capÍtulo iii pruebas de laboratorio toda aseveración...
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CAPÍTULO III
PRUEBAS DE LABORATORIO
Toda aseveración puede ser real o falsa, hasta no ser comprobada. En este caso, la
investigación afirma que es posible crear un concreto ecológico que esté elaborado a base
de desperdicio industrial. Sin embargo, para que eso pueda ser afirmado o desmentido, es
necesario tener la evidencia contundente para sostenerlo. Es por eso que las pruebas de
laboratorio son tan importantes en este trabajo de tesis.
Muchos factores intervienen al tomar una decisión concluyente sobre la invención de un
nuevo material, en nuestro caso, el encontrar valores iguales o mayores a los
convencionales en las pruebas de laboratorio, es el primer indicio de una hipótesis bien
afirmada.
Como ya se mencionó en el primer capítulo, el concreto en estado plástico debe cumplir
con ciertas características, de las cuales la maleabilidad, indisgregabilidad y uniformidad
son las principales. Por otra parte las cualidades esenciales de la forma final del concreto
endurecido son: resistencia, durabilidad, densidad e impermeabilidad. Para efectos
prácticos, ésta investigación sólo se centrará en las propiedades que comúnmente miden los
laboratorios en el proceso habitual de la ingeniería civil. Dichas propiedades son:
1
maleabilidad, resistencia y densidad, y serán testadas por medio del revenimiento,
resistencia a la compresión y flexión, y pruebas de densidad, respectivamente.1
A grandes rasgos la prueba de revenimiento consiste en llenar el cono de revenimiento, en
tres diferentes etapas, con el concreto recién elaborado. En cada una de ellas se utiliza una
varilla de punta redonda para asentar el material por medio de 25 varillados, ocupando todo
el espacio dentro de él. Posteriormente con la misma varilla se elimina el exceso de
concreto de la parte superior del cono. Finalmente se levanta el cono lentamente en un
periodo de entre 5 a 10 segundos, de manera vertical y sin ser ladeado. La medida se
obtiene al colocar el cono invertido a un lado del concreto, tendiendo la varilla
compactadora sobre el mismo y midiendo la distancia que existe entre la varilla
horizontalmente colocada y la punta uniforme del concreto. De esta manera la distancia
obtenida se refiere a la maleabilidad del material, en pocas palabras, entre mayor sea ésta
más fluido o manejable es el concreto y viceversa. La prueba se puede apreciar mejor en la
figura 3.1, que se muestra a continuación.
1 La ficha técnica, es decir, la descripción detallada de cada prueba basada en la norma de la ASTM,
(American Society for Testing and Materials Standards) que es un organismo internacional que desarrolla
normas voluntarias por consenso, aplicables a los materiales, productos, sistemas y servicios, se encuentra en
el APÉNDICE B, C, D y E, respectivamente.
2
Figura 3.1 Prueba de revenimiento Elaboración propia
El concreto debe ser fabricado para tener siempre una trabajabilidad, consistencia y
plasticidad adecuadas a las condiciones de trabajo la trabajabilidad es una medida de lo
fácil o difícil que resulta colocar, consolidar y darle acabado al concreto. La consistencia es
la facultad del concreto fresco para fluir. La plasticidad determina la facilidad de moldear al
concreto. Si se usa más agregado en una mezcla de concreto o si se agrega menos agua, la
mezcla se vuelve más rígida (menos plástica, menos trabajable y difícil de moldear). No se
pueden considerar plásticas a las mezclas muy secas o muy desmoronables ni a las muy
aguadas o fluidas.
La prueba de revenimiento es una medida de la consistencia del concreto para determinadas
proporciones de cemento y de agregados sin aditivos, entre más alto es el revenimiento más
agua contiene la mezcla. El revenimiento es un indicador de la trabajabilidad cuando se
evalúan mezclas similares. Sin embargo no debe usarse para comparar mezclas de
3
proporciones totalmente distintas. Un cambio de revenimiento en las diferentes mezclas de
la misma proporción indica un cambio en la consistencia y en las características de los
materiales, en las proporciones de la mezcla, o en el contenido de agua. Sé, requieren
distintos revenimientos para los diversos tipos de construcción con concreto. Usualmente se
indica el revenimiento en las especificaciones de obra corno un rango, Por ejemplo de 10 a
14 cm, o como un valor máximo que no debe ser rebasado. 2
La prueba para determinar la resistencia a la compresión, en esta investigación, es el dato
más importante y se obtiene durante un proceso de 28 días. Todo el proceso comienza al
elaborar el concreto y depositarlo en unos cilindros especiales para esta prueba, los cuales
son descimbrados a las 24 hrs. de su colado, sumergiéndolos inmediatamente en un
estanque de agua limpia. Los cilindros son extraídos cada 7 días para su ensaye en una
máquina de compresión o en una máquina Universal, que se encarga de comprimir los
cilindros hasta que éstos fallan, tomando ese dato final como la carga que resiste, ese
determinado concreto, a esa determinada edad. Ese resultado se divide entre el área del
cilindro para obtener lo que conocemos como f´c o resistencia a la compresión, en kg/cm2,
a los 28 días. El avance del concreto cada 7 días nos muestra la buena o mala evolución de
nuestra mezcla de concreto, siendo esto un indicador fidedigno del comportamiento real
que tendrá en obra. Se puede observar de mejor manera el procedimiento en las figuras 3.2,
3.3 y 3.4, que se muestran a continuación:
2 Este fragmento esta basado en la norma: NMX-C-156-1997-ONNCCE, de la industria de la construcción y
habla de la determinación del revenimiento en el concreto fresco.
4
Figura 3.2 Colado de concreto en cilindros para prueba de resistencia a la compresión Elaboración propia
Figura 3.3 Cilindros fraguados recién extraídos del estanque Elaboración propia
5
Figura 3.4 Testado de cilindros cabeceados con azufre, en prensa hidráulica Elaboración propia
Muchos factores pueden intervenir en la resistencia a la compresión, la calidad de los
materiales, la cantidad de los mismos, el medio ambiente, el curado, etc. Sin embargo, en
esta investigación se procuró tener un control de calidad estricto que dejara sólo la
incógnita de saber si intercambiar el agregado grueso por los materiales de desperdicio, nos
podría dar por lo menos una resistencia a la compresión de 100kg/cm2, siendo éste el
mínimo para pisos, banquetas y firmes de concreto.3
3 Ésta información se obtuvo de la norma: NMX-C-083-ONNCCE, de la industria de la construcción y habla
de la determinación de la resistencia a la compresión de cilindros de concreto, en específico del método de
prueba.
6
La prueba de la resistencia a la flexión, también llamada prueba de módulo de ruptura, es
parecida a aquella de la compresión, con la variante de que en lugar de cilindros, se elabora
una viga de concreto con una cimbra metálica especial para este ensaye, de dimensiones
60x15x15cm, y se prueba en una máquina de compresión diseñada especialmente para
vigas con esas medidas. La viga es previamente curada en un estanque durante 28 días, para
ser extraída y testada. Con el resultado de la carga máxima resultante, el peralte del
elemento y su momento de inercia, se obtiene el módulo de ruptura. En este caso no existe
cabeceado con azufre. Para lograr apreciar de mejor manera tanto el equipo y la prueba,
como el mismo elemento de concreto, se puede observar un claro ejemplo en la figura 3.5
que se muestra en seguida. Cabe notar que la presión ejercida en la viga va precisamente al
centro para lograr una distribución equitativa de cargas y así tener un dato certero.4
Figura 3.5 Prueba de resistencia a la flexión con viga curada a 28 días Elaboración propia
4 Ésta información se obtuvo de la norma: NMX-C-191-ONNCCE, de la industria de la construcción y habla
de la determinación de la resistencia a la flexión en el concreto usando una viga simple con carga en los
tercios del claro.
7
La densidad se mide al obtener la relación del peso que ocupa cierto volumen de los
materiales. En pocas palabras, con este dato podemos saber si el concreto elaborado con el
desperdicio industrial es demasiado pesado o ligero para usos prácticos. El proceso es
sencillo, ya que sólo se necesita obtener el peso de un material colocado en el picnómetro y
conociendo el volumen del mismo, es posible obtener la relación de su densidad.
Previamente fue necesario obtener la densidad, no del concreto ya preparado, sino del
mismo material de desperdicio. Esto con el fin de conocer las dosificaciones de cada
material de desperdicio, con relación a su cantidad de agregado fino que le corresponde
para un concreto f´c=100kg/cm2. Para esto, se obtuvo primero el volumen del picnómetro a
utilizar y el peso de los tres tipos de agregados finos a utilizar. Antes que nada el de la
arena, el agregado convencional, como parámetro de comparación. Seguido del peso del
material de desperdicio de la VW, Adams y Madhera. Con el volumen y los respectivos
pesos, se consiguió la densidad de cada material, la cual sirvió para obtener el volumen
equitativo que reemplazaría la arena, y así poder cuantificar las dosificaciones para la
fabricación de 4 tipos de concreto, con la única variante del agregado fino, VW, Adams,
Madhera5 y arena. Los cilindros de arena se construyeron con el fin de comparar los
resultados convencionales de un agregado fino normalmente usado, con nuestras variantes,
y así demostrar si existe o no mejoría en el concreto, con esta alternativa ecológica. En la
5 La base de datos obtenida durante el proceso de dosificación para cada material, se encuentra en el
APÉNDICE F.
8
figura 3.6 que se muestra en a continuación podemos apreciar el equipo y procedimiento
para obtener la densidad.6
Figura 3.6 Picnómetro con concreto siendo medido en báscula para obtención de densidad Elaboración propia
Por último, pero no menos importante, encontramos el contenido de humedad que se
consideró debido a que el agregado grueso, la grava, tuvo que ser lavada antes de ser
utilizada, pues esta se contamino en el proceso de extracción y traslado. La prueba es
sencilla y sólo requiere de una cápsula de porcelana, un horno a altas temperaturas y una
báscula. Se coloca la cápsula con y sin el material, en la báscula tomando los dos pesos.
Posteriormente se coloca la cápsula con la grava en el horno a 100ºC durante 24 horas para
6 La información en la cual se basó el procedimiento para la obtención de la densidad se obtuvo de la norma:
NMX-C-162-ONNCCE-2000, de la industria de la construcción, que habla sobre la obtención de la masa
unitaria, cálculo del rendimiento y contenido del aire fresco por medio del método gravimétrico. En esta
ocasión sólo nos enfocamos a la densidad.
9
que éste pierda toda la humedad. Con el peso húmedo y seco del material se elabora una
relación matemática que da como resultado el contenido de humedad.7 En nuestro caso el
contenido de humedad fue del 1.2354% de humedad en el agregado grueso, también
conocida como grava8.
3.1 Resultados obtenidos del concreto con desperdicio de polímeros
El primer material que mencionaremos será aquél con polímeros, es decir, el
proveniente de VW, y como primer dato a exponer es su revenimiento que fue de 12.5cm,
lo cual no nos indica nada positivo ni negativo, ya que como antes se comentó, el
revenimiento es un factor que depende del proyecto constructivo.9
El siguiente dato a mencionar es la resistencia a la compresión, para lo cual se hicieron tres
cilindros para cada edad con el fin de obtener un promedio de resistencias y así ser más
precisos en los resultados. A continuación se muestran los resultados obtenidos a 7, 14, 21,
28 días, junto con los datos utilizados para obtener el promedio de cada resistencia, bien
expresado por las tablas 3.1, 3.2, 3.3 y 3.4. Cabe notar que para cada cilindro se tomaron
sus dos diámetros, inferior y superior, para la elaboración del área, ya que el material tiende
7 Ésta información se obtuvo de la norma: NMX-C-166-1990, de la industria de la construcción y habla sobre
los agregados y su contenido total de humedad por medio del método del secado
8 Los cálculos elaborados para obtener el contenido de humedad se encuentran en el Apéndice G.
9 A manera de visualizar de mejor manera el proceso experimental del material de VW se expone el Apéndice
H
10
a expanderse o comprimirse conforme va fraguando y esto depende del comportamiento
del agregado nuevo.
Tabla 3.1 Resistencia a la compresión del material de VW a los 7 días
Material Diám.1 (cm)
Diám.2 (cm)
Área (cm2)
Carga (kg)
Resistencia (kg/cm2)
Promedio de
resistencia (kg/cm2)
VW 1 14.99 14.956 176.079 3950 22.4331 VW 2 14.986 15.012 176.691 7000 39.6172
VW 3 15.03 15.012 177.21 7250 40.9120
34.3208
Elaboración propia
Tabla 3.2 Resistencia a la compresión del material de VW a los 14 días
Material Diám.1 (cm)
Diám.2 (cm)
Área (cm2)
Carga (kg)
Resistencia (kg/cm2)
Promedio de
resistencia (kg/cm2)
VW 1 14.952 15.12 177.564 5000 28.1589 VW 2 15.1 15.058 178.581 9125 51.0973
VW 3 15.07 15.1 178.723 8025 44.9019
41.3860
Elaboración propia
11
Tabla 3.3 Resistencia a la compresión del material de VW a los 21 días
Material Diám.1 (cm)
Diám.2 (cm)
Área (cm2)
Carga (kg)
Resistencia (kg/cm2)
Promedio de
resistencia (kg/cm2)
VW 1 15.086 15.1 178.913 9520 53.2103 VW 2 15.07 15.14 179.197 9685 54.0466
VW 3 15.02 14.954 176.408 7650 43.3653
50.2074
Elaboración propia
Tabla 3.4 Resistencia a la compresión del material de VW a los 28 días
Material Diám.1 (cm)
Diám.2 (cm)
Área (cm2)
Carga (KN)
Resistencia (KN/cm2)
Resistencia (kg/cm2)
Promedio de
resistencia (kg/cm2)
VW 1 15.11 15.06 178.723 135 0.7554 76.9989 VW 2 15.056 15.996 189.325 125 0.6602 67.3026 VW 3 14.942 15.1 177.21 118 0.6659 67.8774
70.7263
Elaboración propia
Al tabular cada uno de los promedios de resistencias a sus respectivas edades, podemos
obtener la gráfica de la resistencia a la compresión del material de VW. Esta figura nos
muestra la tendencia que tiene este agregado de polímeros a resistir las fuerzas de
compresión ejercidas sobre el concreto, encontrando como f´c= 70.7263 kg/cm2. Lo antes
mencionado se puede apreciar en la figura 3.7, donde hayamos las cuatro edades en el eje X
y las diferentes resistencias en el eje Y.
12
Resistencia a la compresión del material de VW
0
34.320841.3860
50.2074
70.7263
0
10
20
30
40
50
60
70
80
0 7 14 21 28
EDAD (días)
RES
ISTE
NC
IA (k
g/cm
2 )
Figura 3.7 Resistencia a la compresión del material de VW. Elaboración propia
Como podemos observar, el progreso de la resistencia para este material fue constante,
especialmente en los últimos siete días, los más críticos, ya que la resistencia a los 28 días
es considerada casi el máximo de tolerancia a compresión que puede soportar un elemento
de concreto. Aunque existen evidencias de que el concreto sigue adquiriendo resistencia a
la compresión hasta los cien años, ésta ya no es de considerar, ya que casi el 100% de la
misma se presenta a los 28 días. Es importante mencionar que todas, excepto la última de
las fechas, a 28 días, se probaron en la Máquina Universal, y que dado que esta se daño por
razones ajenas a esta investigación, los últimos se ensayaron en la prensa convencional.
Otro dato obtenido fue el módulo de ruptura o resistencia a la flexión de la viga sometida a
cargas verticales. Para el caso de VW este valor fue de 8.2KN registrado a una edad de 28
días. De acuerdo a la teoría expuesta en el Capítulo I, ésta resistencia debería de
13
encontrarse entre el 10 y el 20% de la resistencia a la compresión, o de manera más precisa
como 1.99 a 2.65 veces la raíz cuadrada de f´c, y al elaborara los cálculos pertinentes nos
percatamos que el módulo de ruptura está dentro del rango permisible10.Algunos ejemplos
de las pruebas realizadas al material de VW se pueden apreciar a continuación en las
figuras 3.8 a 3.13.
Finalmente la obtención de la densidad es vital para la determinación del tipo de elemento,
es decir si es o no aligerado, lo cual era una de las esperanzas de esta investigación. La
densidad del material de VW resultó de 1289.3585kg/m3.11
Figura 3.8 Material de desperdicio de VW Elaboración propia
10 La teoría expuesta en el Capítulo 1, esta basada en la norma: NMX-C-191-ONNCCE.
11 Para ver imágenes más detalladas de todo el proceso experimental con el material de VW ir al Apéndice H.
14
Figura 3.9 Prueba de revenimiento para material de VW Elaboración propia
Figura 3.10 Prueba de densidad para material de VW Elaboración propia
15
Figura 3.11 Cilindros de VW a 28 días, recien extraídos del estanque Elaboración propia
Figura 3.12 Cilindro de VW a 14 días siento probado a la compresión en Máquina Universal
Elaboración propia
16
Figura 3.13 Prueba de resistencia a la flexión para material de VW Elaboración propia
3.2 Resultados obtenidos del concreto con desperdicio de aluminio y PVC
El siguiente material por mencionar es aquél conformado por la unión entre dos
capas de materiales, una de aluminio que protege a otra de PVC. Hablamos del material
suministrado por la empresa Cadbury Adams, el cual se administró en forma de bobinas y
que fue triturado para dar la granulometría aproximada a un tipo de agregado fino. El
primer dato a exponer es el revenimiento que resultó ser de 18.2cm, un revenimiento un
tanto alto, pero como antes se mencionó, el revenimiento se considera dependiendo del
proyecto constructivo.12
12 Ver el Apéndice I para el proceso experimental detallado del material de Adams.
17
La resistencia a la compresión resultante de las pruebas efectuadas a cada siete días, para el
material de Adams, se admiran en las tablas 3.5, 3.6, 3.7 y 3.8, seguidas por la figura 3.14
donde la evolución del concreto modificado se logra apreciar claramente.
Tabla 3.5 Resistencia a la compresión del material de ADAMS a los 7 días
Material Diám.1 (cm)
Diám.2 (cm)
Área (cm2)
Carga (kg)
Resistencia (kg/cm2)
Promedio de
resistencia (kg/cm2)
Adams 1 14.91 14.962 175.2098 0 0.0000 Adams 2 14.962 14.98 176.032 1475 8.3792
Adams 3 15.07 14.92 176.5968 3455 19.5643
13.9718
Elaboración propia
Tabla 3.6 Resistencia a la compresión del material de ADAMS a los 14 días
Material Diám.1 (cm)
Diám.2 (cm)
Área (cm2)
Carga (kg)
Resistencia (kg/cm2)
Promedio de
resistencia (kg/cm2)
Adams 1 15.084 15.048 178.2731 2750 15.4258 Adams 2 15.224 15.042 179.8622 4280 23.7960
Adams 3 15.18 15.14 180.5046 3800 21.0521
20.0913
Elaboración propia
Tabla 3.7 Resistencia a la compresión del material de ADAMS a los 21 días
Material Diám.1 (cm)
Diám.2 (cm)
Área (cm2)
Carga (kg)
Resistencia (kg/cm2)
Promedio de
resistencia (kg/cm2)
Adams 1 15.092 15.08 178.7467 5975 33.4272 Adams 2 15.084 15.086 178.723 4345 24.3114
Adams 3 15.142 15.162 180.3141 5930 32.8870
30.2085
Elaboración propia
18
Tabla 3.8 Resistencia a la compresión del material de ADAMS a los 28 días
Material Diám.1 (cm)
Diám.2 (cm)
Área (cm2)
Carga (KN)
Resistencia (KN/cm2)
Resistencia (Kg/cm2)
Promedio de
resistencia (kg/cm2)
Adams 1 15.03 14.094 166.5451 105 0.6305 64.2670 Adams 2 14.922 15 175.7969 104 0.5916 60.3050 Adams 3 15.082 15.022 177.9419 120 0.6744 68.7439
64.4386
Elaboración propia
Resistencia a la compresión del material de ADAMS
0
13.971820.0913
30.2085
64.4386
0
10
20
30
40
50
60
70
0 7 14 21 28
EDAD (días)
Res
iste
ncia
(kg/
cm2)
Figura 3.14 Resistencia a la compresión del material de ADAMS. Elaboración propia
En este caso, podemos apreciar claramente que en los últimos siete días se presentó un
comportamiento inesperadamente positivo en el concreto, ya que su resistencia se
incremento un 100%, comparado a lo acumulado hasta la fecha anterior, esto es, hasta los
21 días. Varios factores podrían intervenir en este resultado, como la vibración de los
cilindros, los cuales tienen variaciones en este factor, ya que el control de calidad no pudo
19
ser tan estricto debido a que parte del personal que colaboró en estos experimentos, no tenía
el conocimiento suficiente como para vibrar adecuadamente los cilindros, así que se
preservaron los de mejor apariencia para la prueba más importante, la final. Otro factor
podría ser el cabeceado con azufre de los mismos, pero esto se descarta ya que ese proceso
se practicó de manera eficiente en la totalidad de las veces. También el hecho de que los
últimos cilindros hayan sido testados con mayor tiempo de reposo, traduciéndose esto a
menor humedad en los elementos y por ende una mayor rigidez. De hecho, todos los
cilindros pueden presentar esta alteración a los 28 días por este evento. También es
importante mencionar que aquellos experimentos que muestren una carga de cero, como se
muestra en la tabla 3.5, no son por que los cilindros hayan presentado resultados nulos, sino
que la prensa hidráulica del departamento de ingeniería civil no registró ningún dato ya que
el mínimo en ella es de 100KN, y no se alcanzo, en esa ocasión, ese valor. Por lo que el
resto de los cilindros se probaron en la Máquina Universal.
El módulo de ruptura a los 28 días fue de 5.4KN, dato que concuerda con los parámetros
permisibles. El procedimiento para obtener esta relación fue exactamente el mismo que se
empleó para el material de la VW.
La densidad del material de ADAMS fue de 1399.8749kg/m3, después de elaborar las
mediciones pertinentes con el picnómetro y la báscula
A continuación se muestran, en las figuras 3.15 a 3.19, algunas imágenes de lo
contemplado durante el proceso de experimentación con el material de Adams.
20
Figura 3.15 Vertido de material de desperdicio de Adams para preparación de mezcla Elaboración propia
Figura 3.16 Rellenado y varillado de concreto hecho a base de material de Adams para prueba de revenimiento
Elaboración propia
21
Figura 3.17 Cabeceado con azufre de cilindro hecho a base de desperdicio de Adams Elaboración Propia
Figura 3.18 Prueba de compresión a los 7 días para material de Adams Elaboración Propia
22
Figura 3.19 Prueba de módulo de ruptura de una viga hecha a base del material de Adams Elaboración propia
3.3 Resultados obtenidos del concreto con desperdicio de madera
En el caso de la viruta de madera, el concreto elaborado a base de este desperdicio
dio como resultado un revenimiento de 5.8cm lo cual podría ser considerado un
revenimiento muy bajo y por lo tanto un material demasiado espeso, pero el proyecto
constructivo y los posibles usos que se le pueda dar a este concreto, pueden justificar este
revenimiento.13 A continuación mostramos la madera que se utilizó en la figura 3.20.
13 Ver Apéndice J para el proceso experimental detallado con la madera.
23
Figura 3.20 Preparación de la mezcla de concreto con el material de Madhera Elaboración propia
Hablando de la resistencia a la compresión de los cilindros elaborados con la viruta,
podemos apuntar unos acontecimientos antes de exponer las tablas 3.9, 3.10, 3.11, 3.12.
Podrán aparecer cargas con valores de cero, lo cual no significa que al probar los cilindros,
éstos hayan presentado una carga nula, sino que debido al estado degradado del que fueron
emergidos del estanque varios de ellos, (tablas 3.10 y 3.12) no se pudieron ni cabecear ni
mucho menos examinar. A continuación se presentan tanto las tablas como las figura 3.3
que exponen de manera clara la tendencia del f´c, las condiciones en las cuales se
trabajaron los cilindros y fotos de algunas de las pruebas
Tabla 3.9 Resistencia a la compresión del material de Madhera a los 7 días
Material Diám.1 (cm)
Diám.2 (cm)
Área (cm2)
Carga (kg)
Resistencia (kg/cm2)
Promedio de
resistencia (kg/cm2)
Ma 1 15.442 15.06 182.6781 1300 7.1163 Ma 2 15.152 15.27 181.7211 1225 6.7411
Ma 3 15.04 15.16 179.0786 1275 7.1198
6.9924
Elaboración propia
24
Tabla 3.10 Resistencia a la compresión del material de Madhera a los 14 días
Material Diám.1 (cm)
Diám.2 (cm)
Área (cm2)
Carga (kg)
Resistencia (kg/cm2)
Promedio de
resistencia (kg/cm2)
Ma 1 15.28 15.426 185.1298 1675 9.0477 Ma 2 15.136 15.374 182.7740 2875 15.7298
Ma 3 0 0 0 0 0
12.3888
Elaboración propia
Tabla 3.11 Resistencia a la compresión del material de Madhera a los 21 días
Material Diám.1 (cm)
Diám.2 (cm)
Área (cm2)
Carga (kg)
Resistencia (kg/cm2)
Promedio de
resistencia (kg/cm2)
Ma 1 15.262 15.178 181.9362 3805 20.9139 Ma 2 15.198 15.2 181.4345 3450 19.0151
Ma 3 15.4 15.376 185.9749 3255 17.5024
19.9645
Elaboración propia
Tabla 3.12 Resistencia a la compresión del material de Madhera a los 28 días
Material Diám.1 (cm)
Diám.2 (cm)
Área (cm2)
Carga (KN)
Resistencia (KN/cm2)
Resistencia (kg/cm2)
Promedio de
resistencia (kg/cm2)
Ma 1 15.126 15.212 180.7190 80 0.4427 45.1250 Ma 2 15.322 15.206 182.9897 55 0.3006 30.6385 Ma 3 15.4 15.376 185.9749 0 0 0
37.8817
Elaboración propia
25
Figura 3.21 Rellenado de cilindros con concreto de material de Madhera Elaboración propia
Resistencia a la compresión del material de Madhera
0
6.9924
12.3888
19.9645
37.8817
0
5
10
15
20
25
30
35
40
0 7 14 21 28
EDAD (días)
Res
iste
ncia
(kg/
cm2 )
Figura 3.22 Resistencia a la compresión del material de Madhera. Elaboración propia
26
Figura 3.23 Prueba de revenimiento para material de Madhera Elaboración propia
Figura 3.24 Cilindro en estado degradado después del proceso de curado, a una edad de 14 días
Elaboración propia
27
Figura 3.25 Prueba de compresión a los 14 días en Máquina Universal de material de Madhera
Elaboración propia
Figura 3.26 Picnómetro siendo preparado con material de Madhera para prueba de densidad
Elaboración propia
En este caso, existen varios comportamientos que el material nos permitió admirar,
conforme transcurría el tiempo. Uno de los más importantes fue la gran cantidad de agua
28
absorbida por los elementos de concreto elaborados con este material. Esto, a su vez, se
presentó como la expansión de los cilindros de concreto, dándonos diámetros altos y una
humedad constante, difícil de eliminar.
Con respecto a la resistencia a la flexión, el concreto con madera no pudo ser testado
debido a que su débil estado al momento de descimbrar la viga, provoco un
desmoronamiento. Esto nos demuestra pésimo indicios en cuanto al fraguado del concreto
que contiene viruta, talvez por cuestiones de humedad o simplemente por la falta de
acoplamiento entre el material orgánico, la madera, y el inorgánico, el cemento. En seguida
mostramos la imagen del la viga que no pudo ser testada debido a su pobre fraguado.
Para la madera encontramos una densidad de 1326.1973kg/m3, que más adelante podremos
comparar con los datos de la arena y así verificar realmente que tan alejados o cercanos a la
base de comparación nos encontrábamos.
Figura 3.27 Viga con madera recién descimbrada, sin alcanzar un fraguado adecuado a 24 hrs.
Elaboración propia
29
3.4 Resultados obtenidos del concreto con Arena
Como un parámetro de comparación se elaboraron, a la par, ensayos de cilindros
convencionales utilizando el agregado que normalmente se utiliza, la arena. De esta
manera, se pueden cotejar los diferentes resultados con un dato esperado. Esto es, lo que
por lo menos se pretende obtener, un concreto con f´c=100kg/cm2, con un revenimiento
manejable, una densidad práctica y una resistencia a la flexión que esté dentro del rango
establecido anteriormente. A continuación mostramos la preparación del concreto normal
para la posterior comparación con las diferentes mezclas de concreto modificado.14
Figura 3.28 Preparación de mezcla convencional de concreto, con arena, para dosificación de f´c=100kg/cm2 Elaboración propia
En cuanto al revenimiento, se obtuvieron 12.2cm lo cual, hablando en términos usuales, es
un revenimiento lo suficientemente neutral como para ser manejable y útil en lo cotidiano
del campo del ingeniero, ya que el rango habitual es de entre 10 a 14cm dependiendo, como
ya antes se mencionó, de las especificaciones del proyecto.
14 Ver Apéndice K para ver a detalle el proceso experimental con la arena como agregado fino convencional.
30
Figura 3.29 Prueba del cono para revenimiento del concreto convencional Elaboración propia
Hablando de la resistencia a la compresión, a continuación se muestran las tablas 3.13,
3.14, 3.15, 3.16 y la figura 3.30 donde se puede admirar la gráfica de las edades con
respecto a las resistencias que son un indicio del tiempo y las condiciones de fraguado.
Tabla 3.13 Resistencia a la compresión con Arena a los 7 días
Material Diám.1 (cm)
Diám.2 (cm)
Área (cm2)
Carga (KN)
Resistencia (KN/cm2)
Resistencia (kg/cm2)
Promedio de
resistencia (kg/cm2)
Ar 1 15.01 15.046 177.3749 126 0.7104 72.4118 Ar 2 15.122 15.1 179.3396 123 0.6858 69.9133
71.1625
Elaboración propia
31
Tabla 3.14 Resistencia a la compresión con Arena a los 14 días
Material Diám.1 (cm)
Diám.2 (cm)
Área (cm2)
Carga (KN)
Resistencia (KN/cm2)
Resistencia (kg/cm2)
Promedio de
resistencia (kg/cm2)
Ar 1 14.982 15.018 176.7146 147 0.8318 84.7961 Ar 2 15.186 15.128 180.4332 145 0.8036 81.9186
83.3574
Elaboración propia
Tabla 3.15 Resistencia a la compresión con Arena a los 21 días
Material Diám.1 (cm)
Diám.2 (cm)
Área (cm2)
Carga (KN)
Resistencia (KN/cm2)
Resistencia (kg/cm2)
Promedio de
resistencia (kg/cm2)
Ar 1 15.018 15.026 177.2333 169 0.9535 97.2014 Ar 2 15.01 15.012 176.9739 166 0.9380 95.6159
96.4086
Elaboración propia
Tabla 3.16 Resistencia a la compresión con Arena a los 28 días
Material Diám.1 (cm)
Diám.2 (cm)
Área (cm2)
Carga (KN)
Resistencia (KN/cm2)
Resistencia (kg/cm2)
Promedio de
resistencia (kg/cm2)
Ar 1 15.018 15.02 177.1625 175 0.9878 100.6925 Ar 2 15.01 15.016 177.021 196 1.1072 112.8658
106.7791
Elaboración propia
32
Resistencia a la compresión con Arena
0
71.1625
83.3574 96.4086
106.7791
0
20
40
60
80
100
120
0 7 14 21 28
EDAD (días)
Res
iste
ncia
(kg/
cm2)
Figura 3.30 Resistencia a la compresión con Arena. Elaboración propia
El módulo de ruptura de los elementos con Arena fue de 11.1KN un valor que, en efecto y
como lo marca la especificación, se encuentra entre el 10 y el 20% de la resistencia a la
compresión, la cual es 185.5KN (Obteniendo un promedio de los dos valores de la
resistencia a los 28 días). Con esto podemos incidir que este concreto tiene una resistencia a
la flexión apta para ser utilizada en proyectos constructivos.
Por medio de las siguientes imágenes exponemos las pruebas de compresión y flexión,
elaboradas al concreto convencional hecho con el agregado fino que usualmente se utiliza:
la arena.
Por último, nuestra densidad de comparación, aquella que nos indicará que tan pesados o
ligeros se encontraban nuestros elementos, nos arrojó un dato de 2247.1677kg/m3.
33
Figura 3.31 Prueba de compresión en prensa hidráulica a concreto con arena, a una edad de 28 días
Elaboración propia
Figura 3.32 Prueba de flexión en prensa hidráulica a concreto con arena, a una edad de 28 días
Elaboración propia
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