COMPORTAMIENTO DEL CONCRETO PERMEABLE UTILIZANDO AGREGADO GRUESO DE LAS CANTERAS, EL CARMEN, ARAMUACA Y LA PEDRERA, DE LA ZONA ORIENTAL DE EL SALVADOR

UNIVERSIDAD DE EL SALVADOR FACULTAD MULTIDISCIPLINARIA ORIENTALDEPARTAMENTO DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA

TEMA:

COMPORTAMIENTO DEL CONCRETO PERMEABLE UTILIZANDO AGREGADO GRUESO DE LAS CANTERAS, EL CARMEN, ARAMUACA Y LA PEDRERA, DE LA ZONA ORIENTAL DE EL SALVADOR

PRESENTAN:

BARAHONA AGUILUZ, RENE ALEXIS MARTINEZ GUERRERO, MARLON VLADIMIR ZELAYA ZELAYA, STEVEN EDUARDO

PARA OPTAR POR EL TITULO DE: INGENIERO CIVIL DOCENTE DIRECTOR:ING. JOS LUIS CASTRO CORDERO FEBRERO 2013SAN MIGUEL, EL SALVADOR, CENTRO AMERICA

UNIVERSIDAD DE EL SALVADOR

RECTOR:

Ing. Mario Roberto Nieto Lovo

VICERRECTOR ACADEMICO:

Maestra. Ana Mara Glower de Alvarado

SECRETARA GENERAL:

Ana Leticia Zavaleta de Amaya

FACULTAD MULTIDISCIPLINARIA ORIENTAL DECANO:

Lic. Cristbal Hernn Ros

SECRETARIO:

Lic. Jorge Alberto Ortz Hernndez

JEFE DE DEPARTAMENTO DE INGENIERA Y ARQUITECTURA:

Ing. Luis Clayton Martnez

iiUNIVERSIDAD DE EL SALVADOR FACULTAD MULTIDISCIPLINARIA ORIENTALDEPARTAMENTO DE INGENIERA Y ARQUITECTURA.

TRABAJO DE GRADUACIN PREVIO A LA OPCIN AL GRADO DE:

INGENIERO CIVIL

TITULO: COMPORTAMIENTO DEL CONCRETO PERMEABLEUTILIZANDO AGREGADO GRUESO DE LAS CANTERAS, EL CARMEN, ARAMUACA Y LA PEDRERA, DE LA ZONA ORIENTAL DE EL SALVADOR

PRESENTADO POR: BARAHONA AGUILUZ, RENE ALEXISMARTINEZ GUERRERO, MARLON VLADIMIR ZELAYA ZELAYA, STEVEN EDUARDOTRABAJO DE GRADUACIN APROBADO POR: DOCENTE DIRECTOR:ING. JOS LUIS CASTRO CORDERO

CIUDAD UNIVERSITARIA, FEBRERO 2013.

iiiTRABAJO DE GRADUACIN APROBADO POR:

Ing. Jos Luis Castro CorderoDOCENTE DIRECTOR

Ing. Milagro de Mara Romero de GarcaCOORDINADORA DE PROCESOS DE GRADUACIN

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Con todo Nuestro Corazn Agradecemos a Dios Todopoderoso por permitirnos culminar nuestros estudios Universitarios, ya que su sabidura, misericordia y proteccin estuvieron siempre con nosotros a lo largo de esta travesa.A nuestros padres, hermanos, familiares y amigos que han depositado en nosotros su confianza, estando presentes en ellos esa disposicin a brindarnos su apoyo y permitir que exista en sus corazones esa fe que les hace creer que somos capaces de lograr nuestras metas.A nuestro Docente Director, Ing. Jos Luis Castro Cordero por su dedicacin, paciencia, por sus exigencias que nos demuestran cmo ser mejores tanto profesional como estudiantilmente, por ese ahnco y espirito de enseanza que posee que permite que el alumno se esmere y se esfuerce para obtener buenos resultados. A la Ing. Milagro de Mara Romero por su bondad y carisma en el momento de ensearnos, brindndonos siempre el respeto, consideracin y grado de importancia que nos merecemos como estudiantes y personas.Al Instituto Salvadoreo del Cemento y del Concreto ISCYC por el patrocinio, apoyo y conocimientos que nos brindaron, gracias Ing. Alejandro Gonzlez (Director Ejecutivo ISCYC), Ing. Carlos Quintanilla por prestarse a impartir en nosotros su conocimiento, al Ing. Marlon Vigil que con paciencia y dedicacin nos ense, Ing. Carlos Ernesto Montoya Cuadra (Jefe Planta HOLCIM San Miguel) y Tc. Nery Salinas Gamero (Tcnico de Laboratorio planta HOLCIM San Miguel), gracias a ellos por el tiempo que nos brindaron y la oportunidad de utilizar el laboratorio para realizar las pruebas.Y como futuros Ingenieros Civiles, estamos dispuesto a brindar nuestros servicios a beneficio de la sociedad, poniendo en prctica nuestros conocimientos adquiridos en el transcurso de la carrera.

AGRADECIMIENTOS

A Dios por haberme permitido llegar hasta este punto y haberme dado salud para lograr mis objetivos, adems de su infinita bondad y amor.A mi Padre Baltazar Alejandro Barahona Q.E.P.D, que a pesar de que a mi temprana edad parti con Dios, pero su amor y cario siempre han estado conmigo y s que desde el seno de Dios l ha cuidado de m.A mi madre Francisca Aguiluz Martnez por haberme apoyado en todo momento, por sus consejos, sus valores, por la motivacin constante que me ha permitido ser una persona de bien, pero ms que nada por su amor.A mi hermana Yessica Roci Chicas Aguiluz, que ha estado junto a m siempre, por el amor y la compresin que ha mostrado hacia m, por el respeto y colaboracin, espero poder compartir tambin todos sus logros.

A mi Padrastro Jos Manuel chicas por el apoyo incondicional que me ha brindado y por cuidar de mi madre siempre, mil gracias.

A mi Prima Ana Yancy Mrquez Aguiluz, por su gran Apoyo emocional, econmico, que fue quien me inspiro a seguir adelante y a no desfallecer. Por su incondicional apoyo en las buenas y en las malas, porque gracias a ella he logrado este importante logro.A mis primos/as en especial a Edwin Eli Garmendez Umaa, Gladys Mrquez Aguiluz, Alba Gloria Aguiluz Mrquez, Walter Aguiluz, que se encuentran en el exterior, que a pesar de la distancia siempre estuvieron conmigo y por haberme brindado un apoyo incondicional en los momentos que ms lo necesite.A toda mi familia en particular a ta Pilar Aguiluz Martnez por sus consejos y oraciones hacia m, a mi to Manuel Aguiluz Martnez, Juan Aguiluz Martnez,

que me apoyaron en la primera etapa de mi carrera y porque siempre confiaron en m que lo iba a lograr, con sus experiencias me guiaron por el camino correcto.A Ana Lenis Ramrez Fuentes por ser una persona especial en mi vida, porque ha sido pieza fundamental en el rompecabezas de este triunfo, por su ayuda desinteresada, por ser mi confidente, mi amiga y mi novia, a toda su familia mil gracias.

A mis amigos, especialmente a Cristhian Alexander Torres y a su esposa Ana Ester Montano Crdova por haberme apoyado en los momentos que ms lo necesitaba incondicionalmente, mil gracias.A mis amigos y compaeros que nos apoyamos mutuamente en el desarrollo de nuestra formacin acadmica. En especial a mis compaeros de tesis Steven Zelaya por el entusiasmo, esfuerzo y dedicacin que manifest en el trabajo de graduacin; a Marlon Guerrero por ser un buen compaero en todo lo largo de la carrera.A los docentes directores, Por habernos apoyado incondicionalmente, orientndonos y brindndonos su tiempo y conocimientos.

En fin le agradezco a todas las personas que aunque no estn sus nombres aqu, estarn siempre en mi mente y estoy muy agradecido por sus importantes aportes tanto emocionales como econmicos. Desde el fondo de mi Corazn Mil gracias a todos/as.

RENE ALEXIS BARAHONA AGUILUZ.

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DEDICATORIAAgradezco este logro primeramente a nuestro Padre Dios todo poderoso que est en los cielos iluminando la vida de cada uno de nosotros y dndonos esperanza, fortaleza, sabidura e inteligencia para poder desarrllanos como persona y alcanzar nuestros objetivos y metas que nos hemos trazado, a pesar de las dificultades que se nos presenta en la vida llamase econmico, social, etc. se ha logrado sobrepasar cada uno de estos problemas es por ello que se dedic este triunfo a nuestro padre.

A mi pap y a mi mam Jos Alfredo Martnez Ramos, Ana Refugio Guerrero de Martnez respectivamente mencionado, por haberme alentado y apoyado en todos los momentos de mi vida, ya que han sido mi gua, mis maestros y mis amigos desde mi niez, sin su presencia jams hubiera logrado ser un profesional.A mis Hermanos Isaac y Alba porque ellos han estado desde siempre en mi vida siendo parte fundamental para culminar este logro.A mis Amigos y Compaeros de tesis Rene y Steven, Por ser desde que los conoc los compaeros, los amigos y se podra llamar casi hermanos, a ustedes los dedico este logro, porque juntos nos hemos apoyada en diferente parte de nuestra carrera y nuestra vida.A mi hijo Diego Vladimir Martnez Quinteros, que has sido una gran bendicin en mi vida te dedico este logro hijo a estos dos meses de nacido que tenes porque s que un da leers este documento (tesis) y s que te servir de motivacin y orgullo. Te quiero mucho hijo y nimo.Al Ing. Jaime Perla Palacios, por haber sido un maestro para la vida como Profesional.A todos muchas gracias por el apoyo que me ha brindado.

viiiMARLON VLADIMIR MARTNEZ GUERRERO. DEDICATORIA

Citando el Salmo 136:1 digo Dad Gracias y alabanzas a DIOS porque l es bueno y para siempre su misericordia, Mi Amado Dios este Triunfo te le dedico a ti Padre Eterno que a lo largo de mi vida usted es quien ha estado con migo en cada instante y le doy Gracias Infinitamente porque usted es quien me provey de las fuerzas y por su misericordia es que eh llegado donde estoy, y con todo mi corazn digo Gracias Dios!

A mis Padres Olga Zelaya y Oswaldo Zelaya que con sus palabras y afecto me alientan da a da a seguir a delante y no desmayar. Gracias por todas esas veces que se sacrificaron por m y llenos esmero y esfuerzo me han brindado lo indispensable, Gracias queridos Padres ustedes son el motor de mi vida. A mis hermanos Katherinne Zelaya y Edwin Zelaya, por brindarme instante de alegra y permitir que exista entre nosotros ese espritu de hermandad, y ese amor fraternal que siempre nos ha caracterizado. Mi gran Familia Zelaya, todos mis tos, mis primos, que si los menciono uno a uno la lista sera interminable, pero s que todo el tiempo sus palabras han sido un soporte para m y sin duda son una bendicin. A mi Ta Emilia Zelaya por sacrificarse a s misma para garantizar mi cuidado y bienestar en mi poca de infancia. Y a mis queridos abuelos (Q.D.D.G) cuyas palabras y recuerdos llevo en mente y en mi corazn. A la Familia Luna Lanez por abrirme las puertas de su hogar, brindarme el apoyo, confianza y aquellas palabras de consejo nimo y aliento que nunca faltaron. Y en Especial a la Sri. Nurian Luna por ser ese faro que me ilumina con momentos felices y me dota de muchos instantes de alegra.A mis compaeros de Tesis Marlon Guerrero y Rene Barahona, como olvidar todas las noches de desvelo, semanas reunidos, horas de clase el tiempo que

xihemos convivido lo que ha conllevado desarrollar esa camaradera, ese compaerismo, esa amistad que con el tiempo esperamos que no se pierda y sin duda a lo largo de la carrera nos hemos transformado mutuamente en nuestra propia escuela aprendiendo el uno del otro. Gracias Bichos por Permitirme trabajar con ustedes!A mi compaera y Amiga; Milagro Zambrano que estuvo con migo desde el primer ciclo de la Universidad y ha estado lo largo de todo este tiempo, celebrando mis triunfos, alentndome ante mis momentos de flaqueza, demostrndome ese apoyo incondicional en cada instante. Eh conocido muchas personas, pero entre los pocos que tiene el ttulo de amigos estas t, Gracias por ser mi amiga!A mi tutor a lo largo de la Carrera Ing. Mauricio Zelaya que me ha instruido sobre la carga acadmica de cada materia y siempre estuvo dispuesto a brindarme la informacin y ayuda que necesit.A mis hermanos de la Iglesia De Dios Pentecostal M.I, a la familia Pastoral Alfredo y Dinora Hernndez por sus mltiples oraciones, alentarme en los momentos de angustia, darme sus consejos y apoyo espiritual.Y en fin no hay palabras que manifiesten la gratitud en mi corazn, el cual es un smbolo de nobleza y dignidad que prevalecer como baluarte en mi vida.

STEVEN EDUARDO ZELAYA ZELAYA.

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INDICE

xiINDICExiINTRODUCCION2ANTECEDENTES4JUSTIFICACION7PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA8OBJETIVOS10OBJETIVO GENERAL10OBJETIVOS ESPECIFICOS10ALCANCES11LIMITACIONES12METODOLOGIA13TIPO DE INVESTIGACION13UNIDAD DE ANALISIS13MUESTRA14PRUEBA DE COMPRESIN DE CILINDROS14PRUEBA DE RESISTENCIA A FLEXIN15PRUEBA DE INFILTRACIN CILINDROS:15DESCRIPCCION DE VARIABLES15TECNICAS DE RECOLEPCION DE DATOS16PRUEBA DE INFILTRACIN16PRUEBA DE RESISTENCIA A COMPRESIN17PRUEBA DE RESISTENCIA A FLEXIN17PROCEDIMIENTO DE DATOS17ANALISIS DE RESULTADOS18MARCO TEORICO19MARCO CONCEPTUAL20CONCRETO PERMEABLE20GENERALIDADES DEL CONCRETO24INTRODUCCIN GENERAL AL CONCRETO24DEFINICIN DEL CONCRETO24CONCRETO RECIN MEZCLADO29PROPIEDADES DEL CONCRETO FRESCO30TRABAJABILIDAD31SANGRADO Y ASENTAMIENTO32CONSOLIDACIN33HIDRATACIN, TIEMPO DE FRAGUADO Y ENDURECIMIENTO35COHESIVIDAD36LA EXUDACION37PESO UNITARIO37UNIFORMIDAD37PROPIEDADES DEL CONCRETO ENDURECIDO37CURADO38VELOCIDAD DE SECADO DEL CONCRETO39RESISTENCIA40PERMEABILIDAD Y ESTANQUIDAD43RESISTENCIA A LA ABRASIN45DURABILIDAD AL INTEMPERISMO46RESISTENCIA AL CONGELAMIENTO Y DESHIELO46REACTIVIDAD LCALI-AGREGADO46CARBONATACIN48RESISTENCIA QUMICA49SULFATOS Y CRISTALIZACIN DE SALES50EXPOSICIN DEL CONCRETO A AGUA SALINAS52ELEMENTOS DEL CONCRETO53ELEMENTOS DEL CONCRETO53CEMENTO54TIPOS BSICOS DE CEMENTOS:55CLASIFICACIN DE LOS CEMENTOS55PRINCIPALES CARACTERSTICAS FSICAS DE LOS CEMENTOS.57AGREGADOS59AGUA63ADITIVOS652.4 TIPOS DE CONCRETO67CONCRETO LIGERO ESTRUCTURAL68CONCRETOS LIGEROS AISLANTES Y DE RESISTENCIA MODERADA69CONCRETO DE DENSIDAD ELEVADA72CONCRETO MASIVO73CONCRETO CON AGREGADO PRECOLOCADO78CONCRETO SIN REVENIMIENTO79CONCRETO COMPACTADO CON RODILLOS80CONCRETO LANZADO84CONCRETO DE CONTRACCIN COMPENSADA86CONCRETO BLANCO Y CONCRETO COLOREADO87CONCRETO DE CEMENTO PORTLAND POLIMERIZADO89FERROCEMENTO89CONCRETO PERMEABLE91GENERALIDADES91DEFINICION DE CONCRETO PERMEABLE91MARCO HISTORIO DEL CONCRETO PERMEABLE92IMPORTANCIA DEL USO DE CONCRETO PERMEABLE93PROPIEDADES DEL CONCRETO PERMEABLE97REVENIMIENTO 0-2 MM98PESO UNITARIO98TIEMPO DE FRAGUADO99POROSIDAD99PERMEABILIDAD100RESISTENCIA A LA COMPRESIN100CONTENIDO DE AIRE / UNIDAD DE PESO103TASA PERCOLACIN104DURABILIDAD106ABSORCIN ACSTICA108VENTAJA Y DESVENTAJAS109LAS VENTAJAS DEL CONCRETO PERMEABLE SON109DESVENTAJAS113MATERIALES.116LOS RIDOS117MATERIALES CEMENTANTE117AGUA117LOS ADITIVOS118APLICACIONES DEL CONCRETO PERMEABLE118BERMAS DE PAVIMENTO RGIDO CON TRFICO MUY PESADO119BASES DE PAVIMENTOS120CAPA DE RODADURA122COMO SISTEMA DE DRENAJE124USOS Y OTRAS APLICACIONES TPICOS INCLUYEN124DESEMPEO, COLOCACION Y DISEO125DISEO DE MEZCLA125CRITERIOS DE DOSIFICACIN126PAVIMENTOS DE CONCRETO PERMEABLE126PROCESOS CONSTRUCTIVOS DE PAVIMENTOS DE CONCRETO PERMEABLE............................................................................................................................................... 128 2.1.5.11.1 PREPARACIN DE LA SUBRASANTE Y DISEO ........................................ 1292.1.5.11.2 COLOCACIN1292.1. 5.11.3 CONSOLIDACION1332.1. 5.11.5 CURADO Y PROTECCIN137MATENIMIENTO DE PAVIMENTOS DE CONCRETO PERMEBLE139ACTIVIDADES TPICAS DE MANTENIMIENTO EL CONCRETO PERMEABLE................................................................................................................................................ 139REPARACIN DE PAVIMENTOS DE CONCRETO PERMEABLE141CONTROL DE CALIDAD DE INSPECCIN Y ENSAYO141PRE-INSPECCIN141INSPECCIN Y PRUEBAS DURANTE LA CONSTRUCCIN142POSTCONSTRUCTION INSPECCIN Y PRUEBAS143MARCO NORMATIVO145MARCO NORMATIVO NACIONAL145MARCO NORMATIVO INTERNACIONAL146NORMAS AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS (ASTM) 147NORMAS AMERICAN CONCRETE INSTITUTE (ACI)150MARCO LEGAL152INTRODUCCION AL MARCO LEGAL152LEYES APLICABLES AL CONCRETO PERMEABLE EN EL SALVADOR1542.7.2.1 ARTCULOS LEY DE MEDIO AMBIENTE154EJECUCION DE PRUEBAS161EJECUCION DE PRUEBAS A LOS AGREGADOS161ENSAYO GRANULOMETRICO DE AGREGADO GRUESO ASTM C-136161MATERIALES Y EQUIPO162PROCEDIMIENTO165MTODO DE PRUEBA ESTNDAR PARA DENSIDAD DE MASA (PESO UNITARIO) Y VACIOS EN AGREGADO ASTM C-29171MATERIAL Y EQUIPO171ASTM C-29 MTODO DE PRUEBA ESTNDAR PARA DENSIDAD DE MASA (PESO UNITARIO) Y VACIOS EN AGREGADO174METODO DE PRUEBA ESTANDAR PARA DENSIDAD, DENSIDAD RELATIVA, (GRAVEDAD ESPECIFICA) Y ABSORCION DE AGREGADO GRUESO ASTM C-127175RESUMEN DE PROCEDIMIENTO175DOCUMENTACION DE LA PRUEBA.176ASTM C-127 METODO DE PRUEBA ESTANDAR PARA DENSIDAD, DENSIDAD RELATIVA, (GRAVEDAD ESPECIFICA) Y ABSORCION DE AGREGADO GRUESO........................................................................................................................................ 178 3.2 DISEO DE MEZCLA PARA CONCRETO PERMEABLE............................................ 179RESISTENCIA A LA COMPRESION DE CILINDROS (ASTM C-39) Y RESISTENCIA A FLEXION DE CONCRETO (ASTM C -293)187DOCUMENTACION DE PRUEBA191ELABORACION DE ESPECIMENES191CURADO DE ESPECIMENES194ENSAYO DE COMPRESION DE CILINDROS1953.1.1.3.1PROCEDIMIENTO195ENSAYO DE VIGUETAS DE CONCRETO197PRUEBA DE INFILTRACION PARA CILINDROS DE CONCRETO1983.3.1.5.1 DOCUMENTACION DE LA PRUEBA198HOJAS DE RESULTADO DE PRUEBAS DE CONCRETO199RESISTENCIAS A LA COMPRESIN DE CILINDROS.199ASTM C-39 MTODO DE PRUEBA ESTNDAR PARA RESISTENCIA A COMPRESION DE ESPECIMENES DE CONCRETO200ASTM C-78 ESFUERZO A FLEXION EN CONCRETO209ACI 522 R ENSAYO DE PERMEABILIDAD PERMEAMETRO DE CARGA VARIABLE........................................................................................................................................... 220ANALISIS DE RESULTADO233INTRODUCCION233INTERPRETACION DE RESULTADOS233PROPIEDADES MECANICAS2334.2.1.2 RESISTENCIA A LA FLEXION234PROPIEDAD HIDRAHULICA2354.2.2.1 TAZA DE PRECOLACION SOBRE EL ESPECIMEN DE CONCRETO235RELACION DE RESISTENCIA A COMPRESION CON TAZA DE PRECOLACION ... 236RELACION DE RESISTENCIA A FLEXION CON TAZA DE PRECOLACION239ANALICIS DE RESULTADOS METODO PROBABILISTICO SEGN METODO ACI 214241IDENTIFICACION DEL CONCRETO MS EFICIENTE METODO CUALITATIVO.. 241 4.6.1 INTRODUCCION241CRITERIO DE EVALUACION242DATOS GENERALES DEL AGREGADO242CAPACIDAD FILTRANTE DEL CONCRETO243RESISTENCIA A COMPRESION243MODULO DE RUPTURA244GASTO DE CEMENTO POR METRO CUBICO2447.4 VERIFICACION PROBABILISTICA DE DATOS POR METODO ACI 2142454.7.1 PROCEDIMIENTO246INTRODUCCION271RECONOCIMIENTO DEL LUGAR271SELECCION DE DIMENCIONES DE LOSA DEMOSTRATIVA.272REALIZACION DE PRUEBA DESCRIPCION VISUAL-MANUAL DE LOS SUELOS (A.S.T.M.D 2488)272INRODUCCION272MATERIAL Y EQUIPO PARA LA CLASIFICACION273DE INSPECCIN VISUAL273ENSAYO DE SACUDIMIENTO274ENSAYO DE ROTURA: Se usa para determinar la resistencia en seco de un suelo y es una medida de la cohesin (adherencia entre las partculas)275ENSAYO DE PLASTICIDAD: Se realiza para suelos arcillosos, para determinar la capacidad de ser moldeado bajo un contenido de agua adecuado.276ENSAYO DE BRILLO: Se aplica a suelos cohesivos, con el objeto de conocer el grado de plasticidad de un suelo277CRITERIOS DE DIMENCIONAMINETO DE LA LOSA DEMOSTRATIVA.279SELECCIN DEL NIVEL DE SERVICIO279PREDIMECIONAMIENTO281CALCULO DE MATERIALES282MATERIALES Y EQUIPO283CONCEPTO BASICOS285DESCRIPCIN DE PROCESO CONSTRUCTIVO DEL TRAMO DE PRUEBA285PREPARACION DE HERRAMIENTAS Y MATERIALES, LIMPIEZA Y DESMONTE DEL LUGAR285TRAZO POR UNIDAD DE AREA286EXCAVACION286RELLENO CON MATERIAL GRANULAR287ENCOFRADO Y DEPOSITOS288ELABORACION Y COLADO DEL CONCRETO289CONSOLIDACION Y ENRASADO290ACABADO SUPERFICIAL291CURADO DE CONCRETO2925.7 ASTM C 1701 -09293CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES.300CONCLUSIONES300RECOMENDACIONES302BIBLIOGRAFIA304

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INDICE DE IMGENES

Ilustracin 1Fig. 2.1. Componentes del concreto: cemento, agua, agregado fino, agregado grueso, son combinados para formar el concreto25Ilustracin 2 Fig. 2.2. Variacin de las proporciones usadas en concreto, en volumen absoluto. Las barras 1 y 3 representan mezclas ricas con agregados de pequeo tamao. Las barras 2 y 4 representan mezclas pobres con agregados gruesos grandes.26Ilustracin 3 Fig. 2.3 Seccin transversal del concreto endurecido, confeccionado con grava redondeada de silicio La pasta de cemento y agua cubre completamente cada partcula de agregado y llena todos los espacios entre las partculas27Ilustracin 4 Fig. 2.4. Diez cilindros de pasta de cemento con relaciones agua-cemento de 0.25 a 0.70. La faja indica que cada cilindro contiene la misma cantidad de cemento. El aumento del agua, diluye el efecto de la pasta de cemento, aumentando el volumen, reduciendo la masa volumtrica y disminuyendo la resistencia. entre las partculas28Ilustracin 5Fig. 2.5. El concreto de buena trabajabilidad debera fluir lentamente hacia el lugar, sin segregacin.30con diferentes cementos. Ilustracin 632Ilustracin 7 Fig. 2.7. Agua de sangrado (exudacin) en la superficie del concreto recin colado en la losa 33Ilustracin 8 Fig. 2.8. Una buena consolidacin (Fig. 2.8a) es necesaria para lograrse un concreto denso y durable. Una pobre (Fig. 2.8b) puede resultar en corrosin temprana de la armadura (refuerzo) y baja resistencia a compresin34Ilustracin 9 Fig. 2.9. Efecto de los vacos, resultantes de la carencia de consolidacin, sobre el mdulo de elasticidad, resistencia a compresin y resistencia a flexin del concreto34Ilustracin Fig. 2 10 Concreto con bajo Revenimiento35Ilustracin 11 Fig. 2.11 Tiempo de inicio y fin de fraguado para una mezcla de concreto en diferentes temperaturas36Ilustracin 12 Fig. 2.12 La Resistencia del Concreto que sigue aumentando con la edad38Ilustracin 13 Fig. 2.14. Desarrollo de la resistencia del concreto a lo largo del tiempo de exposicin al aire libre.39Ilustracin 14 Fig. 2.13. Efecto de la temperatura de colocacin y de curado sobre el desarrollo de la resistencia.39Ilustracin 1541Ilustracin 16 Fig. 2.16. Variacin de resistencias tpicas para relaciones agua-cemento de concreto de cemento portland basadas en ms de 100 diferentes mezclas de concreto moldeadas entre 1985 y 1999.41 Ilustracin 17 Fig. 2.17. Ensayo a compresin de cilindro de concreto de 150 x 300-mm (6 x 12-pulg.).La carga en el ensayo es registrada en la cartula42Ilustracin 18 Fig. 2.18. Relacin entre permeabilidad al agua, relacin agua-cemento y curado inicial de la probeta de concreto44Ilustracin 19 Fig. 2.19. Efecto de la resistencia a compresin y del tipo de agregado sobre la resistencia a abrasin del concreto (ASTM C 1138). El concreto de alta resistencia confeccionado con agregado duro es bastante resistente a abrasin45Ilustracin 20 Fig. 2.20 Aparato de prueba para medir la resistencia a45

xviiiIlustracin 21 Fig. 1.21. La figuracin, el cerramiento de las juntas y la dislocacin lateral fueron causados por la severa reactividad lcali-agregado en este muro de parapeto47Ilustracin 22 Fig. 1.22. La carbonatacin destruye la habilidad del concreto de proteger el acero embebido contra la corrosin49Ilustracin 23 Fig. 2.23 . El ataque de sulfatos es frecuentemente ms severo51Ilustracin 24Fig. 2.24 Vigas de concretoIlustracin 25 Fig. 2.25. Los concretos de puentes expuestos al agua del marIlustracin 26 Fig. 2.26 Cemento54Ilustracin 27 Fig. 2.27 Agregado Fino60Ilustracin 28 Fig. 2.28 Agregado Grueso61Ilustracin 29 Fig. 2.29 Agua para el mezclado y curado del concreto63Ilustracin 30 Fig. 2.30 Arcilla Expansiva68Ilustracin 31 Fig. 2.31(Izquierda) Edificio residencial construido con bloques de concreto celular auto-clavado. (Derecha) Bloque de concreto celular auto-clavado flotando en el agua71Ilustracin 32 Fig. 2.32 El colado de una cimentacin grande como la que se muestra requiere precauciones de concreto masivo73Ilustracin 33 Fig. 2.33 (Derecha) Un pozo perforado (cajn), con 3 m (10 pies) de dimetro y 12.2 m (40 pies) de profundidad en el cual se coloc concreto de alta resistencia y bajo calor y (Izquierda) temperaturas de este concreto medidas en el centro y en el borde, en tres niveles diferentes74Ilustracin 34 Fig. 2.34 El efecto de la temperatura de colado sobre el aumento de la temperatura en el concreto masivo con 223 kg/m3 (376 lb/yd3) de cemento. Las temperaturas ms elevadas de colado aceleran el aumento de temperatura del concreto75Ilustracin 35 Fig. 2.35 Los rodillos vibratorios se usan para compactar el concreto compactado con rodillos81Ilustracin 36 Fig. 2.36 Concreto Lanzado84Ilustracin 37 Fig. 2.37. Edificio de oficinas construido87Ilustracin 38Fig. 2.38 Concreto coloreado usado en una plataforma de trnsito rpido88Ilustracin 39 FIG. 2.39 TEXTURA DEL CONCRETO PERMEABLE91Ilustracin 40 Fig. 2.40. Poblacin urbana y rural del mundo, 1959-2030.(Fuente: Naciones Unidas, Departamento de Asuntos Econmicos y Sociales. Divisin Poblacin (2006)95Ilustracin 41 Fig. 2.41 Comparacin de Agua Lluvia en 24 horas generada por tormentas histricas97Ilustracin 42Grafica 2.42 Relacin entre el contenido de aire y de presin fuerza para el concreto permeable (Meininger 1988) (1 psi = 0.006895 MPa)102Ilustracin 43 Grafica 2.43 -Relacin entre el peso de la unidad y compresin fuerza para el concreto permeable (Mulligan 2005) (1 psi = 0.006895 MPa, 1= 16,02 kg/m3 kg/m3).Relacin entre el contenido de aire y de presin fuerza para el concreto ermeable (Meininger 1988) (1 psi = 0.006895 MPa)102Ilustracin 44 Grafica 2.44 -Relacin entre el contenido de aire y la compactacin energa para el concreto permeable (Meininger 1988)102Ilustracin 45 Grafica 2.45 Relacin entre el contenido de aire y de fuerza de flexion para el concreto permeable103Ilustracin 46 Grafica 2.46 -Relacin entre la resistencia a la flexin y la resistencia a la compresin de concreto permeable (Meininger 1988) (1 psi = 0,006895 MPa)103Ilustracin 47Grafica 2.47 - Relacin entre el contenido de aire y la percolacin tasa de concreto permeable (Meininger 1988) (1 psi = 0.006895 MPa)104Ilustracin 48 Figura 2.48 Aparato para medir la permeabilidad del concreto permeable en una simple cada de cabeza permemetro)106Ilustracin 49 Fig. 2.49 Bermas en Carreteras120Ilustracin 50 Fig. 2.50 Base para pavimento de concreto permeable121

xxiIlustracin 51 Fig. 2.51 Zonas de Pasos Peatonales124Ilustracin 52-Ejemplo de tira vertical en su lugar131Ilustracin 53 Fig. 2.53Uso de regla vibratoria de enrasado el concreto permeable132Ilustracin 54 Fig. 2.54 Resultado de la franja vertical de usar despus de la eliminacin134Ilustracin 55 Fig. 2.55 Uso de Rodillo Liso para dar acabado final al concreto134Ilustracin 56 Fig. 2.56 Rodillo Secundario usado para la cruz de laminacin del concreto permeables para mejorar la calidad de conduccin de la acera134Ilustracin 57 Fig. 2.57 Borde de concreto permeable para mejorar la apariencia de las esquinas135Ilustracin 58 Fig. 2.58 Vista detallada de la herramienta de juntas para concreto permeable136Ilustracin 59 Fig. 2.59 Rodillo Principal Herramienta para Juntas136Ilustracin 60 Fig. 2.60 Demostracion de curado con lamina plsticas despus de compactacin.137Ilustracin 61 Fig. 2.61 Ejemplo de uso de barras de refuerzo para mantener bajos el material de curacin..................................................................................................................................................................138Ilustracin 62 Fig. 2.62 Concreto permeable teido138Ilustracin 63 Fig. 3.2 Peso de la Muestra166Ilustracin 64 Fig 3.1 Cuarteo de la Muestra166Ilustracin 65 Fig. 3.4 Activacin de Rop Tab166Ilustracin 66 Fig. 3.3 Seleccin y colocacin de las mallas166Ilustracin 67 Fig. 3.5 Extraccin de la muestra167Ilustracin 68 Fig. 3.6 Separacin de las muestras167Ilustracin 69 Fig. 3.7 Peso de cada muestra167Ilustracin 70 Fig. 3.8 Lavado de la Muestra176Ilustracin 71 Fig. 3.9176Ilustracin 72 Fig. 3.10 24 horas despus de su saturacin la muestra fue secada superficialmente quedando saturados sus poros176Ilustracin 73 Fig. 3.11 Peso de la Muestra Saturado177Ilustracin 74 Fig. 3.12 a y b Determinar Peso sumergido177Ilustracin 75 Fig3.13 a y b Secado al Horno de la Muestra177Ilustracin 76 Para un contenido de Vacio de20%182Ilustracin 77 Volumen de Percolacin Vs Vacos186Ilustracin 78 Fuerza de Compresin Teorica187Ilustracin 79 Fig. 3.14 Cilindros a Usarse191Ilustracin 80 Fig. 3.15 y 3.15b Elaboracin de Concreto191Ilustracin 81 Fig3.15 a y b Compactacin de Concreto192Ilustracin 82 Fig. 3.16 Moldes para vigas de concreto192Ilustracin 83 Fig. 3.17 Enrasado de Cilindro de concreto193Ilustracin 84 Fig. 3.18 a y b Contenido de Vacos de Concreto193Ilustracin 85 Fig. 3.20 Conjunto de Muestras Cilndricas de Concreto Permeable194Ilustracin 86 Fig. 3.19 Muestras de Especmenes Cilndricos de la Cantera El Carmen a 15% de Vacos..................................................................................................................................................................194Ilustracin 87 Fig. 3.21 Curado de Cilindros de Concreto194Ilustracin 88 Fig. 3.22 Formas de falla de los cilindros de concreto196Ilustracin 89 Fig. 3.23 a, Fig. b Fig. c Prueba de Compresin de Cilindros196Ilustracin 90 Fig. 3.24 y Fig. 3.24b Ruptura de Viguetas197Ilustracin 91 Fig. 3.25 Permemetro198Ilustracin 92 Cilindros de Concreto Sometidos a la Prueba de Infiltracin198Ilustracin 93 Cilindros elaborados con tubo de PVC para prueba de infiltracin198Ilustracin 94 Lugar de Losa de Prueba272

xxIlustracin 95 Sacudimiento de la muestra humeda274Ilustracin 96 Desmenuzamiento de la muestra275Ilustracin 97 Suelo en forma de cilindro276Ilustracin 98 Corte Perfil282Ilustracin 99 Trazo por Unidad de rea286Ilustracin 100 a y b Relleno con material del lugar287Ilustracin 101 a, b y c Compactacin de Material Granular288Ilustracin 102 Encofrado y Puntuales en Losa289Ilustracin 103 Recipientes y Materiales289Ilustracin 104 Colado del Concreto290Ilustracin 105 Enrasado de Concreto291Ilustracin 106 Acabado Superficial292Ilustracin 107 Curado de Concreto292

INDICE DE TABLAS

Tabla 1 VARIABLES INVOLUCRADAS (Tabla 1.1)15Tabla 2Normas para los cementos hidrulicos. FUENTE: Ministerio de Obras publicas. Unidad de Investigacin y Desarrollo Vial. Especificaciones FP-9659Tabla 3 Tamao Nominal de los Agregados62Tabla 4 Normas Para el Agua del Concreto65Tabla 5 TIPOS DE CONCRETO67Tabla 6 Propiedades tpicas del agregado y el cemento de alta densidad73Tabla 7 Capacidad de remocin de contaminantes de pavimento Permeable110Tabla 8 Actividades de Mantenimiento para un Pavimento de Concreto Permeable140Tabla 9 Tabla 9 Resultados de ensayos hecho en La zona central de El Salvador145Tabla 10 Normas internacionales de concreto146Tabla 11 Normas ASTM aplicadas a la investigacin148Tabla 12 norma ACI aplicadas a nuestra investigacin151Tabla 13 Material y Equipo Ensayo de Granulometra164Tabla 14 Tamao de la Muestra segn Peso Nominal165Tabla 15 Materiales y Equipo Peso Unitario ASTM C-29171Tabla 16 Seleccin de la muestra segn tamao nominal173Tabla 17181Tabla 18 Material y Equipo para Prueba Astm C-39 Y Astm c293188Tabla 19 Edades de los Ensayos195Tablas 20 a, b y c Propiedades Mecnicas (Resistencia a la Compresin)233Tabla 21a, b y c Propiedades Mecnicas (Resistencia a la Flexion)234Tabla 22 a, b y c Propiedades Hidrulicas (Taza de Percolacion)235Tabla 23 Datos de Resistencia a la Compresin vs Taza de percolacin El Carmen236Tabla 24 Datos de Resistencia a la Compresin vs Taza de percolacin Aramuaca237Tabla 25 Datos de Resistencia a la Compresin vs Taza de percolacin Cantera La Pedrera238Tabla 26Datos de Resistencia a la Flexion vs Taza de percolacin Cantera El Carmen239

xxiTabla 27 Datos de Resistencia a la Flexion vs Taza de percolacin Cantera Aramuaca239Tabla 28 Datos de Resistencia a la Flexin vs Taza de percolacin Cantera La Pedrera240

INDICE DE GRAFICAS

Grafica 1 Relacin entre Resistencia Compresin Vs Taza de Percolacin Cantera el Carmen237Grafica 2 Relacin entre Resistencia Compresin vs taza de percolacin Cantera Aramuaca237Grafica 3 Relacin entre Compresin vs taza de percolacin Cantera La Pedrera238Grafica 4 Relacin entre Compresin vs taza de percolacin Cantera El Carmen239Grafica 5 Relacin entre Compresin vs taza de percolacin Cantera Aramuaca240Grafica 6 Relacin entre Compresin vs taza de percolacin Cantera La Pedrera240

xxii

CAPITULO 1.0

GENERALIDADES

1

COMPORTAMIENTO DEL CONCRETO PERMEABLE UTILIZANDO AGREGADO GRUESO DE LAS CANTERAS, EL CARMEN, ARAMUACA Y LA PEDRERA, DE LA ZONA ORIENTAL DE EL SALVADOR

1.1 INTRODUCCION

El Concreto Permeable, corresponde a una de las alternativas factibles ante los daos que ocasiona el ser humano a los mantos acuferos y a los suelos. Por lo tanto el concreto permeable se puede establecer como de las medidas innovadoras ante tales problemas, en el mbito de la ingeniera civil.El concreto permeable es un concreto de desempeo, fabricado en base a cantidades controladas de cemento, agregado grueso, agua y aditivos para crear una masa de partculas de agregado cubierta con una capa delgada de pasta. Una mezcla de concreto permeable contiene poca o ninguna arena, lo que crea un contenido de vaco substancial., logrando una configuracin en su estructura que permite ciertas ventajas de funcionalidad como son la resistencia y permeabilidad. Siendo una de las primordiales caractersticas su capacidad para absorber agua, ya que su contenido de aire o de vacos varia, segn el comit American Concrete Institute (ACI) 522 R, en la cual se menciona que existe un intervalo en el contenido de vacos que es del 18%-35%; el mismo comit nos brinda otras caractersticas que definen el concreto permeable, como su capacidad de infiltracin que varia entre 81 a 731 L/min/m2 y su resistencia de 2.8 28 MPA, al igual que menciona el rango del agregado grueso que se puede usar menor a un tercio del espesor de la capa de pavimento.

Las investigaciones acerca de esta clase de concreto son relativamente nuevas, ya que recientemente han iniciado sus

2

estudios tanto a nivel mundial como a nivel salvadoreo. Actualmente en El Salvador, solo cuenta con dos estudios acerca del concreto permeable concentrndose dichos estudio en la zona central. En la zona oriental carece de investigaciones acerca del temas lo que limita la aplicacin del concreto permeable por lo tanto se pretende indagar las caractersticas tanto mecnicas como hidrulicas que poseera el concreto permeable con los agregados de las canteras industriales de la zona oriental.En el tema propuesto de investigacin se verificar el comportamiento del concreto permeable al usar diferentes clases de agregado grueso; provenientes de las canteras Aramuaca, La Pedrera, El Carmen, e identificar como varan las propiedades del concreto con respecto al agregado y de esa manera seleccionar el concreto permeable ms eficiente segn su el agregado a usarse.

1.2 ANTECEDENTES

El uso del concreto empez con los Romanos en el siglo IX A.C, en el cual se usaron como materiales primarios cal, ceniza volcnica, polvo de ladrillo y piedra; desde esa fecha el concreto ha venido evolucionando y mejorando sus caractersticas y propiedades segn lo que la sociedad y el medio demandan; desde concreto con baja resistencia que son variados hasta concretos de alta resistencia a muy temprana edad.Los Inicios del concreto permeable se revocan al ao de 1852, el concreto permeable fue usado por primera vez en la construccin de dos casas en el Reino Unido. Este concreto consista en slo grava gruesa y cemento. En el ao de 1923 se construy un grupo de 50 casas de dos pisos; las cuales fueron construidas con Clinker y agregado de Edimburgo, Escocia, dichos materiales de construccin tenan propiedades permeables. A finales de 1930, se contino empleando el concreto permeable en Escocia, en viviendas Especiales adoptando el uso de concreto permeable para la construccin de las mismas.Del mismo modo, en Europa, entre 1945 y 1956, muchas casas fueron construidas con concreto permeable. Esto fue principalmente debido a la cantidad limitadas de agregados duros y la ausencia de buenos ladrillos. Antes de la Segunda Guerra Mundial, la produccin de concreto permeable se limita a casas de dos pisos. En 1946, el concreto permeable fue utilizado para una gama mucho ms amplia de aplicaciones. La primera notificacin del uso del concreto permeable en Australia fue en 1946Con los aos, el concreto permeable se ha aplicado sustancialmente en la produccin de nuevos casas en el Reino Unido, Alemania, Holanda, Francia,

Blgica, Escocia, Espaa, Hungra, Venezuela, al Norte de frica, el Medio Oriente, Australia y Rusia.Alemania utilizo esta clase de concreto, ya que despus de la segunda guerra mundial era difcil la eliminacin de escombros, la excesiva cantidad de escombros permiti el uso de los mismo, teniendo como resultado una especie de concreto permeable, ello llevo a la determinacin de la propiedad principal tal concreto que es la capacidad de filtrar agua.Una de las razones del uso limitado del concreto permeable en Amrica es que, despus de la Segunda Guerra Mundial, Amrica del Norte no se manifest a gran escala los escases de materiales como Europa, por lo tanto en Europa se vio descubierto esta clase de concreto, pero no se llev a cabo una investigacin de ello.En 1960 se reporto el primer uso de concreto permeable en Canad utilizado en la construccin de algunas casas en Toronto. Tambin se utilizo en un edificio federal en Ottawa para su base estructural.Seguidamente se retom la investigacin de Los pisos y pavimentos permeables en la ciudad de Mxico en el ao 1994 donde han sido utilizados con xito.En los Estados Unidos se us el concreto permeable desde 1999, sometido a diferentes condiciones climticas, llegando a ser los pioneros en la creacin de Normas que estandaricen la aplicacin y el uso del concreto permeableconcreto.En el ao 2002 el comit ACI American Concrete Institute, manifest los resultados obtenidos de las pruebas realizadas en la ciudad Florida en la cual se aplic concreto permeable en Bermas y Estacionamiento, reduciendo significativamente el volumen de escorrenta en las calles y estacionamiento

que generan las precipitaciones, dando a conocer su resultado en la Norma ACI 522R-02. Posteriormente se realizaron ms investigaciones sobre el concreto permeable, los cuales se publicaron en la editorial del ao 2006 de la Norma ACI 522R-06. De la misma forma en el ao 2009 la asociacin American Society for Testing and Materials (ASTM) creo una forma para medir la taza de infiltracin de un pavimento de concreto permeable plasmando sus resultados en la Norma ASTM 1701.Actualmente se encuentran bajo anlisis en otros 24 pases.

En El Salvador empezaron a destacarse las investigaciones de concreto permeable, en el ao 2006 Instituto Salvadoreo del Cemento y Concreto (ISCYC) siendo los primeros en indagar este tema. Seguidamente en el ao de 2009 se contino el estudio del concreto permeable como tema de investigacin de grado en la Universidad Politcnica realizado por estudiantes de Ing. Civil cuyo tema de investigacin fue el siguiente Diseo De Mezcla De Concreto Poroso Para Pavimentos Hidrulicos En El Salvador.Despus en el Ao 2010 un estudiante de la Universidad de El Salvador con el apoyo del ISCYC contino con la investigacin del tema, denominndose tal investigacin Procesos constructivos, evaluacin y Post Construccin de un Pavimento de Concreto Permeable.

1.3 JUSTIFICACION

Actualmente en El Salvador, no se ha implementado de manera efectiva el uso del concreto permeable, solo se ha desarrollado temas de investigacin dirigidas por el Instituto Salvadoreo del Cemento y Concreto (ISCYC), iniciando en el ao 2006 con investigaciones previas, en el ao 2009 se realiz una propuesta de diseo de mezcla para concreto permeable, a partir del ao 2010 se ha proseguido con las exploraciones acerca de este tipo de concreto, en la Universidad de El Salvador, siendo tema de investigacin de grado.A partir de lo anterior, se percibe que en nuestro pas, existe poco conocimiento acerca del concreto permeable, y de ste se han hecho indagaciones exclusivamente en la zona central del territorio salvadoreo; sin embargo, es importante ampliar las investigaciones de este tema a otros sectores del pas (occidental, paracentral y oriental), debido a las condiciones a las cuales cada sector esta sometido (ambiental, climtica y variacin de las cualidades del agregado). Por lo tanto motiva a investigar las propiedades del concreto permeable y su aplicacin en la zona oriental de El Salvador; siendo una fuente de informacin para futuras investigaciones acerca de este tipo de concreto y su aplicacin en cualquier otra rea cuyas condiciones sean similares a las encontradas en el territorio delimitado.Al llevar a cabo investigaciones del concreto permeable en la zona Oriental del pas, se estar conociendo el comportamiento de los agregados de las canteras industrialmente explotadas de la zona oriental al emplearse como material ptreo en el concreto permeable. Por ende, los resultados obtenidos de esta investigacin darn a conocer el agregado que permita unconcreto ms eficiente (mejores caracterices mecnicas e hidrulicas).

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1.4 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

Se ha considerado el estudio del concreto permeable con los agregados de la zona oriental, debido a que no se han realizado investigaciones sobre dicho tema en nuestro entorno tomando como muestra para la realizacin de nuestra investigacin los agregados de las canteras de Aramuaca, La Pedrera, El Carmen.En nuestro medio existen que una serie de fenmenos relacionados con la intensidad de lluvia, entre ellos se manifiestan los siguientes; La Escorrenta que se genera en obras viales; dicho problema se genera debido a que el agua no sigue su ciclo natural, generando que las obras viales fallen. Desde hace mucho se han instalados sistemas de drenaje (canaletas, badenes, cunetas, etc.) para contrarrestar dicho problema, pero este sistema esta susceptible a fallas y no presenta una solucin definitiva para manejar esta escorrenta, ya que el agua al ser evacuada por la obras de drenaje, generan problemas en los puntos de descarga natural (quebradas y ros) generando crecidas repentinas del nivel del agua; provocando que las zonas de descargar no sean capaces de drenar el agua lo que con llevan a inundaciones repentinas en zonas aledaas y zonas bajas. Si las obras de drenaje no evacuan el agua de las superficies de las aceras, pasos peatonales y estacionamientos puede ocasionar problemas de estancamiento de aguas en las estructuras ya mencionadas; dicho suceso deteriora tales obras viales, lo que implica costos de mantenimiento en las estructuras y al mismo tiempo dichos estancamiento en las superficies peatonales tambin

pueden ser fuentes de vectores de enfermedades, como el dengue u otras enfermedades. Otro Problema que se puede percibir es el siguiente; Al Ejecutar la construccin de nuevas vas de acceso nuevas (carreteras, calle o caminos) se est reduciendo las superficie que tiene el suelo para infiltrar el agua lluvia (suelos impermeables) lo que ocasiona una disminucin del nivel fretico de los mantos acuferos.En vista del conjunto de problemticas antes mencionada, y percibir que no existen pruebas ni estudio del concreto permeable con los agregados ms comunes de la zona oriental, es indispensable el estudio del mismo en nuestro medio. Al investigar se obtendrn una serie caractersticas del concreto permeable con los agregados de la zona oriental (La Pedrera, Aramuaca y El Carmen), a diferentes resistencias. Y si en un futuro se desea emplear concreto permeable en la zona oriental, existir una investigacin que indique ciertos parmetros de cmo ser el comportamiento de tal concreto con un agregado ya sea de la cantera La Pedrera, Aramuaca y El Carmen y una resistencia especifica del concreto; para la zona oriental del pas.Por lo tanto se ha considerado estudiar el concreto permeable como medida de atenuacin a estos fenmenos; usando los agregados de la zona oriental aplicndolos en la misma al sector ya dicho.

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1.5 OBJETIVOS

1.5.1 OBJETIVO GENERAL Realizar un Estudio del Comportamiento del Concreto Permeable en funcin del tipo de agregado grueso utilizado.

1.5.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS Determinar las Propiedades Mecnicas (Compresin y Flexin) Hidrulicas (capacidad de filtracin) del Concreto Permeable usando el agregado grueso de las canteras Aramuaca, La Pedrera y El Carmen.

Identificar el Concreto Permeable con la mejores Caractersticas tanto Mecnicas e Hidrulicas.

Verificar el Comportamiento, in situ, del Concreto Permeable a travs de la utilizacin de una losa de prueba tipo acera.

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1.6 ALCANCES

El estudio incluyo solamente el agregado grueso de las canteras Aramuaca, El Carmen y La Pedrera de la zona oriental.

Se evalu el concreto permeable, para losas peatonales (tipo acera).

Se conoci las caractersticas a Flexin, Compresin e Hidrulicas por cada Diseo de Mezcla del concreto permeable usando agregado grueso de las canteras Pedrera, El Carmen y Aramuaca.

Se ejecutaron las pruebas que definan las propiedades de los agregados, de las tres canteras Principales de la zona Oriental (la Pedrera, El Carmen y Aramuaca).

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1.7 LIMITACIONES

En la Investigacin tan solo se considero el agregado grueso de Las Canteras El Carmen, La Pedrera y Aramuaca de San Miguel. Solo se trabajo con un porcentaje de vacos del (15% -25%)

Debido a que solo es una comparacin entre agregados de las tres canteras industrialmente explotadas en la zona oriental, no se realizo diseo de mezcla para ser validado.

Se evalu el concreto permeable para resistencias a compresin bajas, considerando el rango siguiente ( 10Mpa a 25Mpa) y resistencia a flexin segn los siguientes parmetros ( 1.0Mpa a 3.8Mpa)

No se incluy datos meteorolgicos ni diseos Hidrolgicos e Hidrulicos en nuestra investigacin.

Solo se realiz una comparacin del concreto permeable, utilizando las diferentes clases de agregados de las canteras principales de la zona oriental.

Debido a que solo es una comparacin se delimito el nmero de cilindros a evaluar.

La Prueba que se realiz en in situ del concreto permeable a la losa tipo acera, ser de carcter demostrativo.

1.8 METODOLOGIA

1.8.1 TIPO DE INVESTIGACIONLa investigacin fue de tipo Experimental; en la que se emplearon variables dependientes e independientes.Para la presente investigacin se defini como variable independiente Agregado Grueso y como variable dependiente El Comportamiento del Concreto Permeable.El objetivo de la investigacin fue conocer el comportamiento del concreto permeable con cada uno de los agregados extrados de las canteras siguientes: Aramuaca La Pedrera El Carmen

En este caso se verifico el comportamiento del concreto permeable ante tres agregados, como ejemplo de ello se puede formular la siguiente pregunta:Que pasa con el concreto permeable si yo uso agregado de la cantera El Carmen con una resistencia de diseo considerada?1.8.2 UNIDAD DE ANALISISLa unidad de anlisis para esta investigacin fueron las diferentes pruebas que se le harn a los agregados y al concreto. Las pruebas que se realizaran sern las siguientes: Se usara como mtodo de diseo de mezcla el utilizado en la ACI211.3 (para concreto de bajo revenimiento). Prueba de granulometra para grueso (ASTM C-136)

Prueba de la resistencia a la compresin de cilindros testigos de concreto (ASTM C-39) Prueba de la resistencia a la tensin por flexin en viguetas de concreto (ASTM C-293). Prueba de Permeabilidad de especmenes de concreto (ACI 522R) Se usara agregado de tamao numero N8 Se usara cemento tipo HE

1.8.3 MUESTRADe las canteras seleccionamos una muestra representativa para evaluar sus caractersticas de los agregados (pruebas de laboratorio) y con lo cual haremos nuestro diseo de mezcla para el concreto permeable y posteriormente haremos nuestros especmenes de concreto permeable, los cuales fueron nuestra poblacin a evaluar.

1.8.3.1 PRUEBA DE COMPRESIN DE CILINDROS:

Se realizaron tres especmenes por cada alternativa del concreto permeable, considerando que una alternativa consta de una resistencia y un agregado diferente, evaluado a una edad especfica (7, 14, 28 das), es decir que en el da 7 se sometern a la prueba de compresin 27 cilindros, a los 14 das se reventaran otros 27 cilindros y por ultimo a los 28 das se efectuara la prueba de compresin a los cilindros restantes que son 27.Por lo tanto la prueba de la resistencia a la compresin de cilindros de concreto permeable constara de un universo muestral de 81 cilindros en total, que se sometern a la prueba antes mencionada.(Cantidad de pruebas segn recomendacin del ISCYC).

1.8.3.2 PRUEBA DE RESISTENCIA A FLEXIN

Se tomara como muestra dos viguetas que se realizaran para cada alternativa de diseo de mezcla de concreto permeable. Las cuales se probaran a los 28 das, siendo un total de 18 viguetas a probarse. Segn ASTM C-78

1.8.3.3 PRUEBA DE INFILTRACIN CILINDROS:

Para la prueba de infiltracin se tomo como muestra tres cilindros por cada alternativa de diseo, evalundose a los 7 das, siendo un total de 27 cilindros que se somataran al mtodo de prueba de la Norma ACI 522R.1.8.4 DESCRIPCCION DE VARIABLESLas variables que gobiernan la investigacin son los agregados considerndosele como la variable independiente, seguidamente se derivaran:Tabla 1 VARIABLES INVOLUCRADAS (Tabla 1.1)

VARIABLECONCEPTONORMA

AGREGADOSClasificacionesagregadoutilizadoenelASTMD-

(INDEPENDIENTE)concreto permeable son tpicamente ya sea448 y ASTM

de un solo tamao de agregado grueso o laC 33

clasificacin de entre 3 / 8 pulgadas (19 y

9,5mm).Agregadosredondeadosy

aplastados,

normal y ligero, se han utilizado para hacer

concreto permeable

RESISTENCIA (DEPENDIENTE)Evaluaremos tanto resistencia a compresinASTM C-39 yflexin.SegnlosobjetivosdelaASTM C 78investigacin.

CAPACIDADHIDRAULICALa tasa de drenaje de concreto permeableACI 522. R(DEPENDIENTE)pavimento vara con el tamao total y laASTMdensidaddelamezcla,sinoque1701 generalmente se clasifican en el rango de 2 a18gal./min/ft2(desde81hasta730 l/min/m2).

CONTENIDODEEl Contenido de Vacos a Emplearse ser delASTM C29VACOS(DEPENDIENTE)15% al 25%

1.8.5 TCNICAS DE RECOLECCIN DE DATOSLa recoleccin de datos es considerada como la medicin ya que es una precondicin para obtener el conocimiento cientfico.En toda investigacin es necesaria llevar a cabo la recoleccin de datos a lo cual la de esta manera se da un paso fundamental para tener xitos en nuestros resultados el llevar adecuadamente la releccin de datos

1.8.5.1 PRUEBA DE INFILTRACIN

Para los especmenes que se sometern a la prueba de infiltracin a la edad 7 das, se aplicara la Norma ACI 522 R, en donde se prueba el mismo cilindros 3 ocasiones y se saca el promedio de cada del resultado de cada Pruebas y seguidamente se obtiene el promedio de los tres cilindros.Se considerara realizar una losa de concreto permeable (tipo acera) para aplicar la norma ASTM 1701 (de carcter demostrativo) y con ello medir la taza de infiltracin que posee el concreto permeable en un pavimento instalado, y al realizar la losa se estar empleando los procesos

constructivos que se utilizan para la instalacin de pavimentos de concreto permeable.

1.8.5.2 PRUEBA DE RESISTENCIA A COMPRESIN

Las Pruebas de compresin de cilindros se realizar a los 7, 14 y 28 das basndonos en la Norma ASTM C-39, donde por cada da se realizara tres lotes de prueba (uno por cada cantera), considerando un el lote de la siguiente manera:

Porcentaje de vacos a - 7 das- (3 especmenes) Lote 1 = Cantera 1 Porcentaje de vacos b 7 das - (3 especmenes) Porcentaje de vacos c 7 das - (3 especmenes)Es decir que por cada da se evaluaran 9 alternativas diferentes de diseo mezcla de concreto permeable, siendo de 27 cilindros los que se sometern a la prueba de compresin en cada edad de que se ejecutaran las pruebas.

1.8.5.3 PRUEBA DE RESISTENCIA A FLEXIN

Se realizara dos especmenes tipo vigueta por cada alternativa a evaluar, y de esa forma ejecutar la prueba de flexin y determinar su mdulo de ruptura a los 28 das. Se ejecutara esta prueba segn la Norma ASTM C-293, en donde se explica el procedimiento de la norma.1.8.6 PROCEDIMIENTO DE DATOSUna Vez obtenidos los datos tanto de Resistencia a la Compresin, Flexin y Permeabilidad, se manifestaran en una series de graficas de Permeabilidad

vs Resistencia a Compresin y Permeabilidad vs Resistencia a Flexin, basados segn las Norma ACI 522 R.1.8.7 ANALISIS DE RESULTADOSUna vez que se hayan procesado los resultados en grafica se identificara como es el comportamiento del concreto permeable con los agregados de tamao N 8 para las tres canteras y se compararan como varia la resistencias al cambiar el agregado grueso .Seguidamente se determinara el concreto ms eficiente tanto ah resistencia a la compresin, flexin y permeabilidad, es decir el concreto que posea las mejores caractersticas.

CAPITULO 2.0

COMPORTAMIENTO DEL CONCRETO PERMEABLE UTILIZANDO AGREGADO GRUESO DE LAS CANTERAS, EL CARMEN, ARAMUACA Y LA PEDRERA, DE LA ZONA ORIENTAL DE EL SALVADOR

2.1 MARCO TEMARCOREFERENCIAL

ORICO

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2.1.1 MARCO CONCEPTUAL.Como Marco Conceptual se entiende una serie de suposiciones valores y definiciones que el equipo adopta para un trabajo conjunto

2.1.1.1 CONCRETO PERMEABLE

Se encuentra dentro del espectro de los materiales ecolgicos, ya que permite la filtracin del agua al subsuelo logrando as la restauracin de los mantos acuferos. El material es sumamente durable, no degradable e increblemente resistente manteniendo sus caractersticas de permeabilidad. A continuacin se Presentan Trminos Relacionados con el Concreto Permeable:

a) COMPORTAMIENTO: Es la manera de comportarse (conducirse, portarse). Se trata de la forma de proceder de un agente, material ante cualquier variable que lo afecte.b) CONCRETO: El concreto es un material durable y resistente pero, dado que se trabaja en su forma lquida, prcticamente puede adquirir cualquier forma. Esta combinacin de caractersticas es la razn principal por la que es un material de construccin tan popular para exteriores.c) COMPORTAMIENTO DEL CONCRETO: Es la manera en la cual es concreto reacciona ante los materiales que lo componen.d) PERMEABILIDAD: Se refiere a la cantidad de migracin de agua a travs del concreto cuando esta se encuentra a presin, o a la capacidad del concreto de resistir la penetracin de agua u otras sustancias.e) CONTENIDO DE VACIOS: Masa volumtrica (masa unitaria) y vacos: La masa unitaria es el peso o masa de agregado que se necesita para llenar un recipiente con un volumen determinado. El volumen referido aqu es el ocupado por los agregados y el volumen de vacos que ocupan todo el recipiente. La masa volumtrica que ocupa los agregados comnmente usados vara entre los 1200 a 1750 kg/m. La

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cantidad de vacos afecta la demanda de pasta que necesita la mezcla la demanda de agua de mezcla u cemento aumenta con la cantidad de vacosLa cantidad de vacos vara cerca de 30% a 45% para el agregado grueso y cerca del 40% al 50% para el agregado fino. La angularidad de un agregado aumenta la cantidad de vacos mientras que un agregado bien...f) AUTOCOMPACTABLE: El concreto auto compactable se define como aquel que tiene la propiedad de consolidarse bajo su propio peso sin necesidad de vibrado, aun en elementos estrechos y densamente armados.Este concreto pertenece a la familia de los concretos de alto desempeo y tiene la propiedad de fluir sin segregacin, auto compactndose por s solo, asegurando as la continuidad del concreto endurecido.g) POROSIDAD: Es la capacidad de un material de absorber lquidos o gases. Tambin es el tamao y nmero de los poros de un filtro o de una membrana semipermeable.h) COMPONENTES DEL CONCRETO: Son aquellos materiales que en conjunto constituyen el concreto, los cuales bsicamente son agregados (arena y grava) y pasta (cemento Prtland y agua); los aditivos y adiciones son incluidos en la mezcla como componentes especiales.i) AGREGADO GRUESO: (1) Agregados predominantemente retenidos en la malla No.4 (4.75mm); o (2) aquella porcin del agregado retenida en la malla No.4.Nota: Las definiciones son alternativas a ser aplicadas bajo diferentes circunstancias. La definicin (1) es aplicada al agregado en general en su estado natural o despus de ser procesado. La definicin (2) es aplicada a una porcin de un agregado. Los requerimientos de las propiedades y la graduacin debern ser establecidos en lasespecificaciones.

j) CONCRETO ENDURECIDO: El concreto se encuentra en este estado cuando propiamente comienza la formacin del tejido filamentoso producto de la hidratacin, o gel de cemento, que endurece la pasta y que a su vez la capacita para aglutinar las partculas de los agregados, dndole resistencia mecnica a la masa del concreto.k) CONCRETO FRESCO: Mezcla de concreto recin elaborada, la cual es una masa plstica que puede ser moldeada con relativa facilidad, y que a temperatura normal de prueba permanece en ese estado durante pocas horas. Inicia desde que el concreto est recin mezclado, hasta el principio de la rigidez del mismo.l) CURADO: Procedimiento para mantener en el concreto, los contenidos de humedad y temperatura en condiciones satisfactorias, durante un perodo definido inmediatamente despus de la colocacin y acabado, con el propsito que se desarrollen las propiedades deseadas.m) MEZCLADO: Es la incorporacin de los componentes del concreto hasta el grado en que las reacciones entre s se completen; esta puede llevarse a cabo mediante medios manuales o mecnicos.n) ACI: Es una sociedad tcnica y educativa dedicada a mejorar el diseo, construccin, mantenimiento y reparacin de estructuras de hormign.o) ASTM: Siglas que corresponden a la entidad AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS. (Sociedad americana para pruebas y materiales).p) RELACIN AGUA-CEMENTO (A/C): La razn de la cantidad de agua, excluyendo slo aquella absorbida por los agregados, a la cantidad de cemento en la mezcla de concreto o de mortero; establecida de preferencia como un decimal por peso.q) TRABAJABILIDAD: Es la propiedad que determina el esfuerzonecesario para manipular, una cantidad de mezcla fresca de concreto con la mnima prdida de homogeneidad.

r) VACO DE AIRE: Es un espacio, en la pasta del cemento, mortero o concreto, lleno de aire; un vaco de aire atrapado mide ms o menos 1 mm de ancho, y es de forma irregular; estos tienen un dimetro entre 10 y 1000 ppm y asemeja una esfera.

2.1.2 GENERALIDADES DEL CONCRETO

2.1.2.1 INTRODUCCIN GENERAL AL CONCRETO

El concreto es un material durable y resistente pero, dado que se trabaja en su forma lquida, prcticamente puede adquirir cualquier forma. .Esta combinacin de caractersticas es la razn principal por la que es un material de construccin tan popular para exteriores.

Ya sea que adquiera la forma de un camino de entrada amplio hacia una casa moderna, un paso vehicular semicircular frente a una residencia, o una modesta entrada delantera, el concreto proporciona solidez y permanencia a los lugares donde vivimos.

2.1.2.2 DEFINICIN DEL CONCRETO

El concreto es bsicamente una mezcla de dos componentes: Agregado y pasta. La pasta, compuesta de Cemento Portland y agua, une a los agregados (arena y grava o piedra triturada) para formar una masa semejante a una roca pues la pasta endurece debido a la reaccin qumica entre el Cemento y el agua.

Los agregados generalmente se dividen en dos grupos: finos y gruesos. Los agregados finos consisten en arenas naturales o manufacturadas con tamaos de partcula que pueden llegar hasta 10mm; los agregados gruesos son aquellos cuyas partculas se retienen en la malla No. 16 y pueden variar hasta 152 mm. El tamao mximo de agregado que se emplea comnmente es el de 19 mm o el de 25 mm.

Como los agregados constituyen aproximadamente el 60 al 75 % del volumen total del concreto, su seleccin es importante. Los agregados deben consistir en partculas con resistencia adecuada as como resistencias a condiciones deexposicin a la intemperie y no deben contener materiales que pudieran causar

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deterioro del concreto. Para tener un uso eficiente de la pasta de cemento y agua, es deseable contar con una granulometra continua de tamaos de partculas.

La calidad del concreto depende en gran medida de la calidad de la pasta. En un concreto elaborado adecuadamente, cada partcula de agregado esta completamente cubierta con pasta y tambin todos los espacios entre partculas de agregado.

Fig. 2.1. Componentes del concreto: cemento, agua, agregado fino, agregado grueso, son combinados para formar el concreto.

La pasta se compone de materiales cementantes, agua y aire atrapado o aire incluido (intencionalmente incorporado).La pasta constituye aproximadamente del 25% hasta 40% del volumen total del concreto. La Figura 1-2 muestra que el volumen absoluto del cemento est normalmente entre 7% y 15% y el volumen del agua est entre 14% y 21%. El contenido de aire atrapado vara del 4% hasta 8% del volumen.Como los agregados constituyen aproximadamente del 60% al 75% del volumentotal del concreto, su seleccin es muy importante. Los agregados deben

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componerse de partculas con resistencia mecnica adecuada y con resistencia a las condiciones de exposicin y no deben contener materiales que puedan causar deterioro del concreto. La granulometra continua de tamaos de partculas es deseable para el uso eficiente de la pasta. A lo largo de este texto, se asumir que se usan agregados apropiados, a menos que se seale de otra manera.

Fig. 2.2. Variacin de las proporciones usadas en concreto, en volumen absoluto. Las barras 1 y 3 representan mezclas ricas con agregados de pequeo tamao. Las barras 2 y 4 representan mezclas pobres con agregados gruesos grandes.

La calidad del concreto depende de la calidad de la pasta y del agregado y de la unin entre los dos. En un concreto adecuadamente confeccionado, cada y toda partcula de agregado es completamente cubierta por la pasta y todos los espacios entre las partculas de agregados se llenan totalmente con pasta, como se ensea en la Figura 2.3

Ilustracin 3 Fig. 2.3 Seccin transversal del concreto endurecido, confeccionado con grava redondeada de silicio La pasta de cemento y agua cubre completamente cada partcula de agregado y llena todos los espacios entre las partculas

Para cualquier grupo de materiales y condiciones de curado, la calidad del concreto endurecido es fuertemente influenciada por la cantidad de agua usada con relacin a la cantidad de cemento (Fig. 2.4). Cuando grandes cantidades de agua son innecesariamente empleadas, ellas diluyen la pasta de cemento (la cola o pegamento del concreto). Las ventajas de la disminucin de la cantidad de agua son:

Aumento de la resistencia a la compresin (resistencia en compresin) y de la resistencia a flexin. Disminucin de la permeabilidad, entonces disminucin de la absorcin y aumento de la estanquidad (hermeticidad). Aumento de la resistencia a la intemperie Mejor unin entre concreto y armadura Reduccin de la contraccin (retraccin, encogimiento) y de la fisuracin (agrietamiento, fisuramiento) Menores cambios de volumen causado por el humedecimiento y el secado

Cuanta menos agua se usa, mejor es la calidad del concreto, si es que la mezcla se puede consolidar adecuadamente. Menores cantidades de agua de mezcla (mezclado) resultan en mezclas ms rgidas (secas); pero, con vibracin, an las mezclas ms rgidas pueden ser fcilmente colocadas. Por lo tanto, la consolidacin por vibracin permite una mejora de la calidad del concreto.

Fig. 2.4. Diez cilindros de pasta de cemento con relaciones agua-cemento de0.25 a 0.70. La faja indica que cada cilindro contiene la misma cantidad de cemento. El aumento del agua, diluye el efecto de la pasta de cemento, aumentando el volumen, reduciendo la masa volumtrica y disminuyendo la resistencia. entre las partculas.

Como del concreto endurecido se pueden cambiar con la adicin al concreto de aditivos qumicos, normalmente en la forma lquida, durante la dosificacin. Los aditivos qumicos comnmente se emplean para(1) el ajuste del tiempo de fraguado o de endurecimiento,(2) la reduccin de la demanda de agua,(3) el aumento de la trabajabilidad (manejabilidad, docilidad),(4) la inclusin intencional de aire(5) el ajuste de otras propiedades del concreto fresco o endurecido.

Despus de terminar el proporcionamiento, dosificacin, colocacin (hormigonado, puesta, colado), consolidacin, acabamiento (terminacin, acabado) y curado adecuados, el concreto se endurece, se transforma en un

material no-combustible, durable, resistente a la abrasin e impermeable lo cual requiere poca o ninguna conservacin (mantenimiento). Adems, el concreto es un excelente material de construccin porque se lo puede moldear en una gran variedad de formas, colores y texturas para ser utilizado en un nmero ilimitado de aplicaciones.

2.1.2.3 CONCRETO RECIN MEZCLADO

El concreto recin mezclado (amasado) debe ser plstico o semifluido y generalmente capaz de ser moldeado a mano. Una mezcla de concreto muy hmeda se puede moldear en el sentido de que puede colarse (colocarse) en el molde o cimbras (encofrado), pero no est dentro de la definicin de plstico ya que este es aqul que es flexible y capaz de ser moldeado de la misma manera que un terrn de arcilla para moldear.En una mezcla plstica de concreto todos los granos de arena y las partculas de grava o piedra son envueltos y sostenidos en suspensin. Los ingredientes no son propensos a la segregacin durante el transporte; y cuando el concreto se endurece, se transforma en una mezcla homognea de todos los componentes. Durante la colocacin, el concreto de consistencia plstica no se desmorona, mas fluye lentamente sin segregarse.En la prctica de la construccin, las piezas o elementos muy delgados de concreto y fuertemente armados (reforzados) requieren mezclas trabajables para facilitar su colocacin, pero no con consistencia muy fluida. Es necesaria una mezcla plstica para la resistencia y el mantenimiento de la homogeneidad durante el manejo y la colocacin.

2.1.2.3.1 MEZCLA

Fig. 2.5. El concreto de buena trabajabilidad debera fluir lentamente hacia el lugar, sin segregacin.La Figura 2.5 muestra separadamente los componentes bsicos del concreto. Son necesarios esfuerzo y cuidado para que se asegure que la combinacin de estos elementos sea homognea. La secuencia de carga de los ingredientes en la mezcladora (hormigonera) puede desempear un papel importante en la uniformidad del producto acabado. La secuencia, sin embargo, puede variar y an producir un concreto de buena calidad. Las diferentes secuencias requieren ajustes en el momento de la adicin del agua, el nmero total de revoluciones del tambor de la mezcladora y lavelocidad de la revolucin (rotacin). El volumen del concreto mezclado en Relacin con el tamao del tambor de la mezcladora, el tiempo transcurrido entre el proporcionamiento y el mezclado, y el diseo, configuracin y condiciones del tambor y de las paletas de la mezcladora son otros factores importantes en el mezclado. Las mezcladoras aprobadas, correctamente operadas y conservadas garantizan un intercambio de materiales de extremo a extremo a travs de la accin del rolado, plegado y mezclado (amasado) del volumen del concreto sobre si mismo mientras que el concreto se mezcla

2.1.2.4 PROPIEDADES DEL CONCRETO FRESCO

Es cuando el concreto esta recin preparado cuyo estado es plstico y moldeable en el cual no se produce el fraguado ni el endurecimiento y se adopta a la forma del encofrado, las propiedades del concreto fresco son las siguientes.

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2.1.2.4.1 TRABAJABILIDAD

La facilidad de colocacin, consolidacin y acabado del concreto fresco y el grado que resiste a la segregacin se llama trabajabilidad. El concreto debe ser trabajable pero los ingredientes no deben separarse durante el transporte y el manejo (Fig. 2.5).El grado de la trabajabilidad que se requiere para una buena colocacin del concreto se controla por los mtodos de colocacin, tipo de consolidacin y tipo de concreto. Los diferentes tipos de colocacin requieren diferentes niveles de trabajabilidad. Los factores que influyen en la trabajabilidaddel concreto son:1- El mtodo y la duracin del transporte2- Cantidad y caractersticas de los materiales cementantes3- Consistenciadelconcreto(asentamientoenconodeAbramso revenimiento)4- Tamao, forma y textura superficial de los agregados finos y gruesos; 5-Aire incluido (aire incorporado)6- Cantidad de agua7- Temperatura del concreto y del aire y 8-Aditivos.La distribucin uniforme de las partculas de agregado y la presencia de aire incorporado ayudan considerablemente en el control de la segregacin y en la mejora de la trabajabilidad.La Figura 2.6 ensea el efecto de la temperatura de colocacin sobre la consistencia o revenimiento (asentamiento en cono de abrams) y sobre la trabajabilidad potencial de las mezclas. Las propiedades relacionadas con la trabajabilidad incluyen consistencia, segregacin, movilidad, bombeabilidad, sangrado (exudacin) y facilidad de acabado. La consistencia es considerada una buena indicacin de trabajabilidad. El revenimiento (asentamiento en cono deabrams) se usa como medida de la consistencia y de la humedad del concreto. Un

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concreto de bajo revenimiento tiene una consistencia rgida o seca. Si la consistencia es muy seca y rgida, la colocacin y compactacin del concreto sern difciles y las partculas ms grandes de agregados pueden separarse de la mezcla.

Fig. 2.6. Efecto de la temperatura de colocacin (hormigonadoo puesta en obra) en el revenimiento (asentamiento en conode abrams) (y la trabajabilidad relativa) de dos concretos confeccionadoscon diferentes cementos.Sin embargo, no debe suponerse que una mezcla ms hmeda y fluida es ms trabajable. Si la mezcla es muy hmeda, pueden ocurrir segregacin y formacin de huecos. La consistencia debe ser lo ms seca posible para que an se permita la colocacin emplendose los equipos de consolidacin disponibles.

2.1.2.4.2 SANGRADO Y ASENTAMIENTO

Sangrado (exudacin) es el desarrollo de una lmina de agua en el tope o en la superficie del concreto recin colocado.Es causada por la sedimentacin (asentamiento) de las partculas slidas (cemento y agregados) y simultneamente la subida del agua hacia la superficie (Fig. 2.7). El sangrado es normal y no debera disminuir la calidad del concreto adecuadamente colocado, acabado y curado. Un poco de sangrado es til en el control de la fisuracin por contraccin (retraccin) plstica. Por otro lado, si es

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excesiva aumenta la relacin agua-cemento cerca de la superficie; puede ocurrir una capa superficial dbil y con poca durabilidad, particularmente si se hace el acabado cuando el agua de sangrado an est presente. Los vacos y bolsas de agua pueden ocurrir, resultantes del acabado prematuro de la superficie.Despus que toda el agua de sangrado (exudacin) se evapore, la superficie endurecida va a quedar un poco ms baja que la superficie recin colocada. Esta disminucin de la altura desde el momento de la colocacin (puesta, colado) hasta el inicio del fraguado se llama contraccin (retraccin) por sedimentacin. La tasa de sangrado (exudacin) y la capacidad de sangrado (sedimentacin total por unidad de peso del concreto original) aumentan con la cantidad inicial de agua, altura del elemento de concreto y presin. El uso de agregados de granulometra adecuada, ciertos aditivos qumicos, aire incluido, materiales cementantes suplementarios y cementos ms finos reducen el sangrado.

Ilustracin 7 Fig. 2.7. Agua de sangrado (exudacin) en la superficie del concreto recin colado en la losa.

2.1.2.4.3 CONSOLIDACINLa vibracin mueve las partculas del concreto recin mezclado, reduce el rozamiento (friccin) entre ellas y les da la movilidad de un fluido denso. La accin vibratoria permite el uso de mezclas ms rgidas con mayores proporciones de agregado grueso y menores proporciones de agregados finos. Si el agregado es bien graduado, cuanto mayor es su tamao mximo, menor es

el volumen para llenarse por la pasta y menor es el rea superficial para ser cubierta por la pasta, as menos agua y cemento son necesarios.El concreto con la granulometra ptima del agregado es ms fcil de consolidarse y colocarse (Fig. 2.8a). La consolidacin del agregado grueso, bien como de mezclas ms rgidas mejoran la calidad y la economa. Por otro lado, la mala consolidacin puede resultar en un concreto poroso y dbil (Fig. 1.9) con poca durabilidad (Fig. 2.8b).

Ilustracin 8 Fig. 2.8. Una buena consolidacin (Fig. 2.8a) es necesaria para lograrse un concreto denso y durable. Una pobre (Fig. 2.8b) puede resultar en corrosin temprana de la armadura (refuerzo) y baja resistencia a compresin.Fig. 2.8aFig. 2.8b

.

Ilustracin 9 Fig. 2.9. Efecto de los vacos, resultantes de la carencia de consolidacin, sobre el mdulo de elasticidad, resistencia a compresin y resistencia a flexin del concreto

Ilustracin Fig. 2 10 Concreto con bajo RevenimientoLa vibracin mecnica tiene muchas ventajas. Los vibradores permiten una colocacin econmicamente viable de mezclas que no se pueden consolidar manualmente bajo muchas condiciones. Por ejemplo, la (Figura 2.10) presenta un concreto con consistencia rgida(bajorevenimiento). Este concreto se vibr mecnicamente en las cimbras, contiendo armadura (refuerzo) poco espaciada. Para una consolidacin con varilla (vara) manual, sera necesariauna consistencia bastante ms hmeda.

2.1.2.4.4 HIDRATACIN, TIEMPO DE FRAGUADO Y ENDURECIMIENTO.

La calidad de unin (adhesin, adherencia) de la pasta de cemento portland se debe a las reacciones qumicas entre el cemento y el agua, conocidas como hidratacin. El cemento portland no es un compuesto qumico sencillo, es una mezcla de muchos compuestos. Cuatro de ellos totalizan 90% o ms del peso del cemento portland: silicato triclcico, silicato diclcico, aluminato triclcico y ferroaluminato tetra clcico (aluminio ferrito tetraclcico).El conocimiento de la cantidad de calor liberado por la hidratacin del cemento puede ser til para el planeamiento de la construccin. En invierno, el calor de hidratacin va a ayudar a proteger el concreto contra los daos causados por las temperaturas muy bajas. Sin embargo, el calor puede ser perjudicial, como por ejemplo en estructuras masivas, tales como las presas, pues puede producir temperaturas diferenciales indeseables.

El conocimiento de la velocidad de reaccin entre el cemento y el agua es importante porque determina el tiempo de fraguado y endurecimiento. La reaccin inicial debe ser suficientemente lenta para que haya tiempo para transportar y colocar el concreto. Una vez que el concreto ha sido colocado y acabado, es deseable un endurecimiento rpido. El yeso, que se aade en el molino de cemento cuando al molerse el clnker, acta como un regulador del fraguado inicial del cemento portland. La finura del cemento, aditivos, cantidad de agua adicionada y temperatura de los materiales en el momento de la mezcla son otros factores que influyen la tasa (velocidad) de hidratacin. La Fig. 2.11 muestra las propiedades de fraguado de mezclas de concreto en diferentes temperaturas.

Ilustracin 11 Fig. 2.11 Tiempo de inicio y fin de fraguado para una mezcla de concreto en diferentes temperaturas2.1.2.4.5 COHESIVIDAD

Esta se define como una propiedad que es posible de controlar, la posibilidad de segregacin durante el tiempo de manejo de la mezcla es el mismo tiempo que se aprovecha para generar asperosidad. El manejo durante el proceso de

compactacin se le considera que el concreto pasa a un grado de aproximacin donde se define si ser muy plstico o muy viscoso. Una de las importancias de esta propiedad es la mezcla a la hora de transportarlo, ya que en esencia la mezcla permanezca fresca y unida.

2.1.2.4.6 LA EXUDACION

Esta se define como la elevacin de una parte de agua de la mezcla hacia la superficie, generalmente debido a la sedimentacin de solido. El proceso inicia momentos despus que el concreto halla sido colado y consolidado en los encofrados, continua hasta que inicia el fraguado de la mezcla.2.1.2.4.7 PESO UNITARIO

Este es el varillado del concreto en un molde expresado en kg/m3, cuando las mezclas de concreto experimentan incremento de aire, disminuye el peso unitario, la mayor compactacin aumenta el peso unitario pero la mayor modificacin seda segn el tipo de agregado a emplear. La importancia del peso unitario es comprobar el rendimiento de la mezcla, determinar el contenido de materiales que componen el concreto por metro cubico, el contenido de aire y su grado de compactacin.2.1.2.4.8 UNIFORMIDAD

Esta se estudia evaluando el coeficiente de variacin de la dispersin existente entre las caractersticas anlogas de distintos amasados. La uniformidad depende del tiempo en que se le da al concreto para su mezclado y la buena adherencia entre la pasta y el agregado.2.1.2.5 PROPIEDADES DEL CONCRETO ENDURECIDODespus de que concreto ha fraguado empieza a ganar resistencia y se endurece. Las propiedades del concreto endurecido son:

2.1.2.5.1 CURADO

El aumento de la resistencia con la edad contina desde que(1) El cemento no hidratado an est presente(2) El concreto permanezca hmedo o la humedad relativa del aire est arriba de aproximadamente 80% (Powers 1948)(3) La temperatura del concreto permanezca favorable(4) Haya suficiente espacio para la formacin de los productos de hidratacin.

Ilustracin 12 Fig. 2.12 La Resistencia del Concreto que sigueaumentando con la edad

Cuando la humedad relativa dentro del concreto baja hasta cerca de 80% o la temperatura del concreto baja para menos del cero, la hidratacin y la ganancia de resistencia se interrumpen. La Figura 2.12 ensea la relacin entre incremento de resistencia y curado hmedo, mientras que la Figura 2.13 muestra la relacin entre el aumento de resistencia y la temperatura del curado.Si se vuelve a saturar el concreto despus del periodo de secado (desecacin), la hidratacin empieza nuevamente y la resistencia vuelve a aumentar. Sin embargo, es mucho mejor que el curado hmedo sea aplicado continuamente desde el momento de la colocacin hasta que el concreto haya alcanzado la calidad deseada; una vez que el concreto se haya secado completamente, es muy

difcil volver a saturarlo. La Figura 2.14 ilustra el aumento de resistencia de un concreto expuesto al aire libre por un periodo largo de tiempo. La exposicin al aire libre normalmente proporciona humedad a travs del contacto con el suelo y la lluvia. Los concretos en ambientes internos normalmente secan completamente despus del curado y no continan desarrollando resistencia (Fig. 2.12).

Ilustracin 13 Fig. 2.13. Efecto de latemperatura de colocacin y de curado sobre el desarrollo de la resistencia.Fig. 2.14. Desarrollo de la resistencia del concreto a lo largo del tiempo de exposicin al aire libre.

2.1.2.5.2 VELOCIDAD DE SECADO DEL CONCRETO

El conocimiento de la velocidad de desecacin (tasa de secado) es til para el entendimiento de las propiedades o condiciones fsicas del concreto. Por ejemplo, como se mencion, el concreto necesita tener suficiente humedad durante el periodo de curado para que el concreto se hidrate hasta que se puedan lograr las propiedades deseables. Los concretos recin colocados normalmente tienen abundancia de agua, pero a medida que el secado progresa de la superficie hacia el interior del concreto, el aumento de resistencia contina solo hasta cada profundidad, desde que la humedad relativa en aquella profundidad permanezca arriba de los 80%.

Un buen ejemplo de esto es la superficie de los pisos en concreto que no tuvo suficiente curado hmedo. Como se ha secado rpidamente, el concreto en la superficie es dbil y el trfico sobre l crea polvo. As tambin, al secarse, el concreto se retrae por la prdida agua de la misma manera que ocurre con la madera y la arcilla (pero no tanto). La contraccin (retraccin) por secado es la principal causa de fisuracin y el ancho de las fisuras (grietas, rajaduras) es funcin del grado de desecacin, espaciamiento y frecuencia de las fisuras y edad de la aparicin de las fisuras.

2.1.2.5.3 RESISTENCIALa resistencia a compresin se puede definir como la medida mxima de la resistencia a carga axial de especmenes de concreto. Normalmente, se expresa en kilogramos por centmetros cuadrados (kg/cm2), mega pascales (MPa) o en libras por pulgadas cuadradas (lb/pulg2 o psi) a una edad de 28 das. Un mega pascal equivale a la fuerza de un newton por milmetro cuadrado(N/mm2) o 10.2 kilogramos-fuerza por centmetro cuadrado. Se pueden usar otras edades para las pruebas, pero es importante saber la relacin entre la resistencia a los 28 das y la resistencia en otras edades. La resistencia a los 7 das normalmente se estima como 75% de la resistencia a los 28 das y las resistencias a los 56 y 90 das son aproximadamente 10% y 15% mayores que la resistencia a los 28 das, como se puede observar en la Figura 2.15. La resistencia a compresin especificada se designa con el smbolo y la resistencia a compresin real del concreto debe excederla.La resistencia a compresin que el concreto lograr, es funcin de la relacin agua-cemento (o relacin agua-materiales cementantes), de cuanto la hidratacin ha progresado, del curado, de las condiciones ambientales y de la edad del concreto. La correspondencia entre resistencia y la relacin agua-cemento ha sido estudiada desde el final del siglo XIX y principio del siglo XX (Feret 1897 yAbrams 1918).

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La Figura 2.16 presenta las resistencias a compresin para una gran variedad de mezclas de concreto y relaciones agua-cemento a los 28 das de edad. Observe que las resistencias aumentan con la disminucin de la relacin agua-cemento. Estos factores tambin afectan la resistencia a flexin y la traccin y la adherencia entre concreto y acero.

Fig. 2.16. Variacin de resistencias tpicas para relaciones agua-cemento de concreto de cemento portland basadas en ms de 100 diferentes mezclas de concreto moldeadas entre 1985 y 1999.La correspondencia entre relacin agua-cemento y resistencia a compresin en la Figura 2.16 son valores tpicos para concretos sin aire incluido. Cuando valores ms precisos son necesarios, se deben desarrollar grficos para materiales y proporciones de mezcla especficos para que sean usados en la obra.

Ilustracin 16 Fig. 2.16. Variacin deresistencias tpicas para relaciones agua-cIelumsetnratocidenc1o5ncreto de cemento portlandbasadas en ms de 100 diferentes mezclas de concreto moldeadas entre 1985 y 1999.

La resistencia a compresin: es una propiedad principalmente fsica y frecuentemente usada en los clculos para diseo de puentes, edificios y otras estructuras. Los concretos para uso general tienen una resistencia a compresin entre 200 y 400 kg/cm2 o 20 y 40 MPa (3000 y 6000 lb/pulg2). Concretos conresistencias a compresin de 700 y 1400 kg/cm2 o 70 a 140 MPa (10,000 a 20,000 lb/pulg2) han sido empleados en puentes especiales y edificios altos.

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Ilustracin 17 Fig. 2.17. Ensayo a compresin de cilindFriog.d2e.1co7n. cErnestoayo a compresin de cilindrode 150 x 300-mm (6 x 12-pulg.). La carga en el ensayo es regdiestcroandcarentolade 150 x 300-mm (6 x 12-pulg.). La carga en el ensayo es registrada en la cartulacartula

La resistencia a flexin o el mdulo de ruptura (rotura) se usa en el diseo de pavimentos u otras losas (pisos, placas) sobre el terreno. La resistencia a compresin, la cual es ms fcil de se medir que la resistencia a flexin, se puede usar como un ndice de resistencia a flexin, una vez que la relacin emprica entre ambas ha sido establecida para los materiales y los tamaos de los elementos involucrados.La resistencia a flexin de concretos de peso normales normalmente de 0.7 a 0.8 veces la raz cuadrada de la resistencia a compresin en mega pascales o de 1.99 a 2.65 veces la raz cuadrada de la resistencia a compresin en kilogramos por centmetros cuadrados (7.5 a 10 veces la raz cuadrada de la resistencia a compresin en libras por pulgadas cuadradas). Wood (1992) presenta la relacin entre resistencia a flexin y resistencia a compresin para concretos expuestos a curado hmedo, curado al aire y exposicin al aire libre.La resistencia a la tensin (resistencia a traccin, resistencia en traccin) directa del concreto es aproximadamente de 8% a 12% de la resistencia a compresin y

se estima normalmente como siendo de 0.4 a 0.7 veces la raz cuadrada de la resistencia a compresin en mega pascales o de 1.3 a 2.2 veces la raz cuadrada de la resistencia a compresin en kilogramos por centmetro cbico (5 a 7.5 veces la raz cuadrada de la resistencia a compresin en libras por pulgada cuadrada).La resistencia a esfuerzos por cortante (cizallamiento, corte o cizalladora) es del 8% al 14% de la resistencia a compresin (Hanson 1968). La resistencia a tensin por cizallamiento en funcin del tiempo es presentada por Lange (1994).La resistencia a torsin en el concreto est relacionada con el mdulo de ruptura y las dimensiones de los miembros de concreto. Hsu (1968) presenta correlaciones para la resistencia a torsin.

2.1.2.5.4 PERMEABILIDAD Y ESTANQUIDAD

El concreto usado en estructuras de retencin de agua o expuestas a condiciones del tiempo u otras condiciones severas de exposicin deben ser casi impermeables o estancas.La estanquidad (hermeticidad) es normalmente conocida como la habilidad del concreto en retener el agua sin escurrimiento o escape visible.La permeabilidad es la cantidad de agua que migra a travs del concreto, mientras que el agua est bajo presin o la habilidad del concreto en resistir a la penetracin del agua u otra sustancia (lquidos, gases o iones). Generalmente, la misma propiedad que hace el concreto menos permeable tambin lo hace ms estanco.La permeabilidad total del concreto al agua es funcin de: (1) la permeabilidad de la pasta; (2) la permeabilidad y la granulometra del agregado; (3) la calidad de la pasta y de la zona de transicin del agregado y (4) la proporcin relativa de pasta y agregado. La disminucin concreto, la restauracin, la penetracin de sulfatos y de iones cloruro y otros ataques qumicos.

La permeabilidad de la pasta es particularmente importante pues la pasta cubre todos los componentes en el concreto. La permeabilidad es afectada por la relacin agua-cemento, el grado de hidratacin del cemento y elperiodo del curado hmedo. Un concreto de baja permeabilidad requiere una relacin agua-cemento baja y un periodo de curado adecuado. El aire incluido ayuda la estanquidad, pero tiene poco efecto sobre la permeabilidad.La permeabilidad aumenta con el secado de la permeabilidad aumenta la resistencia al congelamiento y deshielo del concreto, la restauracin, la penetracin de sulfatos y de iones cloruro y otros ataques qumicos.La permeabilidad de la pasta es particularmente importante pues la pasta cubre todos los componentes en el concreto. La permeabilidad es afectada por la relacin agua-cemento, el grado de hidratacin del cemento y el periodo del curado hmedo. Un concreto de baja permeabilidad requiere una relacin agua- cemento baja y un periodo de curado adecuado. El aire incluido ayuda la estanquidad, pero tiene poco efecto sobre la permeabilidad.En la Figura 2.18 se ensea la dependencia entre permeabilidad, relacin agua- cemento y curado inicial de cilindros de concreto con 100 x 200 (4 x 8 pulgadas), ensayados despus de 90 das de secado al aire y sujetos a 200 kg/cm2 o 20 MPa (3000 lb/pulg2) de presin.

Ilustracin 18 Fig. 2.18. Relacin entre permeabilidad alagua, relacin agua-cemento y curado inicial de la probeta de concreto

Ilustracin 19 Fig. 2.19. Efecto de laresistencia a compresin y del tipo de agregado sobre la resistencia a abrasin del concreto (ASTM C 1138). El concreto de alta resistencia confeccionado con agregado duro es bastante resistente a abrasinIlustracin 20 Fig. 2.20 Aparato deprueba para medir la resistencia a abrasin del concreto. La mquina se puede ajustar para el uso de ambos discos o ruedasde afilar. En una mquina diferente, las pelotas de acero bajo presin se ruedan encima de la superficie de la probeta. Los ensayos se describen en la ASTM C 779.

A pesar de que los valores de permeabilidad seran diferentes para otros lquidos y gases, la dependencia entre relacin agua-cemento, periodo de curado y permeabilidad sera similar.

2.1.2.5.5 RESISTENCIA A LA ABRASIN

Los pisos, pavimentos y estructuras hidrulicas son expuestos a abrasin o al desgaste, por lo que en estas aplicaciones el concreto necesita tener alta resistencia a abrasin. Los resultados de los ensayos (pruebas) indican que la resistencia a abrasin est fuertemente relacionada con la resistencia a compresin del concreto. Un concreto con mayor resistencia a compresin tiene ms resistencia a abrasin que el concreto con menor resistencia a compresin.Como la resistencia a compresin depende de la relacin agua-cemento y curado, una relacin agua cemento baja y el curado adecuado se hacen necesarios parala resistencia a abrasin. El tipo de agregado y el acabado de la superficie o el tratamiento usado tambin tienen gran influencia sobre la resistencia a abrasin.Un agregado duro es ms resistente a abrasin que un agregado ms blando yuna superficie acabada con llana de metal resiste mejor al desgaste que una superficie que no ha sido alisada.

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2.1.2.5.6 DURABILIDAD AL INTEMPERISMO

La durabilidad del concreto se puede definir como la habilidad del concreto en resistir a la accin del ambiente, al ataque qumico y a la abrasin, manteniendo sus propiedades de ingeniera. Los diferentes tipos de concreto necesitan de diferentes durabilidades, dependiendo de la exposicin del ambiente y de las propiedades deseables. Los componentes del concreto, la proporcin de stos, la interaccin entre los mismos y los mtodos de colocacin y curado d