaine

m2/kg

I 370

II 370

III 540

IV 380

V 380

7.4.2. Peso Específico

Referido al peso del cemento por unidad de volumen, se expresa en gr/cm³. En el

laboratorio se determina por medio de:

• Ensayo del Frasco de Le Chatelier (NTP 334.005)

Importancia: Se usa para los cálculos en el diseño de mezclas.






Los pesos específicos de los cementos Pórtland son de aproximadamente 3.15

7.4.3. Tiempo de Fraguado

Es el tiempo entre el mezclado (agua con cemento) y la solidificación de la pasta. Se

expresa en minutos. Se presenta como: El tiempo de Fraguado Inicial y El tiempo de

Fraguado Final.

En el laboratorio existen 2 métodos para calcularlo

• Agujas de Vicat: NTP 334.006 (97)

• Agujas de Gillmore: NTP 334.056 (97)

Importancia: Fija la puesta correcta en obra y endurecimiento de los concretos y

morteros.

7.4.4. Estabilidad de Volumen

Representa la verificación de los cambios volumétricos por presencia de agentes

expansivos, se expresa en %. En el laboratorio se determina mediante:

• Ensayo en Autoclave: NTP 334.004 (99)

7.4.5. Resistencia a la Compresión

Mide la capacidad mecánica del cemento a soportar una fuerza externa de compresión.

Es una de las más importantes propiedades, se expresa en Kg/cm². En el laboratorio se

determina mediante:

• Ensayo de compresión en probetas cúbicas de 5 cm. de lado (con mortero cemento-

arena normalizada): NTP 334. 051 (98)

Se prueba a diferentes edades: 1, 3,7, 28 días.

Importancia: Propiedad que decide la calidad de los cementos

7.4.6. Contenido de aire

Mide la cantidad de aire atrapado o retenido en la mezcla (mortero), se expresa en % del

Volumen total. En el laboratorio se determina mediante:

• Pesos y volúmenes absolutos de mortero C-A en molde cilíndrico estándar: NTP

334.048

Importancia: Concretos con aire atrapado disminuye la resistencia (5% por cada 1 %)






7.4.7. Calor de Hidratación

Es el calor que se genera por la reacción (agua + cemento) exotérmica de la hidratación

del cemento, se expresa en cal/gr. y depende principalmente del C3A y el C3S. En el

laboratorio se determina mediante:

• Ensayo del Calorímetro de Langavant o el de la Botella Aislante. Se emplea morteros

estándar: NTP 334.064

7.5 Usos y aplicaciones de los cementos Pórtland

7.5.1. Cementos Pórtland estándar (Sin adición)

Tipo I: Para construcciones de concreto y mortero de uso general y cuando no se

requiera propiedades especificas, se utiliza en concretos que no estén sujetos al ataque

de factores agresivos como podría ser la presencia de sulfatos en el suelo o en el agua.

Tipo II: En obras donde se requiera resistencia moderada a la acción de los sulfatos (Ej.

Estructuras de drenaje) y/o moderado Calor de hidratación (consecuencia de la

hidratación del cemento). Se recomienda en edificaciones, estructuras industriales,

puentes, obras portuarias, perforaciones y en general en todas aquellas estructuras de

volumen considerable, y en climas calidos

Tipo III: Para obras que requiera alta resistencia elevadas a edades tempranas,

normalmente a menos de una semana (Ej.: adelanto de la puesta en servicio) y también

en obras de zonas frías su uso permite reducir el curado controlado.

Tipo IV: Para Estructuras se requiera bajo Calor de Hidratación, caso de represas,

centrales hidroeléctricas y obras de grandes masas de concreto, también debe tenerse en

cuenta que este cemento desarrolla resistencias a una velocidad inferior a la de los otros

cementos.

Tipo V: Además de las cualidades del Tipo II, es recomendado para obras donde se

requiera elevada resistencia a los sulfatos. Es el caso de obras portuarias expuesta al

agua de mar También en canales, alcantarillas, túneles, suelos con alto contenido de

sulfatos. Estos cementos desarrollan resistencias más lentamente que los cementos tipo

I, incrementan su resistencia a los sulfatos.






7.6 Los Cementos en el Perú

En el Perú, actualmente tenemos las siguientes empresas cementeras:

NOMBRE UBICACION

Cementos Lima S. A Atocongo - Lima

Cementos Pacasmayo S.A.A Pacasmayo – La Libertad

Cemento Andino S.A Condorcocha – Tarma (Junín)

Yura S.A Yura - Arequipa

Cemento Sur S.A Caracote – Juliaca (Puno)

Cemento Rioja Pucallpa - Ucayali

7.7 Elección del cemento a emplear en los diseños de mezclas de concreto.

Se utilizará los cementos Tipo I de la planta de Cementos Pacasmayo, debido a que es

el cemento empleado en las distintas construcciones de la provincia de Piura.

Cemento Pórtland Tipo I

Es utilizado para obras de concreto en general.

El cemento utilizado en los ensayos proviene de la Planta de Cementos Pacasmayo S.A.

Presenta las siguientes características:

a) Peso específico de 3.15

b) No es resistente a los sulfatos.

c) Alto calor de hidratación






CAPÍTULO VIII

DETERMINACIÓN DE LAS PROPIEDADES DE LAS MUESTRAS

8.1 Determinación de las propiedades físicas de los agregados de las Canteras


8.1.1 Análisis Por Tamizado De Agregado Fino Y Grueso (ASTM C-136)

Procedimiento

1. Se secó la muestra a una temperatura de 110 ± 5ºC (230º ± 9º F).

2. Se colocaron los tamices en forma decreciente según el tamaño de abertura de arriba

abajo y se colocó la muestra en el tamiz superior. Agitando los tamices manualmente

con movimientos permanentes en direcciones frecuentes cambiantes: adelante, atrás,

izquierda, derecha, arriba, abajo y circular. En ningún caso se facilitó con la mano, el

pasaje de las partículas a través del tamiz.

TAMICES ESTÁNDAR ASTM PARA CONCRETO

DENOMINACIÓN DEL

TAMIZ

ABERTURA EN PULG. ABERTURA EN mm.

3” 3.00 75.00

1 ½” 1.50 37.50

¾” 0.75 19.00

3/8” 0.3750 9.50

N º 4 0.1870 4.75

Nº 8 0.0930 2.36

Nº 16 0.0469 1.18

Nº 30 0.0234 0.59

Nº 50 0.0170 0.2950

Nº 100 0.0059 0.1475

Nº 200 0.0029 0.0737






8.1.2 Módulo de finura

Procedimiento

Este factor empírico, al igual que el tamaño máximo del agregado, se determina junto

con el análisis granulométrico.

Se calcula sumando los porcentajes retenidos acumulados en los tamices: 3”, 1 ½”, ¾”,

3/8”, Nº4, Nº8, Nº16, Nº30, Nº50, Nº100; y dividiendo dicha suma por 100.

M.F = %Ret. acum...( 3”, 1 ½”, ¾”, 3/8”, Nº4, Nº8, Nº16, Nº30, Nº50, Nº100)

100

Para la cantera Fabiola se obtuvieron los siguientes resultados:

M.F =

100

M.F = 3,00

1,94 + 4,18 + 40,80 + 69,36 + 87,84 + 96,47

Para la cantera Luz Mercedes se obtuvieron los siguientes resultados:

M.F =

100

M.F = 2,517

2,04 + 7,26 + 25,95 + 43,09 + 74,98 + 98,35

CUADRO COMPARATIVO

MODULO DE FINURA

CANTERA FABIOLA CANTERA LUZ MERCEDES

3.00 2.517






8.1.3 Peso específico y porcentaje de absorción del agregado

Procedimiento

Se introdujo dentro del picnómetro 500gr del agregado fino, y se llenó con agua hasta

aproximadamente el 90% de su capacidad. Se rodó, invirtió y agitó el picnómetro hasta

eliminar todas las burbujas de aire. Se agitó la temperatura a 23 ± 1.7ºC (73.4 ±3º F).

Se determinó el peso total del picnómetro, de la muestra y del agua.

Se removió el agregado fino del picnómetro, se secó a una temperatura de 100 a 110ºC,

se enfrió al aire a una temperatura ambiental por 3 a 90 minutos y luego se pesó.

Se determinó el peso del picnómetro lleno hasta la capacidad de calibración con agua

23±1.7ºC.

Peso específico de masa

Peso específico de masa (Basada en condición de saturada superficialmente seca).

Se calcula el peso específico de masa 23ºC, sobre la base del peso de agregado saturado

superficialmente seco.

Para la cantera Luz Mercedes, los resultados obtenidos fueron:

Agregado fino:

DESCRIPCIÓN 1 2 3

Peso específico de masa (SSS)

(gr/cm3)

494,77

500

311,39

494,81

500

311,48

2,6522,651

Absorción

Ab= {(500-Wo)*100}/Wo

Absorción (%)

1,041

1,05

1,057 1,049

2,652

494,85

500

311,46

2,652

Wo = Peso en el aire de la muestra

secada al horno (gr)

V = Volumen del frasco (cm3)

Va = Volumen del agua añadida al

frasco (cm3)


500/(V - Va)






Para el agregado grueso:

DESCRIPCIÓN 1 2 3

B = Peso en el aire de la muestra (SSS) (gr) 3552,91 3552,84 3552,49

Peso especifico de masa (gr/cm3)

Absorción %

A = Peso en el aire de la muestra secada al

horno (gr)3545 3544,95 3545,47

C = Peso en el agua de la muestra saturada

(gr)2237,99 2237,12 2236,87

Peso especifico de masa

PE= A/(B-C)2,696 2,694 2,695

2,695

0,223

Absorcion Ab= {(B-A)*100}/A 0,223 0,223 0,224

Para la cantera Fabiola, los resultados obtenidos fueron:

Agregado fino:

DESCRIPCIÓN 1 2 3

Peso específico de masa (SSS) (gr/cm3)

V = Volumen del frasco (cm3) 500 500 500

Wo = Peso en el aire de la muestra secada al

horno (gr)492,95 491,75 493,99

Va = Volumen del agua añadida al frasco

(cm3)309,19 309,4 309,65


500/(V - Va)2,620 2,623 2,627

2,62

Absorción

Ab= {(500-Wo)*100}/Wo1,430 1,678 1,217

Absorción (%) 1,43







DESCRIPCIÓN 1 2 3

A = Peso en el aire de la muestra

secada al horno (gr) 3578 3579,2 3576,8

B = Peso en el aire de la muestra (SSS)

(gr) 3591,95 3590,75 3590,75

C = Peso en el agua de la muestra

saturada (gr) 2271,65 2270,45 2270,45

Peso especifico de masa

PE= A/(B-C) 2,710 2,711 2,709

Peso especifico de masa (gr/cm3) 2,710

Absorción Ab= {(B-A)*100}/A 0,390 0,385 0,391

Absorción % 0,39

CUADRO COMPARATIVO

PESO ESPECÍFICO Y PORCENTAJE DE ABSORCIÓN

CANTERA LUZ

MERCEDES CANTERA FABIOLA

PESO

ESPECÍFICO

(gr./cm3)

A. FINO 2.652 2.62

A. GRUESO 2.695 2,710

%

ABSORCIÓN

A. FINO 1.05 1.43

A. GRUESO 0.223 0,39






8.1.4 Peso unitario

Es el resultado de dividir el peso de las partículas entre el volumen total incluyendo los

vacíos. Al incluir los espacios entre partículas influye la forma de acomodo de estos. El

procedimiento para su determinación se encuentra normalizado en ASTM C 29 y NTP

400.017. Es un valor útil sobre todo para hacer las transformaciones de pesos a

volúmenes y viceversa. Por ejemplo para un agregado grueso pesos unitarios altos

significan que quedan muy pocos huecos por llenar con arena y cemento.

8.1.4.1 Peso unitario Suelto

Determinación del peso suelto

Procedimiento con pala

El procedimiento con pala se aplica a agregados que tiene un “Tamaño Máximo” no

mayor de 100mm.

El recipiente se llena con una pala hasta rebosar, descargando el agregado desde una

altura no mayor de 50mm por encima de la parte superior del recipiente. Se debe tomar

precauciones para impedir en lo posible la segregación de las partículas. El agregado

sobrante se elimina con una regla.

Se determinar el peso neto del agregado en el recipiente. Luego se obtiene el peso

unitario suelto del agregado multiplicando el peso neto por el factor (f).

De las muestras obtenidas de la Cantera Fabiola, se sacaron los siguientes resultados:

Material: Agregado Fino

3380,00

25895,64

25948,65

25847,69

25895,33

25899,33

25897,33

22517,33

14200,00

1585,73

Descripción

Peso Muestra (gr)

Peso del depósito (gr)

Peso + Muestra 1

Peso + Muestra 2

Peso + Muestra 3

Peso + Muestra 4

Peso + Muestra 5

Peso promedio: (gr)

Volumen de la muestra (cm3)

PESO VOLUMÉTRICO SUELTO (Kg/m3)






Material: Agregado Grueso

3380,00

27314,59

27316,65

27312,67

27314,64

23934,64

14200,00

1685,54PESO VOLUMÉTRICO SUELTO (Kg/m3)

Descripción


Peso + Muestra 1

Peso + Muestra 2

Peso + Muestra 3

Peso promedio (gr):

Peso Muestra (gr)


De las muestras obtenidas de la Cantera Luz Mercedes, se sacaron los siguientes

resultados:

3380,00

26294,00

26293,42

26299,84

26298,50

26295,14

26296,18

22916,18

14200,00

1613,82


Peso + Muestra 1

Peso + Muestra 2

Peso + Muestra 5

Descripción

Peso + Muestra 3


Peso promedio: (gr)

Peso + Muestra 4


Peso Muestra (gr)






Material: Agregado Grueso

3380,00

27033,60

27038,10

27028,20

27033,30

23653,30

14200,00

1665,73

Descripción


Peso + Muestra 1

Peso + Muestra 2

Peso + Muestra 3

Peso promedio (gr):

Peso Muestra (gr)



CUADRO COMPARATIVO

PESO UNITARIO SUELTO

CANTERA FABIOLA

CANTERA LUZ

MERCEDES

PESO

UNITARIO

SUELTO

(Kg/m3)

A. FINO 1585.73 1613.82

A. GRUESO 1685.54 1665.73






8.1.4.2 Peso unitario compactado

Procedimiento

Determinación del peso compactado.

Método del Apisonado: La barra compactadora se utiliza con agregados que tengan un

tamaño máximo no mayor de 50 mm.

Se llena la tercera parte del recipiente y se nivela la superficie con la mano. Se apisona

la masa con la barra compactadora, mediante 25 golpes distribuidos uniformemente

sobre la superficie. Se llena hasta las dos terceras partes de la medida y de nuevo se

compacta con 25 golpes como antes. Luego se llena la medida hasta rebosar,

golpeándola 25 veces con la barra compactadora; el agregado sobrante se elimina

usando la barra compactadora como regla.

Al compactar la primera capa, se procura que la barra no golpee el fondo con fuerza. Al

compactar las últimas dos capas, sólo se emplea la fuerza suficiente como para que la

barra compactadora penetre la última capa de agregado colocada en el recipiente.

Se determina el peso neto del agregado en el recipiente, luego se obtiene el peso unitario

compactado del agregado multiplicado el peso neto por el factor (f), el cual se obtiene

dividiendo el peso unitario del agua a 16.7ºC (1000kg/ m3) por el peso del agua a

16.7ºC necesario para llenar la medida.

De las muestras obtenidas de la Cantera Fabiola, se sacaron los siguientes resultados,

para agregado fino:

1 2 3

3.370,00 3.370,00 3.370,00

28.335,73 28.334,75 28.329,98

24.965,73 24.964,75 24.959,98

70,41 70,41 70,41

1.757,91 1.757,84 1.757,51

Muestra

1.757,75


Depósito + muestra (gr)

Peso de la muestra (gr)

Factor (f)

Peso unitario compactado

Promedio Unitario Compactado (kg/m3)







1 2 3

3.370,00 3.370,00 3.370,00

29.435,00 29.389,00 29.336,00

26.032,00 26.003,50 25.984,50

70,41 70,41 70,41

1.832,99 1.830,98 1.829,65Peso unitario compactado

Promedio Unitario Compactado (kg/m3) 1.831,21

Muestra




Factor (f)

De las muestras obtenidas de la Cantera Luz Mercedes, se sacaron los siguientes

resultados, para agregado fino:

1 2 3

3.370,00 3.370,00 3.370,00

26.918,00 26.920,00 26.913,90

23.548,44 23.550,00 23.543,90

70,41 70,41 70,41

1.658,12 1.658,23 1.657,80

Muestra

1.658,046

Factor (f)












1 2 3

3370 3.370,00 3.370,00

28637,55 28631,51 28641,5

25267,55 25261,51 25271,5

70,41 70,41 70,41

1779,09 1.778,74 1.779,44

1.779,09




Factor (f)



Muestra

CUADRO COMPARATIVO

PESO UNITARIO COMPACTADO

CANTERA FABIOLA CANTERA LUZ

MERCEDES

PESO

UNITARIO

COMPACTADO

(Kg/m3)

A. FINO 1757.75 1658.046

A. GRUESO 1831.21 1779.09






8.1.3 Porcentaje de Vacíos

Es la medida de volumen expresado en porcentaje de los espacios entre las partículas de

agregados, depende del acomodo de las partículas por lo que su valor es relativo como

en el caso del peso unitario. Se evalúa usando la siguiente expresión recomendada por

ASTM C 29:

Donde:

S = Peso especifico de masa

W = Densidad del agua

P.U.C. = Peso Unitario Compactado seco del agregado

Descripción Agregado Fino Agregado grueso

Peso unitario suelto (kg/m3) 1585,73 1685,54

Peso unitario compactado (Kg/cm3) 1757,75 1831,00

Peso especifico (kg/m3) 2620,00 2710

% VACIOS SUELTO 39,48 37,80

%VACIOS COMPACTADO 32,91 32,44

CANTERA FABIOLA






Descripción Agregado Fino Agregado grueso

Peso unitario suelto (kg/m3) 1613,82 1665,73

Peso unitario compactado (Kg/cm3) 1658,05 1779,09

Peso especifico (kg/m3) 2652,00 2696

% VACIOS SUELTO 39,15 38,21

%VACIOS COMPACTADO 37,48 34,01

CANTERA LUZ MERCEDES

CUADRO COMPARATIVO

PORCENTAJE DE VACÍOS

CANTERA FABIOLA CANTERA LUZ

MERCEDES

% VACÍOS

(SUELTO)

A. FINO 39.48

39.15

A. GRUESO 37.80

38.21

% VACÍOS

(COMPACTADO)

A. FINO 32.91 37.48

A. GRUESO 32.44 34.01






8.1.4 Contenido Óptimo de humedad

Es la cantidad de agua superficial retenida por la partícula, su influencia esta en la

mayor o menor cantidad de agua necesaria en la mezcla se expresa de la siguiente

forma:

Procedimiento

Pesar la muestra lo más cercano al 0.1%, evitando la pérdida de humedad en lo más

posible.

Secar la muestra en el recipiente por medio de una fuente de calor, teniendo cuidado de

no perder ninguna de las partículas. Si la fuente de calor a usar es distinta del horno,

agitar la muestra durante el secado para acelerar la operación y evitar el

sobrecalentamiento localizado. La muestra está completamente seca, cuando más calor

causa menos del 0.1% de pérdida adicional en peso.

Pese la muestra seca al horno después que se haya enfriado lo suficiente al medio

ambiente.

De las muestras obtenidas de la Cantera Fabiola se obtuvo los siguientes resultados,

para agregado fino:

N MUESTRA 1 2 3

1 Peso del depósito 200,00 263,20 263,20

2 Peso del depósito + muestra humeda 2.550,87 2.555,47 2.563,90

3 Peso del depósito + muestra seca 2.529,67 2.535,17 2.543,40

4 Peso del agua contenida (2)-(3) 21,20 20,30 20,50

5 Peso de la muestra seca (3)-(1) 2.329,67 2.271,97 2.280,20

6 Humedad (4)/(5)*100% 0,91 0,89 0,90

7 Contenido óptimo de humedad % 0,90







N MUESTRA 1 2 3


2 Peso del depósito + muestra humeda 5295,12 5294,10 5291,14

3 Peso del depósito + muestra seca 5286,02 5285,08 5282,04


5 Peso de la muestra seca (3)-(1) 5021,02 5020,08 5017,04

6 Humedad (4)/(5)*100% 0,18 0,18 0,18


De las muestras obtenidas de la Cantera Luz Mercedes se obtuvo los siguientes

resultados, para agregado fino:

N MUESTRA 1 2 3


2 Peso del depósito + muestra humeda 2.560,87 2.455,47 2.563,90

3 Peso del depósito + muestra seca 2.537,77 2.433,36 2.541,40


5 Peso de la muestra seca (3)-(1) 2.317,77 2.170,16 2.278,20

6 Humedad (4)/(5)*100% 0,860 0,850 0,860








N MUESTRA 1 2 3

1 Peso del depósito 265 265 265

2 Peso del depósito + muestra humeda 5360,98 5364 5363,74

3 Peso del depósito + muestra seca 5350 5352 5353,87

4 Peso del agua contenida (2)-(3) 10,98 12 9,87

5 Peso de la muestra seca (3)-(1) 5085 5087 5088,87

6 Humedad (4)/(5)*100% 0,216 0,236 0,194


CUADRO COMPARATIVO

CONTENIDO ÓPTIMO DE HUMEDAD

CANTERA FABIOLA

CANTERA LUZ

MERCEDES

CONTENIDO

ÓPTIMO DE

HUMEDAD

A. FINO 0.90

0.857

A. GRUESO 0.18

0.215






8.1.4 Resistencia a la abrasión

Procedimiento

Se coloca la muestra de ensayo y la carga abrasiva en la Máquina de Los Ángeles, y se

rota a una velocidad de 30 a 35 r.p.m hasta alcanzar 500 revoluciones.

La máquina se acciona y estará equilibrada de manera tal que mantenga una velocidad

periférica uniforme.

Nota:

Una pérdida de carrera en el mecanismo motor puede arrojar resultados de ensayo

diferentes al de otras Máquinas de Los Ángeles que rotan a una velocidad periférica

constante.

Después del número de revoluciones prescritas se descarga el material y se hace una

separación preliminar de la muestra en el tamiz de abertura mayor que el tamiz Nº 12

(1.70mm).

Luego se tamiza la porción más fina en el tamiz Nº 12.

Se lava el material más grueso que el tamiz Nº 12 y se seca a una temperatura de

105ºC a 110ºC hasta un peso constante, y se pesa con aproximación de 5 gramos.

Si el agregado no contiene material adherido, o polvo, no será necesario lavarlo, ni

antes ni después del ensayo. La falta de lavado, después del ensayo, raras veces hará

variar en más de 0.2% el porcentaje de desgaste.

A 12 5000 ± 25

B 11 4584 ± 25

C 8 3330 ± 20

D 6 2500 ± 15

GRADACIONNUMERO DE

ESFERAS

PESO DE LA CARGA

(gr)

CARGA ABRASIVA






8.3 Cuadro comparativo de las propiedades de los agregados de las canteras


DESCRIPCIÓN

CANTERA FABIOLA CANTERA LUZ MERCEDES

A. FINO A. GRUESO A. FINO A. GRUESO

Modulo de Fineza 3,00 …. 2,517 ….

Tamaño máximo del agregado grueso ….. 1/2" ….. 1

Peso especifico, gr./c m3 2,62 2,71 2,652 2,696

Peso volumétrico suelto Kg./ m3 1585,73 1685,54 1613,82 1665,73

Peso Volumétrico compactado Kg./ m3 1757,75 1831,00 1658,05 1779,09

Humedad % 0,90 0,181 0,857 0,215

Absorción % 1,43 0,39 1,05 0,223

Vacíos suelto % 39.48 37.80 39.15 38.21

Vacíos compactado % 32.91 32.44 37.48 34.01

Desgaste por abrasión (%) ….. 13.44 …. 20.24






CAPÍTULO IX

ELABORACIÓN Y ENSAYO DE PROBETAS

9.1 Elaboración de Probetas

Para la obtención de la muestras de concreto se tomó en cuenta las normas ASTM C -

31.

Utilizando el siguiente equipo:

Moldes cilíndricos de 152.5mm ± 2.5 mm de diámetro por 305 mm ± 6mm de altura

(6” * 12”).

Base de molde maquinada.

Barra compactadora de acero liso de 16mm (5/8”) de diámetro y aproximadamente 60

cm. de longitud.

Cuchara para el muestreo y plancha de albañilería.

Aceites derivados de petróleo, como grasa mineral blanda.

Lienzos absorbentes, como yute o película de polietileno de 0.05mm de espesor o

lámina de material plástico.

9.1.1 Procedimiento de la elaboración de probetas.

El molde estuvo listo sin restos de concreto utilizado en ensayos anteriores.

El molde se engrasó tanto interior como exteriormente, para que durante el proceso

no quedará adherido concreto a los tornillos o mariposas de ajuste.

El concreto se colocó en el molde en tres capas del mismo volumen evitando la

segregación y vertiendo el concreto con la cuchara, la que se movió alrededor de la

corona del cilindro.

Cada capa de concreto fue compactada de manera energética con la barra mediante

25 golpes verticales, uniformemente repartidos en forma espiral, comenzando por el

borde y terminando en el centro.

Después de consolidar cada capa, se procedió a golpear ligeramente las paredes del

molde, utilizando la barra de compactado, para eliminar los vacíos que pudiera haber

quedado.






La superficie del cilindro se terminó con la barra o regla de madera, para de esta

manera de lograr una superficie plana, suave y perpendicular a la generatriz del

cilindro luego de llenar los moldes; se fijaron en ellos tarjetas, debidamente protegidas,

para identificarlos con referencias de fecha de moldeo, relación a/c empleada, tipo de

asentamiento, tamaño máximo nominal del agregado, fecha de rotura.

9.1.2 Desmolde de las muestras

Una vez llenados los moldes, se protegieron con telas que se mantuvieron

permanentemente húmedas.

Durante las primeras 24 horas los moldes estuvieron a una temperatura ambiente de

16ºC a 27ºC, protegidos del viendo y el asolamiento.

Las probetas se retiraron de los moldes entre las 18 y 24 horas después del moldeado.

Fueron llevadas a la cámara de curado.

9.1.3 Hidratación y Curado de las probetas

9.1.3.1 Hidratación

Se define como hidratación al proceso de reacción química del cemento en presencia del

agua. La hidratación requiere de presencia de humedad condiciones de curado

favorables y tiempo.

9.1.3.2 Curado

Se define como tiempo de curado al periodo durante el cual el concreto es mantenido en

condiciones de humedad y temperatura tales como para lograr la hidratación del

cemento en la magnitud que se desea para alcanzar la resistencia seleccionada.






CAPÍTULO X

DISEÑO DE CONCRETO

10.1 Definición

La selección de las proporciones de los materiales integrantes de la unidad cúbica de

concreto, es definida como el proceso que, en base a la aplicación técnica y práctica de

los conocimientos científicos sobre sus componentes y la interacción entre ellos,

permite lograr un material que satisfaga de la manera más eficiente y económico los

requerimientos particulares del proyecto constructivo.

El concreto es un material heterogéneo, el cual está compuesto por material aglutinante

como el cemento Pórtland, material de relleno (agregados naturales o artificiales), agua,

aire naturalmente atrapado o intencionalmente incorporado y eventualmente aditivos o

adiciones, presentando cada uno de estos componentes propiedades y características que

tienen que ser evaluadas así como aquellas que pueden aparecer cuando se combinan

desde el momento del mezclado.

10.2 Materiales que intervienen en una Mezcla de Concreto

10.2.1. El Cemento

Es el principal componente del concreto, el cual ocupa entre el 7% y el 15% del

volumen de la mezcla, presentando propiedades de adherencia y cohesión, las cuales

permiten unir fragmentos minerales entre sí, formando un sólido compacto con una muy

buena resistencia a la compresión así como durabilidad.

Tiene la propiedad de fraguar y endurecer sólo con la presencia de agua,

experimentando con ella una reacción química, proceso llamado hidratación.

10.2.2. El Agua

Componente del concreto en virtud del cual, el cemento experimenta reacciones

químicas para producir una pasta eficientemente hidratada, que le otorgan la propiedad

de fraguar y endurecer con el tiempo.






Además este componente proporciona a la mezcla una fluidez tal que permita una

trabajabilidad adecuada en la etapa del colocado del concreto. Este componente que

ocupa entre el 14% y el 18% del volumen de la mezcla.

En una porción de pasta hidrata, el agua se encuentra en dos formas diferentes, como

agua de hidratación y agua evaporable.

10.2.3. Los Agregados

Este componente que ocupa entre 60% a 75% del volumen de la mezcla, son

esencialmente materiales inertes, de forma granular, naturales o artificiales, las cuales

han sido separadas en fracciones finas (arena) y gruesas (piedra), en general provienen

de las rocas naturales. Gran parte de las características del concreto, tanto en estado

plástico como endurecido, dependen de las características y propiedades de los

agregados, las cuales deben ser estudiadas para obtener concretos de calidad y

económicos.

Los agregados bien graduados con mayor tamaño máximo tienen menos vacío que los

de menor tamaño máximo; por consiguiente, si el tamaño máximo de los agregados en

una mezcla de concreto se aumenta, para un asentamiento dado, los contenidos de

cemento y agua disminuirán. En general, el tamaño máximo del agregado deberá ser el

mayor económicamente disponible y compatible con las dimensiones de la estructura.

Las partículas de agregado alargadas y chatas tienen efecto negativo sobre la

trabajabilidad y obligan a diseñar mezclas más ricas en agregado fino y por consiguiente

a emplear mayores cantidades de cemento y agua. Se considera que dentro de este caso

están los agregados de perfil angular, los cuales tienen un alto contenido de vacíos y por

lo tanto requieren un porcentaje de mortero mayor que el agregado redondeado.

El perfil de las partículas, por si mismo, no es un indicador de que un agregado está

sobre o bajo el promedio en su capacidad de producir resistencia.

10.2.4. El Aire

Aire atrapado o natural, usualmente entre 1% a 3% del volumen de la mezcla, están en

función a las características de los materiales que intervienen en la mezcla,






especialmente de los agregados en donde el tamaño máximo y la granulometría son

fuentes de su variabilidad, también depende del proceso de construcción aplicado

durante su colocación y compactación. También puede contener intencionalmente aire

incluido mayormente entre el 3% a 7% del volumen de la mezcla, con el empleo de

aditivos. La presencia de aire en las mezclas tiende a reducir la resistencia del concreto

por incremento en la porosidad del mismo.

10.3 Pasos básicos para diseñar una mezcla de concreto

10.3.1. Determinar la resistencia requerida

Esta resistencia va estar en función a la experiencia del diseñador o la disponibilidad de

Información que tenga el mismo, pero siempre vamos a tener que diseñar para algo más

de resistencia de tal manera que solo un pequeño porcentaje de las muestras

(normalmente el 1%, según el ACI) puedan tener resistencias inferiores a la

especificada, como se muestra en la siguiente figura:

El comité ACI 318 - 99 muestra tres posibles casos que se podrían presentar al tratar de

calcular la resistencia requerida f’cr:

Caso 1: Si se contarán con datos estadísticos de producción en obra así como

resultados de la rotura de probetas






En este caso, se utilizarán las siguientes fórmulas para calcular el f’cr:

Donde:

fć : Resistencia a la compresión especificada (Kg/cm²)

fćr : Resistencia a la compresión requerida (Kg/cm²)

Ds : Desviación estándar en obra (Kg/cm²)

De ambos resultados se escogerá el mayor valor de las fórmulas, siendo este el fćr

requerido con el cual vamos a diseñar

Caso 2: No contamos con suficientes datos estadísticos (entre 15 y 30 resultados)

En este caso se utilizarán las fórmulas anteriores, donde al valor de Ds se amplificará

por un factor de acuerdo a la siguiente tabla:

Entonces para calcular el f’cr tendremos:

Donde: α = factor de amplificación

Caso 3: Contamos con escasos (menos de 15 ensayos) o ningún dato estadístico

Para este caso el Comité del ACI nos indica aplicar la siguiente tabla para determinar el

f’cr.






10.3.2. Seleccionar el tamaño máximo nominal del agregado grueso (TNM).

La mayoría de veces son las características geométricas y las condiciones de refuerzo de

las estructuras las que limitan el tamaño máximo del agregado que pueden utilizarse,

pero a la vez existen también consideraciones a tomar en cuenta como la producción, el

transporte y la colocación del concreto que también pueden influir en limitarlo.

El TNM del agregado grueso no deberá ser mayor de uno de estos puntos:

- 1/5 de la menor dimensión entre las caras de encofrados.

- 3/4 del espacio libre mínimo entre barras o alambres individuales de refuerzo,

paquetes de barras, torones o ductos de presfuerzo.

- 1/3 del peralte de las losas

Estas limitaciones a menudo se evitan si la trabajabilidad y los métodos de

compactación son tales que el concreto puede colocarse sin dejar zonas o vacíos en

forma de panal.

10.3.3. Selección del asentamiento

Si el asentamiento no se encuentra especificado entonces se puede partir con los valores

indicados en la tabla 01 (Tipo de Estructura)

10.3.4. Determinación del contenido de aire

El ACI 211 establece una tabla que proporciona aproximadamente el porcentaje de

contenido de aire atrapado en una mezcla de concreto en función del tamaño máximo

nominal del agregado grueso. La tabla 02 indica la cantidad aproximada de contenido de

aire atrapado que se espera encontrar en concretos sin aire incluido.

En el caso del contenido de aire incorporado también presenta una tabla indicando

valores aproximados en función además de las condiciones de exposición, suave,

moderada y severa.






Estos valores señalados en la tabla 06 no siempre pueden coincidir con las indicadas en

algunas especificaciones técnicas. Pero muestra los niveles recomendables del

contenido promedio de aire para el concreto, cuando el aire se incluye a propósito por

razones de durabilidad.

10.3.5 Determinación del volumen de agua

La cantidad de agua (por volumen unitario de concreto) que se requiere para producir un

asentamiento dado, depende del tamaño máximo de agregado, de la forma de las

partículas y gradación de los agregados y de la cantidad de aire incluido. La tabla 03

proporciona estimaciones de la cantidad de agua requerida en la mezcla de concreto en

función del tamaño máximo de agregado y del asentamiento con aire incluido y sin él.

Según la textura y forma del agregado, los requisitos de agua en la mezcla pueden ser

mayores o menores que los valores tabulados, pero estos ofrecen suficiente

aproximación paro una primera mezcla de prueba. Estas diferencias de demanda de

agua no se reflejan necesariamente en la resistencia, puesto que pueden estar

involucrados otros factores compensatorios. Por ejemplo, con un agregado grueso

angular y uno redondeado, ambos de buena calidad y de gradación semejante, puede

esperarse que se produzcan concretos que tengan resistencias semejantes, utilizando la

misma cantidad de cemento, a pesar de que resulten diferencias en la relación a/c

debidas a distintos requisitos de agua de la mezcla. La forma de la partícula, por si

misma, no es un indicador de que un agregado estará por encima o por debajo del

promedio de su resistencia potencial.

10.3.6. Seleccionar la relación agua/cemento

La relación a/c requerida se determina no solo por los requisitos de resistencia, sino

también por los factores como la durabilidad y propiedades para el acabado. Puesto que

distintos agregados y cementos producen generalmente resistencias diferentes con la

misma relación a/c, es muy conveniente conocer o desarrollar la relación entre la

resistencia y la relación a/c de los materiales que se usaran realmente.

Para condiciones severas de exposición, la relación a/c deberá mantenerse baja, aun

cuando los requisitos de resistencia puedan cumplirse con un valor mas alto.






10.3.7. Cálculo del contenido de cemento

Se obtiene dividiendo los valores hallados en los pasos (10.3.5)/(10.3.6)

10.3.8. Cálculo de los pesos de los agregados.

Está en función del método de diseño específico a emplear o basado puntualmente en

alguna teoría de combinación de agregados.

10.3.9. Presentar el diseño de mezcla en condiciones secas.

10.3.10. Corrección por humedad del diseño de mezcla en estado seco

Hay que tener en cuenta la humedad de los agregados para pesarlos correctamente.

Generalmente los agregados están húmedos y a su peso seco debe sumarse el peso del

agua que contienen, tanto absorbida como superficial.

Peso agregado húmedo = Peso agregado seco (1 + Cont. humedad del agregado (%))

10.3.11. Cálculo del agua efectiva

El agua a utilizarse en la mezcla de prueba debe incrementarse o reducirse en una

cantidad igual a la humedad libre que contiene el agregado, esto es, humedad total

menos absorción. Para esto se utilizará la siguiente formula:

Aporte de humedad de los agregados = Peso agregado seco (% Cont. de humedad - % absorción)

Entonces:

Agua efectiva = Agua de diseño – Aporte de humedad de los agregados

10.3.12. Presentar el diseño de mezcla en condiciones húmedas.

10.3.13. Realizar tos ajustes a las mezclas de pruebas

Para obtener las proporciones de la mezcla de concreto que cumpla con las

características deseadas, con los materiales disponibles se prepara una primera mezcla

de prueba con unas proporciones iniciales que se determinan siguiendo los pasos que a

continuación se indican.






A esta mezcla de prueba se le mide su consistencia y se compra con la deseada: si

difieren, se ajustan las proporciones. Se prepara, luego, una segunda mezcla de prueba

con las proporciones ajustadas, que ya garantiza la consistencia deseada; se toman

muestras de cilindro de ella v se determina su resistencia a la compresión; se compara

con la resistencia deseada y si difieren, se reajustan las proporciones. Se prepara una

tercera mezcla de prueba con las proporciones reajustadas que debe cumplir con la

consistencia y la resistencia deseada; en el caso de que no cumpla alguna de las

condiciones por algún error cometido o debido a la aleatoriedad misma de los ensayos,

se pueden ser ajustes semejantes a los indicados hasta obtener los resultados esperados.

10.4. SECUENCIA DEL MÉTODO ACI 211 DE DISEÑO DE MEZCLAS

10.4.1 Método ACI 211

Este procedimiento propuesto por el comité ACI 211, está basado en el empleo de tablas

confeccionadas por el Comité ACI 211; la secuencia de diseño es la siguiente:

a. Selección de la resistencia requerida (f’cr)

b. Selección del TMN del agregado grueso.

c. Selección del asentamiento TABLA 01.

d. Seleccionar el contenido de aire atrapado TABLA 02.

e. Seleccionar el contenido de agua TABLA 03.

f. Selección de la relación agua/cemento sea por resistencia a compresión o por

durabilidad. TABLAS 04 y 07.

g. Cálculo del contenido de cemento (e)/(f)

h. Seleccionar el peso del agregado grueso (TABLA 05) proporciona el valor de b/bo,

donde bo y b son los pesos unitarios secos con y sin compactar respectivamente del

agregado grueso).

i. Calcular la suma de los volúmenes absolutos de todos los materiales sin considerar el

agregado fino.

j. Cálculo del volumen del agregado fino.

k. Cálculo del peso en estado seco del agregado fino.

l. Presentación del diseño en estado seco.

m. Corrección del diseño por el aporte de humedad de los agregados.






n. Presentación del diseño en estado húmedo.

*Nota: Las tablas se muestran en el apéndice de este trabajo.

10.4.1.1 Ejemplo del diseño de mezcla por el método ACI 211

A continuación se señalan los principales parámetros a conocer para elaborar un diseño

de mezclas y se calculará el diseño de mezcla con 2 métodos diferentes, indicando los

pasos correspondientes para cada Parámetros principales a conocer

Características de los materiales:

Cemento

Densidad relativa 3.11

Agua

Agua potable de la red pública.

Peso específico 1000Kg/m³

% de absorción 0.70% 0.60%

Contenido de humedad % 7.5% 3.0%

Características del Concreto:

Resistencia a la compresión especificada: 210 Kg/cm²

Desviación estándar promedio en obra: 20 Kg/cm²

Tipo de Asentamiento: Concreto superplastificado

a. Resistencia requerida:

De las Especificaciones Técnicas se tiene:

f’c = 210 Kg/cm² Ds = 18 Kg/cm² , reemplazando en las fórmulas (1) y (2):

f’cr = 210+1.34(20) = 236.8 Kg/cm² (1)

f’cr = 210+2.33(20) - 35 = 221.6 Kg/cm² (2)

Se tiene entonces como f 'cr = 236.8 Kg/cm²






b. Tamaño Nominal Máximo:

De acuerdo a las especificaciones indicadas para la obra TMN = ¾”

c. Asentamiento

Según las especificaciones el concreto es superplastifícado, por lo tanto presentará un

asentamiento de 6" a 8".

d. Contenido de aire total

Dado las condiciones especificadas no se requiere incluir aire, de la tabla 02 se tiene:

e. Contenido de agua

De la tabla 03 tenemos que:

f. Relación a/c

Dado que no se presenta problemas por durabilidad, el diseño sólo tomará en cuenta la

resistencia, entonces utilizando la tabla 04 para f’cr = 236.8 Kg/cm² tenemos:

g. Contenido de cemento

Se calculará dividiendo (e)/(f),así tenemos:

h. Selección del peso del agregado grueso;

De la tabla 05 se tiene: b/bo = 0.62, además como bo = 1660 Kg/m³






Entonces el peso del agregado grueso = 1029.2 Kg

i. Cálculo de la suma de los volúmenes absolutos de todos los materiales sin considerar

el agregado fino:

j. Cálculo del volumen del agregado fino

Volumen del agregado fino = 1 - (i) = 1- 0.7129 = 0.2871 m³

k. Cálculo del peso en estado seco del agregado fino

Peso seco A.F. = (j) x Peso específico seco = 0.2871 x 2690 = 772.3 Kg.

l. Presentación del diseño en estado seco

10.5 Diseño de mezclas para diferentes tipos de concreto


ESPECIFICACIONES SOLICITADAS

f'c = 175 Kg./cm2

A. Fino: CANTERA FABIOLA

A. Grueso: CANTERA FABIOLA

PROCEDIMIENTO DE DOSIFICACIÓN

DESCRIPCIÓN A. FINO A. GRUESO CEMENTO

Peso especifico gr./cm3 2620,00 2710,00 3,15

Peso volumétrico suelto Kg./m3 1585,73 1685,54

Peso Volumetrico compactado kg/m3 1757,75 1831,00






Humedad % 0,90 0,181

Absorción % 1,43 0,39

Modulo de Fineza 3,00 ….

Tamaño máximo del agregado grueso ….. 1/2"

Asentamiento (Slump) 3-4"

CONDICIONES AMBIENTALES Y DE EXPOSICIÓN

Lugar: Piura

Temperatura Promedio: 26ºC

Humedad relativa: 66%

Exposición: Normales

Contenido de agua de mezclado:

Agua de mezclado: 216 lt.

Aire atrapado: 2,50%

Relación agua - cemento

Hallamos el f'cr

Desviación estándar Ds = 20 Kg./cm2

f'cr=f'c+1,34Ds 201,8 Kg./cm2

f'cr=f'c+2,33Ds-35 186,6 Kg./cm2

Por resistencia:

f'c A/C

200 0,7

201,8 X

250 0,62

X = 0,00288

Por lo tanto: A/C = 0,7 - 0,00288

A/C = 0,697

Factor cemento

C = 216 / 0,697

C = 315,58 kg/cm2

Cantidad de agregado grueso

mf V

3,00 0,53






Cantidad de agregado grueso compactado (SSS)

G = 0,53 * 1831,00

G = 970,43 Kg./m3

Cantidad de agregado fino : Método de Volúmenes Absolutos

V. Abs. del cemento: 315,58 / 3150 = 0,1002

V. Abs. del agua: 216 / 1000 = 0,216

V. Abs. de la grava: 970,43 / 2710 = 0,358

V. Abs. del aire: 2,50% / 100 = 0,025

V. Abs.Total: 0,699 m3

Volumen de Agregado fino: 1 - 0,699 = 0,301

Cantidad de Agregado Fino (SSS) = 0,294 * 2620 = 787,89 Kg./m3

Diseño de materiales en condiciones de Saturado con Superficie Seca, para un metro

cúbico de concreto

Agua de mezcla: 216

Cemento: 315,58

Agregado fino: 787,89

Agregado grueso: 970,43

Total: 2.289,91 Kg.

Corrección por humedad

Agua efectiva: 216 – 787.89(-0,53/100) – 970.43(-0,21/100) = 222

Cemento: = 316

Agregado fino: 787.89(1+(0,90-1,43)/100) = 784

Agregado grueso: 970,43(1+(0,181-0,39)/100) = 968

Diseño final

Agua efectiva: 222 Lt

Cemento: 316 Kg.

Agregado fino: 784 Kg.

Agregado grueso: 968 Kg.

Volumen aparente de los agregados

Agregado fino: 784/ (1,0091 * 1585,68) = 0,490 m3

Agregado grueso: 968 / (1,0018 * 1640,54) = 0,573 m3

Proporcionamiento en Volumen de Obra

1 : 2,48 : 3,07 : 0,70






Dosificación para una bolsa de cemento

Cemento: 1 bolsa

Agregado fino: 105,5 Kg.

Agregado grueso: 130,4 Kg.

Agua: 29,9 Lt

10.3.2Diseño de Concreto f`c = 210 Kg./cm2 con agregados de la Cantera Fabiola.


f'c = 210 Kg./cm2

A. Fino: CANTERA FABIOLA

A. Grueso: CANTERA FABIOLA






Humedad % 0,90 0,181






Lugar: Piura








Hallamos el f'cr

Desviación estándar Ds= 20 Kg./cm2






f'cr=f'c+1,34Ds 236,8 Kg./cm2

f'cr=f'c+2,33Ds-35 221,6 Kg./cm2

Por resistencia:

f'c A/C

200 0,7 50 0,08

236,8 X 36,8 X

250 0,62

X = 0,05888

Por lo tanto: A/C = 0,7 - 0,05888

A/C = 0,641

Factor cemento

C = 216 / 0,641

C = 341,59 Kg./cm2


mf V

3,00 0,53


G = 0,53 * 1831,00

G = 970,43 Kg./m3


V. Abs. del cemento: 341,59 / 3150 = 0,1084

V. Abs. del agua: 216 / 1000 = 0,216

V. Abs. de la grava: 970,43 / 2710 = 0,358

V. Abs. del aire: 2,50% / 100 = 0,025





cúbico de concreto

Agua de mezcla: 216

Cemento: 341,59








Total: 2.294,28 Kg.


Agua efectiva: 216 - 766,26(-0,53/100) - 970,43(-0,21/100) = 222

Cemento: = 342

Agregado fino: 766,26(1+(0,91-1,43)/100) = 762

Agregado grueso: 970,43(1+(0,181-0,39)/100) = 968

Diseño final


Cemento: 341,59 Kg.




Agregado fino: 762,20 / (1,0091 * 1585,68) = 0,476 m3

Agregado grueso: 968,40 / (1,0018 * 1640,54) = 0,573 m3


1 : 2,23 : 2,83 : 0,65


Cemento: 1 bolsa



Agua: 27,6 Lt






10.5.4Diseño de Concreto f`c = 175kg/cm2 con agregados de la Cantera Luz

Mercedes


f'c = 175 Kg./cm2

A. Fino:

CANTERA LUZ

MERCEDES

A. Grueso:

CANTERA LUZ

MERCEDES






Humedad % 0,857 0,215

Absorción % 1,050 0,223


Tamaño máximo del agregado grueso 1/2






Hallamos el f'cr


f'cr=f'c+1,34Ds 217,88 Kg./cm2

f'cr=f'c+2,33Ds-35 214,56 Kg./cm2

Por resistencia:

f'c A/C

200 0,7 50 0,08

217,88 X 17,88 X

250 0,62

X = 0,028608






Por lo tanto: A/C = 0,7 - 0,028608

A/C = 0,671

Factor cemento

C = 216 / 0,671

C = 327,68 Kg./cm2


mf V

2,517 0,58


G = 0,58 * 1779,09

G = 1031,87 Kg./m3


V. Abs. del cemento: 327,68 / 3150 = 0,1040

V. Abs. del agua: 216 / 1000 = 0,216

V. Abs. de la grava: 1031,87 / 2696 = 0,383

V. Abs. del aire: 2,50% / 100 = 0,025





cúbico de concreto

Agua de mezcla: 216

Cemento: 327,68



Total: 2.297,51 Kg.


Agua efectiva: 217,48 Lt

Cemento: 327,68 Kg.








Diseño final


Cemento: 328 Kg.

Agregado fino: 721 Kg.

Agregado grueso: 1032 Kg.


Agregado fino: 0,443 m3

Agregado grueso: 0,618 m3


1 : 2,20 : 3,15 : 0,66


Cemento: 1 bolsa



Agua: 28,2 Lt

10.3.4 Diseño de Concreto f`c = 210 Kg./cm2 con agregados de la Cantera Luz

Mercedes


f'c = 210 Kg./cm2

A. Fino:

CANTERA LUZ

MERCEDES

A. Grueso:

CANTERA LUZ

MERCEDES






Humedad % 0,857 0,215

Absorción % 1,050 0,223







Tamaño máximo del agregado grueso 1/2



Lugar: Piura








Hallamos el f'cr


f'cr=f'c+1,34Ds 252,88 Kg./cm2

f'cr=f'c+2,33Ds-35 249,56 Kg./cm2

Por resistencia:

f'c A/C

250 0,62 50 0,07

252,88 X 2,88 X

300 0,55

X = 0,004032

Por lo tanto: A/C = 0,62 - 0,004032

A/C = 0,616

Factor cemento

C = 216 / 0,616

C = 357,16 Kg./cm2


mf V

2,517 0,58


G = 0,58 * 1779,09






G = 1031,87 kg/m3


V. Abs. del cemento: 357,16 / 3150 = 0,1134

V. Abs. del agua: 216 / 1000 = 0,216

V. Abs. de la grava: 1031,87 / 2696 = 0,383

V. Abs. del aire: 2,50% / 100 = 0,025





cúbico de concreto

Agua de mezcla: 216

Cemento: 357,16



Total: 2.302,17 Kg.


Agua efectiva: 216 - 697,14(-0,193/100) - 1031,87(-0,008/100) = 217

Cemento: = 357

Agregado fino: 697,14(1+(0,857-1,05)/100) = 696

Agregado grueso: 1031,87(1+(0,215-0,223)/100) = 1032

Diseño final


Cemento: 357,16 Kg.







1 : 1,95 : 2,89 : 0,61







Cemento: 1 bolsa



Agua: 25,9 Lt

10.3.5 Diseño de Concreto f`c = 175 Kg./cm2 con agregado fino de la Cantera

Fabiola y agregado grueso de la Cantera Luz Mercedes.


f'c = 175 Kg./cm2

A. Fino: CANTERA

FABIOLA

A. Grueso: CANTERA LUZ MERCEDES






Humedad % 0,90 0,215






Lugar: Piura













Hallamos el f'cr

f'cr= f'c + 70

f'cr= 175+70 = 245 Kg./cm2

Por resistencia:

f'c A/C

200 0,7 50 0,08

245 X 45 X

250 0,62

X = 0,072

Por lo tanto: A/C = 0,7 - 0,072

A/C = 0,628

Factor cemento

C = 216 / 0,628

C = 348,73 Kg./cm2


mf V

3,00 0,53


G = 0,53 * 1779,09

G = 942,92 kg/m3


V. Abs. del cemento: 348,73 / 3150 = 0,1107

V. Abs. del agua: 216 / 1000 = 0,216

V. Abs. de la grava: 942,92 / 2696 = 0,350

V. Abs. del aire: 2,50% / 100 = 0,025



Cantidad de Agregado Fino (SSS) = 0,294 * 2620 = 782,19 kg/m3

Diseño de materiales en condiciones de Saturado con Superficie Seca, para un

metro cúbico de concreto

Agua de mezcla: 216 lt






Cemento: 348,73



Total: 2.289,84 Kg


Agua efectiva: 220

Cemento: 349

Agregado fino: 778

Agregado grueso: 943

Diseño final


Cemento: 348,73 Kg

Agregado fino: 778,05 Kg Bolsas de cemento para 1m3

=

Agregado grueso: 942,84 Kg





1 2,23 2,70 0,63


Cemento: 1 bolsa

Agregado fino: 94,8 Kg


Agua: 26,8 Lt






10.3.6 Diseño de Concreto f`c = 210 Kg./cm2 agregado fino de la Cantera

Fabiola y agregado grueso de la Cantera Luz Mercedes.


f'c = 210 Kg/cm2

A. Fino:

CANTERA

FABIOLA

A. Grueso: CANTERA LUZ MERCEDES



Peso especifico gr/cm3 2620,00 2696,00 3,15

Peso volumétrico suelto kg/m3 1585,73 1665,73


Humedad % 0,90 0,215






Lugar: Piura








Hallamos el f'cr

f'cr= f'c + 84

f'cr= 210 + 84 = 294 Kg./cm2






Por resistencia:

f'c A/C

250 0,62 50 0,07

294 X 44 X

300 0,55

X = 0,0616

Por lo tanto: A/C = 0,62 - 0,0616

A/C = 0,558

Factor cemento

C = 216 / 0,558

C = 392,19 kg/cm2


mf V

3,00 0,53


G = 0,53 * 1779,09

G = 942,92 kg/m3


V. Abs. del cemento: 392,19 / 3150 = 0,1245

V. Abs. del agua: 216 / 1000 = 0,216

V. Abs. de la grava: 942,92 / 2696 = 0,350

V. Abs. del aire: 2,50% / 100 = 0,025




Diseño de materiales en condiciones de Saturado con Superficie Seca, para un

metro cúbico de concreto

Agua de mezcla: 216

Cemento: 392,19



Total: 2.297,15 Kg







Agua efectiva: 220

Cemento: 392

Agregado fino: 742


Diseño final


Cemento: 392,19 Kg


=






1 1,89 2,40 0,56


Cemento: 1 bolsa



Agua: 23,8 Lt







Luz Mercedes y agregado grueso de la Cantera Fabiola.


f'c = 175 Kg/cm2

A. Fino: CANTERA LUZ MERCEDES

A. Grueso: CANTERA LUZ FABIOLA






Humedad % 0,86 0,181






Lugar: Piura








Hallamos el f'cr

f'cr= f'c + 70

f'cr= 175+70 = 245 Kg./cm2

Por resistencia:

f'c A/C






200 0,7 50 0,08

245 X 45 X

250 0,62

X = 0,072

Por lo tanto: A/C = 0,7 - 0,072

A/C = 0,628

Factor cemento

C = 216 / 0,628

C = 348,73 kg/cm2


mf V

2,517 0,6817


G = 0,6817 * 1831,00

G = 1248,19 kg/m3


V. Abs. del cemento: 348,73 / 3150 = 0,1107

V. Abs. del agua: 216 / 1000 = 0,216

V. Abs. de la grava: 1248,19 / 2710 = 0,461

V. Abs. del aire: 2,50% / 100 = 0,025




Diseño de materiales en condiciones de Saturado con Superficie Seca, para

un metro cúbico de concreto

Agua de mezcla: 216

Cemento: 348,73



Total: 2.310,71 Kg


Agua efectiva: 220

Cemento: 349

Agregado fino: 497







Diseño final


Cemento: 348,73 Kg


=






1 1,42 3,57 0,63


Cemento: 1 bolsa



Agua: 26,8 Lt


Luz Mercedes y agregado grueso de la Cantera Fabiola.


f'c = 210 Kg/cm2

A. Fino: CANTERA LUZ MERCEDES

A. Grueso: CANTERA LUZ FABIOLA






Humedad % 0,86 0,181











Lugar: Piura








Hallamos el f'cr

f'cr= f'c + 84

f'cr= 210 + 84 = 294 Kg./cm2

Por resistencia:

f'c A/C

250 0,62 50 0,07

294 X 44 X

300 0,55

X = 0,0616

Por lo tanto: A/C = 0,62 - 0,0616

A/C = 0,558

Factor cemento

C = 216 / 0,558

C = 392,19 kg/cm2


mf V

2,517 0,6817


G = 0,6817 * 1831,00

G = 1248,19 kg/m3


V. Abs. del cemento: 392,19 / 3150 = 0,1245

V. Abs. del agua: 216 / 1000 = 0,216

V. Abs. de la grava: 1248,19 / 2710 = 0,461

V. Abs. del aire: 2,50% / 100 = 0,025









Diseño de materiales en condiciones de Saturado con Superficie Seca, para

un metro cúbico de concreto

Agua de mezcla: 216

Cemento: 392,19



Total: 2.317,59 Kg


Agua efectiva: 219

Cemento: 392

Agregado fino: 460


Diseño final


Cemento: 392,19 Kg


=






1 1,17 3,18 0,56


Cemento: 1 bolsa



Agua: 23,8 Lt






CAPÍTULO XI

ANÁLISIS DE COSTOS DE LAS CANTERAS FABIOLA Y LUZ

MERCEDES

11. Análisis de costo por m3 de las Canteras Fabiola y Luz Mercedes.

11.1 Análisis de costo por m3 de la Cantera Fabiola

F`c

Kg./cm2 Materiales Und. Cantidad

Precio

Unit.

(Puesto

en obra)

S/.

Costo

Parcial

S/.

Costo

Total

S/.

175

Cemento

Arena

Piedra

Mezcladora

Mano de

obra

Bsl

M3

M3

Hrs.

Hr/h

7.57

0.537

0.570

1

1

20.00

30.00

40.00

7

15

151.40

16.11

22.80

7

15

212.31

210

Cemento

Arena

Piedra

Mezcladora

Mano de

obra

Bsl

M3

M3

Hrs.

Hr/h

8.28

0.471

0.573

1

1

20.00

30.00

40.00

7

15

165.60

14.13

22.92

7

15

224.65






11.1.2 Análisis de costo por m3 de la Cantera Luz Mercedes.

F`c

Kg./cm2 Materiales Und. Cantidad

Precio

Unit.

(Puesto

en obra)

S/.

Costo

Parcial

S/.

Costo

Total

S/.

175

Cemento

Arena

Piedra

Mezcladora

Mano de

obra

Bsl

M3

M3

Hrs.

Hr/h

8.07

0.352

0.726

1

1

20.00

36.80

47.50

7

15

161.40

12.95

34.49

7

15

230.84

210

Cemento

Arena

Piedra

Mezcladora

Mano de

obra

Bsl

M3

M3

Hrs.

Hr/h

8.88

0.384

0.726

1

1

20.00

36.80

47.50

7

15

177.60

14.13

34.49

7

15

248.22






CAPÍTULO XII

CONCLUSIONES

12.1 Conclusiones

12.1.1 De las propiedades físico – mecánicas de los agregados

Que el modulo de finura, obtenido por medio del análisis granulométrico, es mayor

en la Cantera Fabiola, por lo tanto podemos concluir que el agregado fino de dicha

cantera es más grueso, lo cual lo hace más recomendable para la elaboración de

concretos.

Que el Tamaño Máximo Nominal de la cantera “Fabiola” es de ½” con el que se

puede obtener un mejor concreto que con un T.M.N de 1” correspondiente a la

cantera “Luz Mercedes”.

Que el peso especifico de ambas canteras, esta comprendido dentro de los agregados

de peso específico normal (2.50gr/c m3 a 2.75gr/c m

3).

Que el peso volumétrico compactado de la cantera “Fabiola” es mayor que el de la

cantera “Luz Mercedes” lo cual nos indica un agregado de mayor resistencia.

El porcentaje de desgaste por abrasión realizado a la Cantera Fabiola es menor que

el de la Cantera “Luz Mercedes”, lo cual demuestra que el agregado grueso es de

mejor resistencia al desgaste.

12.1.2 Del diseño de mezcla

Que el diseño de mezcla para un concreto f´c=175kg/cm2 con agregados de la

cantera “Fabiola” es de: 1: 2.67 : 2.91/ 0.63.

Que el diseño de mezcla para un concreto f`c=210kg/cm2 con agregados de la

cantera Fabiola es de: 1: 2.14 : 2.75/0.63






Que el diseño de mezcla para un concreto f´c=175kg/cm2 con agregados de la

cantera “Luz Mercedes” es de: 1: 1.67 : 3.53/0.62.

Que el diseño de mezcla para un concreto f`c=210kg/cm2 con agregados de la

cantera “Luz Mercedes” es de: 1: 1.66 : 3.31/ 0.48.

12.1.2 Análisis de costo por m3 de concreto

Que el costo del concreto por m3 de la cantera Fabiola para un f`c=175kg/cm2 es

de S/. 212.31.

Que el costo del concreto por m3 de la cantera Fabiola para un f’c= 210 kg/cm2 es

de S/.224.65

Que el costo del concreto por m3 de la cantera Luz Mercedes para un f`c =

175kg/cm2 es de S/. 230.84.

Que el costo del concreto por m3 de la cantera Luz Mercedes para un f’c= 210

Kg./cm2 es de S/.248.22

Por lo que se concluye que el costo por m3 de concreto es más económico con los

agregados de la cantera “Fabiola”.

12.2 Recomendaciones

Se recomienda emplear los agregados de la Cantera “Fabiola”, debido a que se ha

demostrado que las propiedades físico-mecánicas son mejores que las de la Cantera

“Luz Mercedes” para el diseño de concretos f’c=175kg/cm2 y f’c=210kg/cm2.

También se recomienda emplear los agregados de la Cantera Fabiola, porque

representan un ahorro en el costo por m3 en la elaboración de concretos.






CAPITULO XIII

BIBLIOGRAFIA

ASOCEM, “Boletines Técnicos del Cemento”

CAPECO, “Reglamento Nacional de Construcciones”

COMITÉ ACI 211l

Código ACI 318.

Normas ASTM

Normas Técnicas Peruanas

Naturaleza y Materiales del Concreto, Ing. Enrique Rivva Lopez

Concretos de Alta Resistencia, Ing. Enrique Rivva Lopez

Diseño de Mezclas, Ing. Enrique Rivva Lopez

Diseño de Mezclas, Ing Rafael Cachay Huamán

Tópicos de Tecnología del Concreto en el Perú, Ing. Enrique Pasquel C.

Manual de supervisión de obras de concreto, Federico Gonzales






APÉNDICE






MÉTODO ESTÁNDAR DE ENSAYO PARA CONTENIDO DE HUMEDAD DEL

AGREGADO POR MEDIO DEL SECADO (ASTM C-566)

1. Alcances

Este método cubre la determinación del porcentaje de humedad evaporable en una

muestra de agregado por método del secado.

2. Equipo

2.1. Balanza

De 100 gr. Sensible a 0.01gr.

2.2. Fuente de Calor:

Una fuente apropiada de calor tal como una plancha de gas eléctrica, lámparas de

calor eléctrico u horno ventilado con capacidad para mantener la temperatura a 110

± 5ºC.

2.3. Recipientes para la muestra

Un recipiente de plástico no afectado por el calor y de volumen suficiente para

contener la mezcla sin peligro de que esta se destruya o desintegre.

3. Muestreo

Debe ir en concordancia general con lo establecido en la siguiente sección.

4. Muestra de Ensayo

4.1.1. Asegúrese que la muestra sea respectiva del agregado para el contenido de

humedad a ser ensayado y en el caso de agregado de peso norma, pesar no menos de la

cantidad que se halla en la lista de la tabla 4.1.

5. Procedimiento

5.1.Pesar la muestra lo más cercano al 0.1%, evitando la pérdida de humedad en lo más

posible.






5.2. Secar la muestra en el recipiente por medio de una fuente de calor, teniendo

cuidado de no perder ninguna de las partículas. Si la fuente de calor a usar es distinta del

horno, agitar la muestra durante el secado para acelerar la operación y evitar el

sobrecalentamiento localizado. La muestra está completamente seca, cuando más calor

causa menos del 0.1% de pérdida adicional en peso.

5.3. Pese la muestra seca al horno después que se haya enfriado lo suficiente al medio

ambiente.

6. Cálculos

6.1. Calcular el contenido de humedad como sigue:

W = A – B * 100

B

Donde:

W = Contenido de humedad de la muestra en %

A = Peso de la muestra original (gr)

B = Peso de la muestra secada (gr)

Nota:

Cuando se usa la plancha caliente, el secado puede ser realizado por medio del

siguiente proceso: agregar alcohol desnaturalizado anhidro para cubrir la muestra

húmeda, agitar y dejar que el material suspendido se asiente. Extraer el alcohol tanto

como se posible sin perder ninguna de las muestras. Incendiar el alcohol remanente y

dejar que éste se queme durante el secado, sobre la plancha caliente. Debe tenerse

cuidado en la operación de ignición para evitar quemaduras o daños por el alcohol

ardiente.






TABLA 4.1. TAMAÑO DE LA MUESTRA PARA AGREGADOS DE PESO

NORMAL

TAMAÑO NOMINAL

MÁXIMO (PULG.)

TAMICES ABERTURA

CUADRADA

PESO DE LA MUESTRA

(MÍNIMO) KG.

¼” 0.5

3/8” 1.5

½” 2

¾” 3

1” 4

1 ½” 6

2” 8

2 ½” 10

3” 13

3 ½” 16

4” 25

6” 50






MÉTODO DE ENSAYO PARA DETERMINAR EL PESO UNITARIO DEL

AGREGADO

(NTP 400.017)

1. Normas a consultar

NTP 350.001 Tamices de ensayo.

NTP 400.010 Agregados. Extracción y preparación de las muestras.

NTP 400.011 Definición y clasificación de agregados

NTP 400.012 Agregados. Análisis granulométrico.

2. Objeto

2.1. La presente norma establece un procedimiento para determinar el peso unitario de

los agregados: finos, gruesos, o mezclados.

3. Aparatos

3.1. Balanza

Balanza que permita lecturas con exactitud de 0.1% del peso de la muestra.

3.2. Barra Compactadora

Barra circular, recta de acero de 16mm (5/8”) de diámetro y aproximadamente de

600mm de largo, con un extremo redondeado en forma de punta semiesférica.

3.3. Recipiente

Un recipiente cilíndrico de metal preferiblemente con asas, impermeable con tapa y

fondo firmes y parejos, con precisión en sus dimensiones interiores y suficiente rígido

para mantener su forma en condiciones de trabajo duras.

Las medidas de 15 d m3 (1/2 pié cúbico) y de 30 d m3 (1 pié cúbico) se reforzarán

alrededor de la parte superior con una banda de acero de 38mm (1 ½”) de ancho.

Dependiendo del tamaño máximo de las partículas más gruesas en el agregado a

ensayar, las medidas requeridas tendrán capacidades de 3d m3 (1/10 pié cúbico), 1d m3

(1/2 pié cúbico), 15 d m3 (1/2 pié cúbico) y de 3 d m3 (1 pié cúbico) y llenarán los

siguientes requisitos dimensionales según tabla 3.3.






3.4.Calibración del recipiente

El recipiente se calibra con exactitud determinando el peso de agua necesaria para

llenarlo a 16.7ºC. Para cualquier unidad el factor (f) se obtiene dividiendo el peso

unitario del agua a 16.7ºC (1000kg/ m3 ) por el peso del agua a 16.7º C necesario para

llenarlo.

4. Preparación de la muestra

4.1.La muestra se mezcla completamente y se seca a temperatura ambiente.

5. Procedimiento

5.1.Determinación del peso compactado.

5.1.1. Método del Apisonado: La barra compactadora se utiliza con agregados que

tengan un tamaño máximo no mayor de 50 mm.

5.1.1.1.Se llena la tercera parte del recipiente y se nivela la superficie con la mano. Se

apisona la masa con la barra compactadora, mediante 25 golpes distribuidos

uniformemente sobre la superficie. Se llena hasta las dos terceras partes de la medida y

de nuevo se compacta con 25 golpes como antes. Luego se llena la medida hasta

rebosar, golpeándola 25 veces con la barra compactadora; el agregado sobrante se

elimina usando la barra compactadora como regla.

5.1.1.2. Al compactar la primera capa, se procura que la barra no golpee el fondo

con fuerza. Al compactar las últimas dos capas, sólo se emplea la fuerza suficiente

como para que la barra compactadora penetre la última capa de agregado colocada en el

recipiente.

5.1.1.3. Se determina el peso neto del agregado en el recipiente, luego se obtiene

el peso unitario compactado del agregado multiplicado el peso neto por el factor (f).

5.1.2.Método de percusión: El procedimiento de percusión se aplica a agregados que

tengan un tamaño máximo mayor de 50mm, pero no mayor de 100mm.

5.1.2.1. El recipiente se llena en tres capas aproximadamente iguales, como se ha

descrito en la sección 4.11. Cada capa se compacta colocando el recipiente sobre un

piso firme como por ejemplo, un piso de concreto, se inclina hasta que el borde






opuesto a la base de apoyo diste unos 5cm del piso, para luego dejarlo caer en forma tal

que dé un golpe seco. Por medio de este procedimiento, las partículas del agregado se

acomodan de modo compacto. Cada capa se compacta, dejando caer el recipiente 50

veces en la forma descrita 25 veces de cada extremo. El agregado sobrante se elimina

con una regla.

5.1.2.2. Se determina el peso neto del agregado en el recipiente. Luego se obtiene el

peso unitario compactado del agregado multiplicando el peso neto por el factor (f).

5.2.Determinación del peso suelto

5.2.1.Procedimiento con pala

5.2.1.1. El procedimiento con pala se aplica a agregados que tiene un “Tamaño

Máximo” no mayor de 100mm.

El recipiente se llena con una pala hasta rebosar, descargando el agregado desde una

altura no mayor de 50mm por encima de la parte superior del recipiente. Se debe tomar

precauciones para impedir en lo posible la segregación de las partículas. El agregado

sobrante se elimina con una regla.

5.2.1.2. Se determinar el peso neto del agregado en el recipiente. Luego se obtiene el

peso unitario suelto del agregado multiplicando el peso neto por el factor (f).

6. Expresión de Resultados

6.1. El peso unitario es el producto del peso de la muestra por el inverso del volumen

del recipiente (factor f).

7. Apéndice

7.1. El peso del agregado se determina restando el peso total, el peso del recipiente en

kg.

7.2.Los resultados obtenidos con la misma muestra no deben diferir en más del 1%.

8. Antecedentes

8.1. ASTM C 29-71






TABLA 3.3 DIMENSIONES DE LOS RECIPIENTES

CAPACIDAD DIÁMETRO

INTERIOR

ALTURA

INFERIOR

ESPESOR

DEL METAL

MM

T.M.A

Pié3 D m3 Pulg. mm. Pulg. mm. Fondo Pared Pulg.

1/10 3 6±.1 155±2 6.1±.1 160±2 5.0 2.5 ½

1/3 10 8±.1 205±2 11.5±.1 305±2 5.0 2.5 1

½ 15 10±.1 255±2 11±.1 295±2 5.0 3.0 1 ½

1 3 14±.1 355±2 11.2±.1 305±2 5.0 3.0 4






MÉTODO ESTÁNDAR PARA DETERMINAR CUALITATIVAMENTE LAS

IMPUREZAS ORGÁNICAS DEL

AGREGADO FINO (NTP 400.013)


NTP 311.003 Productos químicos industriales. Ácido clorhídrico.

NTP 311.059 Hidróxido de Sodio. Requisitos generales.

NTP 400.010 Extracción y preparación de las muestras.

NTP 400.011 Definición y clasificación de agregados.

2. Finalidad

La presente norma establece un método de ensayo para determinar cualitativamente los

compuestos orgánicos nocivos en agregados finos usados para elaborar concretos y

morteros.

3. Método de ensayo

3.1. Aparatos

3.1.1.Frascos ovalados de vidrio de ± 36ml de capacidad, con tapón de caucho.

3.1.2.Vidrio comparador patrón Gardner Nº 11 (Escala colorimétrica Gardner)

3.2. Reactivos

Solución al 3% de Hidróxido de sodio. Se disuelve 3 partes en peso de hidróxido de

sodio en 97 partes de agua destilada.

3.3. Muestra

Por cuarteo, se reducirá la muestra representativa a ± 500gr que serán los que se usen en

el ensayo.

3.4. Procedimiento

3.4.1.Se llena uno de los frascos de vidrio con la muestra hasta 1/3 de su altura. Se

guarda el resto de la muestra por si deba ser utilizada.






3.4.2. Luego se agrega la solución al 3% de hidróxido de sodio hasta que la muestra y

la solución alcancen una altura de 2/3 de la del frasco.

3.4.3.Se tapa el frasco, se agita vigorosamente y se deja reposar durante 24 horas.

3.4.4. Determinación del color: al final del período de reposo, se compara el color del

líquido que sobrenada con el del vidrio Patrón, anotando si es:

Más oscuro, Más claro o igual.

La comparación se hace poniendo el frasco y el vidrio Patrón juntos, viendo a través de

ellos contra un fondo claro.

3.5. Expresión de los resultados

3.5.1. Si el color obtenido en la comparación es más oscuro que el patrón de referencia,

el lote del que proviene la muestra deberá rechazarse.

Sin embargo, si la coloración se debiera principalmente a la presencia de otras

sustancias inorgánicas (carbón, lignito, arcilla, etc.), el material podrá usarse después de

someterlo al ensayo para determinar el efecto de impurezas orgánicas del agregado fino

en la resistencia de morteros.

4. Apéndice

4.1. En caso no sea factible usar vidrio de color Patrón Gardner Nº 11, se puede

preparar una solución de igual color al de este patrón con la que se llenara otro frasco

igual al que contiene la muestra. Esta solución deberá renovarse frecuentemente. Se

preparara de la siguiente manera:

4.1.1.Solución de cloruro férrico: 5 partes en peso de cloruro férrico (Fe Cl3 6H2O) y

1.2 partes de solución 1:17 de ácido clorhídrico (d=1.19).

4.1.2.Solución 1:17 de ácido clorhídrico. Un volumen de ácido clorhídrico (d=1.19) en

17 volúmenes de agua destilada.

4.1.3.Solución de cloruro de cobalto: se prepara una solución que contenga una parte en

peso de cloruro de cobalto (CoCl2 6H2O) en 3 partes de solución 1:17 de ácido

clorhídrico.

La solución patrón (que reemplaza al vidrio Gardner Nº 11) contendrá:

Solución de cloruro férrico 7.5ml






Solución 1:17 de ácido clorhídrico 87.2ml

Solución de cloruro de cobalto 5.3ml.

5. Antecedentes

5.1. ASTM C-40-73, Método estándar de ensayo para determinar cualitativamente las

impurezas del agregado fino para concreto.






MÉTODO DE ENSAYO PARA DETERMINAR LA PRESENCIA DE SALES EN

LOS AGREGADOS GRUESO, FINO Y HORMIGÓN

1. Finalidad

Este método nos permite determinar la cantidad de sales que poseen los agregados-

2. Material

2.1.Agregado fino, agregado grueso u hormigón.

2.2.Agua destilada.

3. Equipo

3.1.Balanza de 100gr sensible a 0.01gr.

3.2.Un horno con su termostato de control que permita mantener la temperatura de

110±5ºC (230 ± 9ºF).

3.3.Vasos de precipitado de capacidad de 100ml.

3.4.Cápsulas de porcelana, papel filtro Nº 432, varilla de vidrio, probeta de vidrio de

500ml.

4. Preparación de la muestra de ensayo y procedimiento.

Consiste en los pasos siguientes:

4.1.De la muestra representativa se pesan 100gr. para agregado fino, 850gr para

agregado grueso, 850 gr para horrnigón.

4.2.En la probeta de vidrio se miden 100 a 500cc. de agua destilada según se trate de

agregado fino, grueso u hormigón, respectivamente.

4.3.Se deposita el agregado pesado en una cápsula de porcelana, luego se añade el agua

destilada medida.

4.4.Se agita cuidadosamente con la varilla de vidrio y se deja reposar 24 horas.

4.5. Al cabo de las 24 horas, el líquido se filtra en los vasos de precipitado a través del

papel filtro Nº 432.






4.6. Se pesa el vaso de precipitado con lo filtrado y se coloca al horno, durante 24 horas

a una temperatura de 110± 5ºC (230 ± 9ºF).

4.7. Transcurrido este tiempo, se saca el vaso del horno, se deja enfriar lo suficiente y se

pesa.

5. Cálculos

Sal (%) = P * 100

P1

Donde:

P = Peso de la sal en gr.

P1 = Peso del agua filtrada en gr.

Nota:

Antes de realizar el paso 4.5, hay que pesar los vasos de precipitado, para poder hallar

los pesos P y P1.






MÉTODO ESTÁNDAR DE ENSAYO PARA DETERMINAR EL DESGASTE

POR ABRASIÓN DEL AGREGADO GRUESO MENOR DE 1 ½”

UTILIZANDO LA MÁQUINA DE LOS ÁNGELES (AASHTO T-96)

1. Finalidad

Éste método establece el procedimiento a seguir para determinar el desgaste por

abrasión del agregado grueso, menor de 1 ½”, utilizando la Máquina de Los Ángeles.

2. Equipo

2.1.Máquina de Los Ángeles

Es un tambor cilíndrico hueco, de acero, cerrado en sus extremos, que tiene un diámetro

interior de 28 pulgadas (711 ± 5mm) y una longitud interior de 20 ± 0.2 pulgadas (508

± 5mm).

Éste tambor se montará sobre ejes fijados a sus extremos, pero sin penetrarlo, de tal

manera que pueda girar alrededor de estos ejes que están en posición horizontal.

El cilindro tiene una abertura para introducir la muestra de ensayo y una tapa hermética

a prueba de polvo para cubrirla, con medios adecuados para atornillarla en su sitio.

La tapa está construida de tal manera que mantenga la continuidad de la superficie

cilíndrica interior, a menos que la aleta o repisa esté colocada de tal manera que la

carga no caiga sobre la tapa, ni se ponga en contacto con ella durante el ensayo.

La máquina lleva una paleta desmontable de acero a lo largo de una generatriz de la

superficie interior del cilindro que se proyecta radialmente 3 ½” pulgadas (9cm) hacia

su interior y está sujeta con pernos u otros medios adecuados para que se mantenga

firme y rígida.

La posición de la paleta es tal, que su distancia a la abertura medida a lo largo de la

circunferencia del cilindro en la dirección de la rotación, no se menor a 127cm (50”).

Nota:

Se prefiere el uso de una aleta de acero resistente al desgaste, de sección rectangular y

montada independientemente de la tapa. Sin embargo, se puede usar una aleta de perfil






laminado angulado, debidamente montada en la parte interior de la tapa, siempre y

cuando la dirección de la rotación sea tal que la carga se recoja en la cara exterior del

ángulo.

2.2. Tamices

Todos los tamices especificados para usar este método, deberán cumplir con las Normas

AASHTO M-42.

2.3. Balanza

Una balanza sensible al 0.1% de la carga ensayada.

3. Materiales

3.1. La carga abrasiva consistirá de esferas de acero, cada una de ellas deberá tener un

diámetro de 1 27/32” (46.8mm) y pesar entre 390gr y 445gr.

3.2. La carga abrasiva que se coloque dentro del tambor dependerá de la granulometría

de la muestra a ensayarse como se describe en la sección 4.1.

La carga abrasiva debe ser como se indica en la tabla 3.2.

4. Muestra de ensayo

4.1.La muestra estará constituida por agregado limpio representativo del material a

ensayar.

Si el material no esta limpio, deberá ser lavado. El agregado limpio deberá secarse al

horno a una temperatura de 110 ± 5ºC hasta un peso aproximadamente constante y que

cumpla con una de las gradaciones indicadas en la tabla 4.1.

Se anota el peso de la muestra con aproximación de gramo, antes del ensayo.

5. Procedimiento

5.1.Se coloca la muestra de ensayo y la carga abrasiva en la Máquina de Los Ángeles, y

se rota a una velocidad de 30 a 35 r.p.m hasta alcanzar 500 revoluciones.

La máquina se acciona y estará equilibrada de manera tal que mantenga una velocidad

periférica uniforme.

Nota:

Una pérdida de carrera en el mecanismo motor puede arrojar resultados de ensayo

diferentes al de otras Máquinas de Los Ángeles que rotan a una velocidad periférica

constante.






Después del número de revoluciones prescritas se descarga el material y se hace una

separación preliminar de la muestra en el tamiz de abertura mayor que el tamiz Nº 12

(1.70mm).

Luego se tamiza la porción más fina en el tamiz Nº 12.

Se lava el material más grueso que el tamiz Nº 12 y se seca a una temperatura de

105ºC a 110ºC hasta un peso constante, y se pesa con aproximación de 5 gramos.

Si el agregado no contiene material adherido, o polvo, no será necesario lavarlo, ni

antes ni después del ensayo. La falta de lavado, después del ensayo, raras veces hará

variar en más de 0.2% el porcentaje de desgaste.

El porcentaje de desgaste que se obtenga por este método, no es igual al que se obtenga

mediante el método ASTM C-535*

*El método ASTM C-535 es para agregados que están comprendidos entre 3ª y 3/4”.

6. Cálculos

La diferencia entre el peso original y el peso final de la muestra de ensayo, se expresa

como porcentaje del peso original. Este valor se toma como el porcentaje de desgaste

(De).

TABLA 3.2 CARGA ABRASIVA

GRANULOMETRÍA Nº DE ESFERAS PESO DE LA CARGA

(gr.)

A 12 5000 ± 25

B 11 4584 ±25

C 8 3330 ± 20

D 6 2500 ± 15






TABLA 4.1 GRADACIONES DE MUESTRA DE ENSAYOS.

TAMAÑO DE TAMICES

(ABERTURA CUADRADA)

GRANULOMETRÍA DE LAS

MUESTRAS (GR.).

PASA RETENIDO A B C D

mm. Pulg. mm. Pulg.

37.50 1 ½ 25.00 1 1250 ±25

25.00 1 19.00 0.75 1250 ±25

19.00 0.75 12.50 0.5 1250 ±10 2500±10

12.50 0.5 9.50 0.38 1250 ±10 2500±10

9.50 0.38 6.30 0.25 - - 2500±10

6.30 0.25 4.75 Nº 4 - - 2500±10

4.75 Nº 4 2.36 Nº 8 - - - 5000±10

Total 5000±10 5000±10 5000±10 5000±10






MÉTODO DE ENSAYO PARA LA DETERMINACIÓN CUALITATIVA DE

CLORUROS Y SULFATOS

(NTP 400.014)


NTP 311.002 Productos químicos industriales. Ácido nítrico.

NTP 311.003 Productos químicos industriales. Ácido clorhídrico.

NTP 400.010 Extracción y preparación de las muestras.

NTP 400.011 Definición y clasificación de los agregados.

2. Objeto

2.1. La presente norma establece un método de ensayo para la determinación cualitativa

de cloruros y sulfatos en los agregados usados para elaborar concretos y morteros.

3. Métodos de ensayo

3.1. Aparatos.

3.1.1. Tubos de prueba

3.1.2. Vasos de precipitado

3.1.3. Embudo de vidrio.

3.1.4. Varilla de vidrio

3.1.5. Papel filtro whaltman Nº 42 o equivalente de 11cm de diámetro.

3.2. Reactivos

3.2.1. Agua destilada

3.2.2. Solución al 1% de Nitrato de Plata: se disuelve 1 parte en peso de nitrato en 99

partes de agua destilada.

3.2.3. Solución al 10% de cloruro de bario: se disuelve 10 partes en peso de cloruro de

bario en 90 partes de agua destilada.

3.2.4. Solución al 5% de ácido nítrico: se disuelve en agua destilada, 5ml. de ácido

nítrico (d=1.42) y se lleva el volumen a 100ml. agregando agua destilada.

3.2.5. Solución al 5% de ácido clorhídrico: se disuelve en agua destilada 5ml. de ácido

clorhídrico (d=1.19) y se lleva el volumen a 100ml agregando agua destilada.

3.3. Muestra






Las cantidades de muestra para el ensayo serán de 100gr., para el agregado fino y 500gr.

para el agregado grueso, tomadas de acuerdo a la norma NTP 400.010.

3.4. Procedimiento

3.4.1. Se coloca la muestra en un vaso de precipitado, se agrega un volumen de agua

destilada equivalente al peso de la muestra, se agita cuidadosamente con una varilla de

vidrio y se deja reposar 24 horas. Luego se filtra; si el filtrado no es claro, se vuelve a

pasar por el mismo hasta que desaparezca toda la turbidez. Este filtrado será el que se

someterá a los ensayos.

3.4.2. Determinación de cloruros:

3.4.2.1.Se toma 2ml. de filtrado y se vierten a un tubo de prueba; se acidifica con

aproximadamente 1ml. de la reacción de ácido nítrico (Reactivo 2.2.4), y luego se añade

unas gotas de la solución de nitrato de plata (reactivo 2.2.2). Un precipitado blanco

lechoso indica la presencia de cloruros.

3.4.2. Determinación de los sulfatos:

3.4.2.1 Se toma 2ml. de filtrado y se vierten a un tubo de prueba; se acidifica con

aproximadamente 1ml. de la reacción de ácido clorhídrico (Reactivo 2.2.5), y luego se

añaden varias gotas de solución de cloruro de bario (Reactivo 2.2.3). Un precipitado

blanco, fino, cristalino indica la presencia de sulfatos.

3.5. Expresión de los Resultados

3.5.1. Si la determinación de cloruros no se produce ninguna reacción (solución

transparente) el resultado es negativo. Si la solución se tornara ligeramente blanca se

considera como trazas y se produce un precipitado blanco lechoso la cantidad es

apreciable.

Nota:

Si se requiere aún mayor precisión, se deberá hacer la determinación cualitativa de

cloruros por cualquier método analítico reconocido, en el líquido obtenido según 2.4.1.

3.5.2. Si en la determinación de sulfatos apareciera una cantidad apreciable de

precipitado cristalino, es índice de que el contenido de sulfatos es considerable.

Nota:






Si se requiere mayor precisión, se procederá a la determinación cuantitativa de sulfatos

por cualquier método analítico reconocido, en el líquido obtenido según 2.4.1






MÉTODO ESTÁNDAR DE ENSAYO PARA ANÁLISIS POR

TAMIZADO DE AGREGADO FINO Y GRUESO (ASTM C-136)

1. Alcances

Este método establece la determinación de la distribución del tamaño de partículas de

agregado fino y grueso por tamizado.

2. Sumario del Método

Una muestra pesada de agregado seco es separada a través de una serie de tamices de

abertura progresivamente decrecientes, para determinar el tamaño de las partículas.

3. Aparatos

Balanza

Una balanza sensible al 0.1% del peso de la muestra que se va a ensayar.

Tamices o Mallas

Serán montados sobre estructuras construidas de tal manera que se previnieran las

pérdidas de material durante el tamizado. Tamaños aceptables de mallas serán

seleccionadas para proveer la información requerida por las especificaciones que

cubren el material a ser ensayado. Las mallas estarán de acuerdo a lo especificado por la

ASTM E-11 para mallas de tela metálica detalladas en la tabla 3.2.

Horno

Capaz de mantener una temperatura uniforme de 110 ± 5ºC (230 ± 9º F)

Cepillo

Para limpieza de los tamices más finos.

4. Muestra de ensayo

La muestra de agregado a ser ensayada por análisis de tamizado, será correctamente

mezclada y reducida por cuarteo a una cantidad aceptable para el ensayo. El agregado

fino será humedecido antes de la reducción para minimizar la segregación y pérdida de

polvo. La muestra para el ensayo será aproximadamente del peso deseado cuando seque






y sea el resultado final del método de reducción. La reducción a un peso exacto

predeterminado no será permitida.

Agregado fino

La muestra de ensayo se pesará después de secado, aproximadamente las siguientes

cantidades:

Agregado pasando por lo menos el 95% por la malla Nº 8: 100gr.

Agregado pasando por lo menos el 85% por la malla Nº 4 con más del 5% retenido en la

malla Nº 8: 500gr.

Agregado grueso

El peso de la muestra de ensayo concordará con lo indicado en la tabla 4.3

En caso de mezcla de agregado fino y grueso, el material deberá ser separado en dos

tamaños en la malla Nº 4. las muestras de agregado fino y grueso serán separadas.

5. Procedimiento

Secar la muestra a peso constante a una temperatura de 110 ± 5ºC(230º ± 9º F).

Colocar los tamices en forma decreciente según el tamaño de abertura de arriba abajo y

coloque la muestra en el tamiz superior. Agitar los tamices por aparato mecánico o

manualmente. Sin embargo, en caso de duda, se toma por válido el tamizado a mano;

para esto se toma cada tamiz con su tapa y base, se le imprimirá movimientos

permanentes en direcciones frecuentes cambiantes: adelante, atrás, izquierda, derecha,

arriba, abajo y circular. En ningún caso se facilita con la mano, el pasaje de las

partículas a través del tamiz.

Continuar el tamizado por un período suficiente, dándose por finalizada la operación

cuando en el transcurso de un minuto no pasa más del 1% en el peso del material

retenido sobre el tamiz.

6. Cálculos

Se calcula los porcentajes en base al peso total de la muestra, incluyendo cualquier

material más fino que la malla Nº 200.






La suma de los pesos retenidos por todos los tamices debe ser igual al peso original, si

se difiere en más del 1% (error permisible) debe repetirse el ensayo.

TABLA 3.2. TAMICES ESTÁNDAR ASTM PARA CONCRETO

DENOMINACIÓN DEL

TAMIZ

ABERTURA EN PULG. ABERTURA EN mm.

3” 3.00 75.00

1 ½” 1.50 37.50

¾” 0.75 19.00

3/8” 0.3750 9.50

N º 4 0.1870 4.75

Nº 8 0.0930 2.36

Nº 16 0.0469 1.18

Nº 30 0.0234 0.59

Nº 50 0.0170 0.2950

Nº 100 0.0059 0.1475

Nº 200 0.0029 0.0737

TABLA 4.3 PESO MÍNIMO DE LA MUESTRA DE ENSAYO DEL

AGREGADO GRUESO

TAMAÑO MÁXIMO NOMINAL.

ABERTURA CUADRADA

PULG.(mm)

PESO MINIMO DE LA MUESTRA

(KG)

3/8” (9.5) 2

½” (12.5) 4

¾”(19.0) 8

1” (25.4) 12

1 ½” (38.1) 16






2” (50.8) 20

2 ½” (63.5) 25

3” (76.2) 45

3 ½” (88.9) 70






MÉTODO ESTÁNDAR DE ENSAYO PARA DETERMINAR EL PESO

ESPECÍFICO Y ABSORCIÓN DEL AGREGADO FINO

(ASTM C-128)

1. Alcances

Este método cubre la determinación de peso especifico de masa y aparente, a la

temperatura de 23ºC (73.4ºF), y la absorción del agregado fino.

El peso específico de masa es la característica generalmente usada para calcular el

volumen ocupado por el agregado en el concreto de cemento Pórtland.

2. Equipo

2.1.Balanza

Con una capacidad de un 1 kg a más, sensible a 0.1gr o menos y aproximada dentro del

0.1% de la carga de ensayo. Dentro de un rango de 100gr de la lectura de ensayo, a una

diferencia entre lecturas deberá aproximarse a 0.1gr.

2.2.Picnómetros

Un frasco u otro recipiente adecuado dentro del cual la muestra de ensayo de agregado

fino puede ser fácilmente introducido y en el cual el volumen contenido puede ser

reproducido dentro del ± 0.1 c m3 . El volumen del recipiente llenado hasta la señal

será por lo menos 50% mayor que el espacio requerido para acomodar la muestra de

ensayo. Un frasco de 500c m3 de capacidad es satisfactorio para la muestra de ensayo

de 500 gr de los agregados finos,

2.3. Molde

Un molde metálico en forma de tronco de cono con las dimensiones siguientes 40±3mm

de diámetro interior en el extremo superior, 90±3mm de diámetro interior en el fondo,

75±3mm de altura y con un espesor mínimo de 0.8mm.

2.4. Pisón






Un pisón metálico pesando 340±15gr (12±1/2 onzas) con una Basse circular plana de

25±3 mm. de diámetro.

3. Preparación de la muestra

3.1. Obtener aproximadamente 1000gr de agregado fino de la muestra por cuarteo.

Secarlo en un recipiente o vasija adecuada a peso constante y a una temperatura de 100º

a 110ºC (212º a 230ºF). dejarlo enfriar hasta una temperatura adecuada para la

manipulación, cubrirlo con agua y permitirle permanecer por 24±4 horas. Luego

inclinar el depósito suavemente para extraer el agua en exceso, evitando la pérdida de

finos.

Extender la muestra sobre una superficie expuesta a una corriente de aire caliente,

moviéndola suavemente, y agitar frecuentemente para asegurar un secado uniforme.

Continuar esta operación hasta que la muestra de ensayo se aproxime a la condición de

saturado superficialmente seco. Entonces colocar una tercera parte del agregado fino

parcialmente sexto dentro del molde, sostenido firmemente sobre una superficie plana

no absorbente con el diámetro mayor abajo, compactar ligeramente la superficie

mediante 25 golpes, desde una altura de 1 a 1.5 cm. con el propio peso del pisón;

repitiendo para las dos terceras partes restantes, luego se enrasa y se levanta el molde

verticalmente. Si todavía esta presente la humedad superficial, el agregado fino

mantendrá el perfil moldeado. Continuar con el secado agitando constantemente y

ensayarlo a intervalos frecuentes hasta que el agregado apisonado asiente suavemente

sobre la separación del molde. Esto indica, que el material a alcanzado una condición de

saturado superficialmente seco.

Nota:

Cuando los valores de absorción y de peso específico son usados en el

proporcionamiento de mezcla de concreto con agregados, usados en su condición de

humedad natural, el requerimiento para secado inicial a peso constante puede ser

eliminado, y si la superficie de las partículas ha sido mantenida húmedas, las 24 horas

de remojo pueden ser eliminadas.






El proceso descrito en la sección 3 está destinado a asegurar que la primera tentativa

del ensayo del cono esté hecha con alguna agua superficial en la muestra. Si el agregado

fino se asienta a la primera tentativa totalmente, éste ha sido secado pasando la

condición de saturado superficialmente sexto; en este caso mezcle unos pocos c m3 de

agua con el agregado fino y permita permanecer al material en un recipiente cubierto

por 30 minutos.

4. Procesamiento

4.1. Inmediatamente introduzca dentro del picnómetro 500gr del agregado fino

preparado como está descrito en la sección 3, y llene con agua hasta aproximadamente

el 90% de su capacidad. Ruede, invierta y agite el picnómetro hasta eliminar todas las

burbujas de aire. Agite su temperatura a 23 ± 1.7ºC (73.4 ±3º F), si es necesario por

inmersión de aire circulante, lleve el nivel de agua en el picnómetro hasta su capacidad

calibrada. Determine el peso total del picnómetro, de la muestra y del agua.

4.2. Remueva el agregado fino del picnómetro, seque a peso constante a una

temperatura de 100 a 110ºC, enfríe al aire a una temperatura ambiental por 3 a 90

minutos y pésela.

4.3. Determine el peso del picnómetro llenado hasta la capacidad de calibración con

agua 23±1.7ºC.

5. Peso específico de masa

5.1. Calcular el peso específico de masa a 23ºC como sigue:

P.E. = A

B+500-C

Donde:

A = Peso al aire de la muestra, secada en horno (gr)

B = Peso del picnómetro llenado con agua (gr)

C = Peso del picnómetro con la muestra y el agua hasta la marca de calibración

(gr).

6. Peso específico de masa (Basada en condición de saturada superficialmente seca).






6.1. Calcular el peso específico de masa 23ºC, sobre la base del peso de agregado

saturado superficialmente seco como sigue:

P.E. (S.S.S.) = A

B+500-C

7. Peso específico aparente

7.1. Calcular el peso específico aparente a 23ºC como sigue:

P.E. (aparente) = A

B + A - C

8. Absorción

8.1. Calcular el porcentaje de absorción como sigue:

ABSORCION (%) = 500-A * 100

A

Nota:

Una cantidad diferente de 500 gramos, pero no menor de 50 gramos, puede ser usada

con tal que el peso actual sea insertado en el lugar de la cantidad “500” donde quiera

que éste aparezca en las fórmulas de 5.1, 6.1 y 8.1

Si el proceso usado es menor de 500 gramos, los límites de aproximación del pesado y

de la medición deben ser disminuidos balanceados en proporción.






TABLAS PARA EL DISEÑO DE MEZCLAS

Tabla 01: Asentamientos recomendados para diversos tipos de estructuras






NORMAS TÉCNICAS REQUERIMIENTOS FÍSICOS

DEL CEMENTO

3 dias kg/cm2 120 100 80 100 130 130

7 dias, kg/cm2 min 190 170 150 170 200 200

28 dias kg/cm2 min 280* 280* 210 280* 250 250

minutos

Inicial, min. 45 45 45 45 45 45

Final, máx. 375 375 375 420 420 420

% Máximo 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8

% máximo de expansión 0,04* (14 días) 0,10 (6 meses) 0,10*(6 meses)

7días, máx. kj/kg 290* 290*

28 dias, max. Kj/kg 330*

* Requisito Opcional

Expansion en autoclave

Resistencia a los sulfatos

Calor de hidratación

Tipo MS

ASTM C1157

NTP 334,082

Tipo IP

ASTM C595

NTP 334,044

Tipo ICO

(TIPO I

MEJORADO)

NTP 334,073

Resistencia a la

compresion

Tiempo de Fraguado

Requisitos Fisicos

Norma ASTM

Norma Técnica Peruana

Tipo I

ASTM C150

NTP 334,009

Tipo II

ASTM C150

NTP 334,009

Tipo V

ASTM C150

NTP 334,009

* Requisito opcional

─ 5,0

─ ─

─

8,00,6* 0,6* 0,6*

0,75 0,75 ─

Aluminato tricalcico

(C3A), máx %─ 8,0 5,0 ─ ─

Residuo insoluble

máx. %0,75

4,0

Pérdida por ignición,

máx. %3,0 3,0 3,0 ─ 5,0 8,0

3,0 2,3 ─ 4,0

Alcalis Equivalentes

(Na2 + 0,658 K2O),

máx %

6,0

3,5

Tipo MS

ASTM C1157

NTP 334,082

Tipo IP

ASTM C595

NTP 334,044

Tipo ICO

(TIPO I

MEJORADO)

NTP 334,073

Oxido de magnesio

(MgO), máx, %

Trioxido de azufre

(SO3), máx %

6,0 6,0 ─ 6,0 6,0

Requisitos Fisicos

Norma ASTM

Norma Técnica Peruana

Tipo I

ASTM C150

NTP 334,009

Tipo II

ASTM C150

NTP 334,009

Tipo V

ASTM C150

NTP 334,009






Muestra: Arena

Responsable: Sara Martinez Cáceres

Procedencia: Cantera Luz Mercedes - Piura

Fecha: 15/05/2008

3" 76,20

2 1/2" 63,50

2" 50,80

1 1/2" 38,10

1" 25,40

3/4" 19,00

1/2" 12,703/8" 9,51

1/4" 6,35 100,00

Nº4 4,68 4,4 0,44 99,56

Nº8 2,38 48 4,8 94,76

Nº10 2,00 12 1,2 93,56

Nº16 1,23 35,9 3,59 89,97

Nº20 0,84 70,6 7,06 82,91

Nº30 0,59 143 14,3 68,61

Nº40 0,42 229,9 22,99 45,62

Nº50 0,310 124 12,4 33,22

Nº60 0,25 118,9 11,89 21,33

Nº80 0,18 146 14,6 6,73

Nº100 0,15 31,5 3,15 3,58

Nº200 0,07 26 2,6 0,98

PLATO 9,8 0,98 0

TOTAL 1000

Peso Retenido % Retenido

%

Acumulado

Retenido

Tamiz Nº Abertuta (mm)

Análisis Granulométrico






Muestra: Arena CALICATA : V



Fecha: 15/05/2008

3" 76,20

2 1/2" 63,50

2" 50,80

1 1/2" 38,10

1" 25,40

3/4" 19,00

1/2" 12,703/8" 9,51

1/4" 6,35 100Nº4 4,68 4,9 0,49 99,51Nº8 2,38 51 5,1 94,41

Nº10 2,00 32 3,2 91,21Nº16 1,23 25 2,5 88,71Nº20 0,84 68 6,8 81,91Nº30 0,59 143 14,3 67,61Nº40 0,42 218 21,8 45,81Nº50 0,310 132 13,2 32,61Nº60 0,25 117 11,7 20,91Nº80 0,18 126,4 12,6 8,31

Nº100 0,15 32,1 3,21 5,1Nº200 0,07 26,6 2,7 2,4

PLATO 24 2,4 0TOTAL 1000 100,00

Peso Retenido % Retenido

%

Acumulado

Retenido

Tamiz Nº Abertuta (mm)







Muestra: I - Piedra

Responsable: Sara Martínez Cáceres


Fecha: 16/05/2008

Tamiz Nº Abertura (mm) % Retenido % Acumulado

Retenido

3" 76,20

2 1/2" 63,50

2" 50,80 100

1 1/2" 38,10 0,91 99,09

1" 25,40 8,39 90,7

3/4" 19,00 19,00 71,69

1/2" 12,70 32,28 39,42

3/8" 9,51 17,63 21,79

1/4" 6,35 16,32 5,47

Nº4 4,68 5,47 0,00

Nº8 2,38

PLATO

TOTAL 100,00







Muestra: I I- Piedra



Fecha: 16/05/2008

Tamiz Nº Abertura (mm) %

Retenido

%

Acumulado

Retenido

3" 76,20

2 1/2" 63,50

2" 50,80 100

1 1/2" 38,10 0,88 99,12

1" 25,40 8,41 90,71

3/4" 19,00 18,40 72,31

1/2" 12,70 31,20 41,11

3/8" 9,51 17,90 23,21

1/4" 6,35 15,15 8,06

Nº4 4,68 8,06 0,00

PLATO

TOTAL 100,00







Muestra: Arena CALICATA : IV


Procedencia: Cantera FABIOLA- Piura

Fecha: 13/05/2008

Tamiz Nº Abertuta

(mm)

Peso

Retenido

%

Retenido

% Acumulado

Retenido

1 1/2" 38,10

1" 25,40

3/4" 19,00

1/2" 12,70

3/8" 9,51

1/4" 6,35 100

Nº4 4,68 4,70 0,47 99,53

Nº8 2,38 51,00 5,10 94,43

Nº10 2,00 11,00 1,10 93,33

Nº16 1,23 106,00 10,60 82,73

Nº20 0,84 31,00 3,10 79,63

Nº30 0,59 150,00 15,00 64,63

Nº40 0,42 132,00 13,20 51,43

Nº50 0,310 131,50 13,15 38,28

Nº60 0,25 81,00 8,10 30,18

Nº80 0,18 146,00 14,60 15,58

Nº100 0,15 100,00 10,00 5,58

Nº200 0,07 25,80 2,58 3

PLATO 30,00 3,00 TOTAL 1000 100,00







Muestra: Arena CALICATA : VII


Procedencia: Cantera FABIOLA- Piura

Fecha: 13/05/2008

Tamiz Nº Abertuta

(mm)

Peso

Retenido

%

Retenido

% Acumulado

Retenido

3/4" 19,00

1/2" 12,70

3/8" 9,51

1/4" 6,35 100

Nº4 4,68 4,70 0,45 99,55

Nº8 2,38 51,20 5,12 94,43

Nº10 2,00 10,80 1,08 93,35

Nº16 1,23 106,20 10,62 82,73

Nº20 0,84 30,70 3,07 79,66

Nº30 0,59 203,00 20,30 59,36

Nº40 0,42 120,00 12,00 47,36

Nº50 0,310 190,00 19,00 28,36

Nº60 0,25 44,10 4,41 23,95

Nº80 0,18 114,00 11,40 12,55

Nº100 0,15 103,00 10,30 2,25

Nº200 0,07 22,50 2,25 0

PLATO 20,60 2,06 TOTAL 1000 100,00







Muestra: I - Piedra


Procedencia: Cantera FABIOLA - Piura

Fecha: 16/05/2008


Retenido

%

Acumulado

Retenido

3" 76,20

2 1/2" 63,50

2" 50,80

1 1/2" 38,10

1" 25,40 100

3/4" 19,00 0,52 99,48

1/2" 12,70 90,00 9,48

3/8" 9,51 9,09 0,39

1/4" 6,35 0,39 0

PLATO

TOTAL 100,00


Muestra: II - Piedra


Procedencia: Cantera FABIOLA - Piura

Fecha: 16/05/2008


Retenido

%

Acumulado

Retenido

3" 76,20

2 1/2" 63,50

2" 50,80

1 1/2" 38,10

1" 25,40 100

3/4" 19,00 0,54 99,46

1/2" 12,70 89,93 9,52

3/8" 9,51 8,84 0,68

1/4" 6,35 0,68 0

PLATO

TOTAL 100,00






FOTOS






CONTENIDO ÓPTIMO DE HUMEDAD






ROTURA DE LAS PROBETAS

ROTURA DE PROBETAS

41602492.pdf

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