CUESTIONARIO DE ENSAYO DE MATERIALES II1. ¿Qué son los conglomerantes?

Son sustancias compuestas de varios elementos, los mismos que al combinarse con el agua u otro elemento dispersante o disolvente forman una masa plástica moldeable que posteriormente se endurece. Las propiedades del los conglomerantes son: unir, aglutinar, pegar, adherirse o cementarse entre si o con otros materiales para formar elementos constructivos resistentes y durables.

2. ¿Cuáles son los tipos de conglomerantes mas conocidos en la actualidad?- Conglomerantes aéreos- Conglomerantes hidráulicos- Conglomerantes hidrocarbonados- Conglomerantes polímeros3. ¿Qué son los conglomerantes aéreos?

Son aquellos productos que mezclados entre si o con el agua fraguan en contacto con el aire.

4. ¿Qué son los conglomerantes hidráulicos?

Son aquellos que mezclados con el agua fraguan, como:

el cemento hidráulico cal hidráulica puzolana hidráulica

5. ¿Qué son los conglomerantes hidrocarbonados?

Denominado BITUMINOSOS, aquellos que mezclados entre solubles o no disolvente fraguan por evaporación del solvente, como:

Alquitrán Brea Cemento plástico Betún Asfalto

6. ¿Qué son los conglomerantes polímeros?

Productos formados por varias macromoléculas sencillas en una sola con características cementantes, impermeables y en casos de alta resistencia. La mayoría son orgánicos porque el carbono es el elemento común en su composición y se tiene:

Materiales plásticos Elastómeros

Resinas naturales Resinas sintéticas7. ¿Cuáles son los conglomerantes inorgánicos?- Arcilla- Yeso - Cal aérea- Cal hidráulica - Puzolana8. ¿Cuáles son los componentes de la arcilla?

Es el elemento más antiguo y uno de los primeros utilizados por el hombre. Los principales componentes son:

Dióxido de silicio (SiO2) Alúmina (oxido de aluminio: Al2O3) Agua (H2O)

Los componentes secundarios son compuestos de:

Hierro Cal Sodio Potasio Magnesio9. ¿Qué es el yeso?

Producto resultante de la deshidratación parcial o total del sulfato de calcio (CaSO4) o piedra de yeso. Las etapas de deshidratación:

a) Se obtiene yeso común (yeso de estuco) de características estables.

CaSO4.2 H2O + calor (110 – 130)o C ------- CaSO4. ½ H2O + 1 ½ H2O (Semihidrato)

b) Se obtiene yeso con gran capacidad de absorción de agua (yeso semihidrato). Al calentar en exceso el anhídrido en la calcificación se obtiene un material sin capacidad de endurecimiento. CaSO4. ½ H2O + calor (175 – 205)o C ------ CaSO4 + ½ H2O ( Anhídrido)

El yeso amasado es moldeable y se vuelve piedra de yeso por las reacciones químicas violentas. El yeso endurecido es un material refractario al calor por lo que se utiliza como aislante térmico y para moldes para colocar metales. Además en la construcción para fabricar elementos arquitectónicos decorativos y en aplicaciones medicas.

10. ¿Qué es la cal aérea?

Producto resultante de la descomposición del carbonato de calcio (piedra caliza) por medio del calor.

CaCO3 + calor -------- CaO + CO2 (cal viva + anhídrido carbónico)

MgCO3 + calor -------- MgO + CO2 (magnesia + anhídrido carbónico)

La piedra caliza contiene pequeñas cantidades de sílice, alúmina y oxido de hierro así como carbonato de calcio hasta en un 30%.

El oxido de calcio es la cal viva, es blanco, contiene una gran avilés. Al mezclarse con el agua se produce el apagamiento de la cal: CaO + H2O ---------- Ca (OH)2 + calor (hidróxido de calcio = cementina, mezclado con el agua usado para separación de morteros). En el proceso se produce calor y aumento de volumen 3 veces el original. La cal mal apagada produce resquebrajamiento y dilatación de morteros en el endurecimiento. El endurecimiento se produce por: Ca (OH)2 + CO2 ----- CaCO3 + H2O; es este proceso pierde agua produciendo fisuramientos.

11. ¿Qué es la cal hidráulica?

Producto de calcinar piedra caliza con 8 – 20% de arcilla. Propiedades hidráulicas y aéreas debido a que en parte se endurece mediante la reacción con el agua y en parte con el anhídrido carbónico; por lo que sus principales componentes son: oxido de calcio, sílice, alúmina, oxido de hierro y magnesio.

12. ¿Qué es la puzzolana?

Material silícico aluminoso que reaccionan con el hidróxido de calcio en presencia de humedad para formar compuestos con propiedades cementantes. Los más conocidos:

- Cenizas volcánicas- Piedra pómez- Pizarras- Arcilla calcinada

Resistente a sulfatos y sales; provee una alta impermeabilidad.

13. ¿Qué determina el índice hidráulico?

Las características hidráulicas del conglomerante. El índice de vicat establece la relación entre la fracción acida del conglomerante inorgánico para la fracción básica del mismo.

I = (SiO2 + Al2O3 + Fe2O3) / (CaO + MgO)

Relación < 0.16 ---------------------conglomerante aéreo Relación > 0.16 ---------------------conglomerante hidráulico

14. ¿Cuáles son las propiedades determinadas con el ensayo de flexión? Resistencia a la tracción: se determina en muestras prismáticas de (4*4*16)

cm; mediante un carga puntual en el centro y separación de apoyos de 10 cm. Se calcula con: Rt = 0.25 P (*10-2 MN/m2; P en N). Realizar el ensayo en 6 probetas, 1 o 2 se descartan si las resistencias están fuera del intervalo comprendido entre el promedio de los mismos ± 15%. Si hay más de 3 fuera del intervalo el ensayo no vale caso contrario se saca el promedio y este será la Rt.

Resistencia a la compresión: se utilizan las 12 mitades obtenidas en el ensayo de tracción y se ensayaran a compresión hasta la rotura. Se calcula el promedio de las 12 resistencias y si estos valores están dentro del intervalo del promedio ± 15%, este valor será la resistencia a la compresión. Si 1, 2, 3, 4, 5, 6 valores se encuentran fuera del intervalo se descartan y se calcula el nuevo promedio; pero si son mas de 7 se debe realizar nuevos ensayos.

15. ¿Qué es el cemento Portland?

Es un polvo fino que al mezclarse con el agua se convierte en pegamento que mantiene a los agregados unidos en el concreto. Son cementos hidráulicos compuestos de silicatos de calcio, fraguan al reaccionar con el agua.

En la hidratación (cemento en contacto con el agua), el cemento se combina con el agua formando una pasta y luego una masa similar a una piedra. La hidratación continua en condiciones favorables de Tº y humedad y del espacio disponible para formación de productos de hidratación.

16. ¿Cuáles son los procesos de fabricación del cemento Portland?a) Via seca: los ingredientes triturados se mezcla en seco en proporciones

adecuadas, se envía a oscilos de homogenización para una composición uniforme y se calcina.

b) Via humeda: los materiales se mezclan en suspensión humeda, producto más homogéneo, fácil manejo y es el más utilizado.

17. ¿Cuál es la composición química del cemento?

Los componentes se dan por reacciones químicas durante el proceso de calcinación.

A 700º - 1080ºC la caliza se descompone en oxido de calcio y gas carbonico. Sobre los 1080ºC la arcilla se descompone en: arcilla + calor ----- SiO2 + Al2O3 + Fe2O3 + H2O (sílice + alúmina + oxido de hierro). Estos compuestos a 1200ºC se combinan con oxido de calcio y forma C4AF y C3A. Al combinarse el oxido de calcio con la sílice forman C2S y C3S.

a) Silicato dicalcico (C2S): provee resistencias a largos plazos por fraguado lento.b) Silicato tricalcico (C3S): resistencia a edades tempranas a los 28 dias.c) Aluminato tricalcico (C3A): calor en la hidratación y fraguado con elevada

velocidad produciendo retracciones de fraguado.

d) Aluminato ferrito tetracalcico (C4AF): resistencia a edades largas y actua como fundente en la fabricación del klinker. Causante del color gris del cemento.

Los 4 componentes constituyen el 90% del peso del cemento. El 10%: el yeso (3-5)% y el resto otros elementos que no alcanzan a combinarse tales como: cal libre, magnesia, álcalis.

18. ¿Qué es la hidratación del cemento?

Son las reacciones químicas entre los componentes del cemento y el agua y dan como resultado los hidratos de silicato de calcio e hidratos de aluminato tricalcico. En las 1º reacciones químicas se produce el fraguado del cemento con producción de calor (calor de hidratación), tiende a acelerar las reacciones químicas y produce agrietamientos cuando la Tº enfría a la pasta de cemento.

19. ¿Qué es el fraguado del cemento?

Es el cambio de pasta del estado plástico moldeable a un estado solido rígido. El inicio es el FRAGUADO INICIAL y el término de la rigidizacion es el FRAGUADO FINAL.

20. ¿Cuál es la estructura del cemento hidratado?

La pasta de cemento fraguado consta de:

hidratos gel de cristales de hidróxido de calcio poros capilares poros intersticiales (poros de gel) cemento deshidratado componentes menores 21. ¿Cuáles son los tipos de cementos Portland?

Difieren en su composición potencial y en su finura y son:

TIPO I: uso común en obras donde no se requiere propiedades especiales. Resistencia de diseño a los 28 dias.

TIPO II: de moderado calor de hidratación, uso en obras hidráulicas por su > resistencia a suelos y aguas sulfatadas. Resistencia de diseño a los 42 días.

TIPO III: de > finura que los demás, altas resistencias iniciales con fraguado rápido. Genera alto calor de hidratación y uso en climas frios.

TIPO IV: bajo calor de hidratación, buena resistencia a sulfatos. Resistencia a edades tempranas es baja pero > resistencia a edades largas. Ideal para hormigón masivo.

TIPO V: uso contra la acción severa de aguas marinas y sulfatadas. Bajas resistencias iniciales pero > resistencia a edades largas. Ideal para obras portuarias, alcantarillas, canales.

22. ¿Qué otros tipos de cemento existen?

Los cementos con identificación A son los que tienen introductores de aire y los cementos con identificación P son puzzolanicos.

Existen otros tipos de cementos como:

De escorias Blanco Aluminoso23. ¿Cuáles son las propiedades físicas del cemento Portland?

Es un polvo muy fino de color gris verdoso compuesto de partículas de cuyos tamaños van desde 1 µ (0.001 mm) a 80 µ (0.080 mm) de Ø. La densidad especifica varia de 3.12 a 3.16 T / m3, tomándose 3.14 T / m3.

24. ¿Cuáles son los ensayos que se realizan en el cemento Portland?- Finura del cemento- Consistencia normal- Tiempos de fraguado- Resistencia del cemento

25. ¿Cuáles son los métodos empleados para determinar la finura del cemento?

FINURA DEL CEMENTO: se expresa en términos de superficie especifica, es decir, el área superficial exterior de las partículas contenidas en 1g de cemento (cm2 / g). a < tamaño de grano > superficie especifica. Los métodos empleados son:

Permeabilimetro de Blaine: superficie especifica minima para cemento ordinario debe ser de 2250 cm2 / g y 3250 cm2 / g para cemento portland de endurecimiento rápido.

Turbilimetro de Wagner: usa un haz de luz para determinar la concenetracion de las partículas en suspensión a un nivel dado de kerosene; y el % de luz transmitida se mide por medio de una celda fotoeléctrica.

26. ¿En que consiste el ensayo de la consistencia normal?

CONSISTENCIA NORMAL: adquieren cuando al ser hidratados todas y cada una de las partículas del cemento adquieren una determinada plasticidad en condiciones especiales; por lo tanto la cantidad de agua para lograr estas características se expresa en % con respecto a el masa de cemento seca.

27. ¿Qué etapa describe el ensayo de tiempo de fraguado?

TIEMPOS DE FRAGUADO: el fraguado inicial y final describen las etapas de endurecimiento de la pasta. Para la consistencia normal y el tiempo de fraguado se utilizan los aparatos de VICAT Y GUILLMORE.

28. ¿Qué tipos de ensayos de resistencia del cemento existen?

RESISTENCIA DEL CEMENTO: propiedad definitiva como requisito en usos estructurales. Ensayos de resistencia:

Compresión directa, en probetas de mortero con dosificación 1 parte de cemento y 2.75 partes de arena estándar de Ottawa.

Tensión directa, en probetas de mortero con dosificación 1 parte de cemento y 3 partes de arena estándar de Ottawa.

Flexión29. ¿Qué tipos de cemento en función del índice hidráulico existen?

La resistencia del cemento es > cuando + elevado es el índice hidráulico (I) y + corto es el tiempo de fraguado y más oscuro el elemento por su > cantidad de arcilla:

I < 0.5 ---------- CEMENTO BASICO (portland) I < 0.5 ---------- CEMENTO NEUTRO (rico en escorias) I =1 ---------- CEMENTO ACIDO (aluminoso)30. ¿Qué es el mortero?

Producto de mezclar en proporciones adecuadas conglomerantes, agregados y aditivos (agregados finos). Utilizados en albañilería como materiales cementantes, para unir elementos como mampuestos de piedra, ladrillo, bloques.

31. ¿Cuales son lo tipos de morteros según el tipo de conglomerante?- De tierra - De cal- De yeso- De cemento- Bastardos- Epoxicos

32. ¿Cuales son lo tipos de morteros según el tamaño de los agregados?- Finos - Medianos- Gruesos

33. ¿Cuales son lo tipos de morteros según la cantidad de agua?- Sólidos (secos)- Plásticos- Fluidos

34. ¿Cuales son lo tipos de morteros según la cantidad de aglomerante?

- Ricos - Regulares- Pobres

35. ¿Cuales son lo tipos de morteros según el % de vacios en relación a la cantidad de pasta?

- Abiertos- Cerrados

36. ¿Cuáles son los componentes y fases para la producción del mortero?

COMPONENTES FASESConglomerantesAireAditivo y adiciones

pasta

morteroarena Agregado finoAire incorporado naturalmente

AireAire incorporado intencionalmente

37. ¿Cuales son los tipos de morteros y sus aplicaciones?

MORTERO DOSIFICACION APLICACIÓNCal hidratada y arena 1:3 Revestimientos de muros y

enlucidosCemento portland y arena 1:3 Masillado de pisos y

enlucidos a la intemperie, cimientos sumergidos

Cal hidráulica y arena 1:4 Cimientos húmedos y obras sumergidas

Cemento, cal hidratado y arena (morteros bastardos)

1:3:9 Revestimiento de muros, techos y para enlucidos en general

Cemento portland y arena 1:6 Trabazón de mampuestos (pega) y ladrillos en muros no portantes

Cemento portland y arena 1:5 Trabazón y pega de mampuestos y ladrillos en muros portantes

38. ¿Cuales son los tipos de morteros especiales?

En el mercado podemos conseguir diferentes tipos de morteros industrializados, los mismos que en su composición contienen aditivos especiales que le dan características y propiedades superiores a un mortero convencional. Se puede citar morteros de:

Pega De recubrimiento o enlucidos Para afinados o alisados Auto conformados o autonivelantes Para reparaciones del hormigón Para inyecciones de cemento Para puentes de adherencia o juntas de hormigón Para uniones de ductos o emboquillados Para rellenos con propiedades expansivas Epoxicos

39. ¿Qué es el hormigón?

Roca artificialmente constituida por agregados que hacen las veces de relleno y por una matriz o ligante que es la encargada de aglutinar.

40. ¿Cuáles son las funciones de los agregados en el hormigón? Relleno barato Resistentes a cargas y a la abrasión Reducen cambios volumétricos por el fraguado de la pasta Reduce retracciones y expansiones por humedecimiento, secado y

carbonatación de la pasta.41. ¿Cuáles son las funciones de la pasta agua cemento en el hormigón? Llenar vacios que dejan los agregados Recubren y aglutinan a los agregados Lubrica la masa plástica del hormigón fresco Confiere resistencias al hormigón endurecido42. ¿Cuáles son los tipos de agregados? Por su origen

- Natural: resultado de la intemperie y acción del agua corriente produciendo arenas y gravas.

- Artificial: por trituración se obtiene el ripio (GRUESO: material petreo que retiene la malla Nº 4) y el polvo de piedra (FINO: material pétreo pasa la malla Nº 4 = 4.75 mm) .

Por su tamaño Por su modo de preparación Por su composición mineralógica43. ¿Cuáles son los requisitos básicos de calidad de los agregados?

- Duros- Resistentes a cambios térmicos y a la acción de sales y sulfatos- Durables- Impíos - Buena granulometría (bien graduado)

- No reactivos con el cemento(inertes)- La roca de la cual proviene debe ser compacta, sin rajaduras ni

porosidades, la densidad absoluta debe ser lo + alto no < 2400 kg / m3.- Formas redondeadas e irregulares (descartar agregados con partículas

elongadas ya que su longitud es > que las otras dimensiones)- Superficie de textura áspera y heterogénea, proveen una buena

adherencia; a > adherencia > resistencia. Lisas no proveen adherencia. Resistencia mecánica del agregado a la trituración es de 200 M Pa.

- No contener minerales de sílice que causen reacción química negativa con los álcalis libres del cemento.

44. ¿Cuántas veces es mayor la resistencia de la roca con respecto a la resistencia del hormigón?

La roca resistirá 3 a 4 veces la resistencia del hormigón.

45. ¿Cómo se determina la presencia de material orgánico en los agregados finos?

En agregados finos se determina la presencia de materia orgánica con el análisis colorimétrico. Si tiene materia orgánica debe ser rechazado o en casos lavarlo.

46. ¿Cuál es el % máximo de desgaste de un agregado grueso en el ensayo de abrasión para ser considerado un material idóneo para el hormigón?

Desgaste del 40%.

47. ¿Cuál es el % máximo al que se limita el material grueso y material fino cuando el material pase la malla Nº 200?

En material fino se limita al 3% el contenido de material que pase la malla Nº 200 (75µ) y para el grueso se limita al 1%.

48. ¿Cuál es el % máximo de arcilla contenida en el agregado fino y agregado grueso?

El contenido máximo de arcilla es el 1% para finos y 0.25% para gruesos.

49. ¿Cuál es el % máximo de contaminación salina?

Contaminación salina máx. debe ser 1% con respeto al peso del cemento.

50. ¿Cuál es el % en el cual no se admiten las partículas inestables?

No se admite > 2% del peso del cemento las partículas inestables como: pizarras, carbón, terrones.

51. ¿Qué estudia la granulometría del agregado?

La distribución por tamaño de las partículas de los agregados. Cuando las partículas son de un solo tamaño el agregado es UNIFORME. Si las partículas tienen variedad equilibrada de tamaños el agregado es BIEN GRADUADO. Si las partículas tiene tamaños uniforme, dejan grandes espacios pero si es bien graduado quedan < espacios a ser llenados por pasta, por lo que el hormigón es económico. Sin embargo el material ideal no debe considerarse, por cuanto no habría espacio alguno para llenar con pasta perdiéndose cohesión, trabajabilidad y adherencia.

52. ¿En que consiste el ensayo granulométrico?

En hacer pasar una muestra del material a través de una serie de mallas de aberturas sucesivamente mas pequeñas y determinar la mas del material retenido en c / una de ellas para determinar la distribución de tamaños de las partículas. Este análisis se complementa con la curva granulométrica.

53. ¿Cuál es la serie de mallas para el tamizado y determinación del modulo de finura en los agregados finos?

TAMIZ (mm)

(3/ 8)” 9.5

Nº 4 4.75

Nº 8 2.36

Nº 16 1.18

Nº 30 0.6

Nº 50 0.3

Nº 100 0.15

% PASA 100 95-100 80-100 50-85 25-60 10-30 2-10

El fino que cumple con la granulometría deja un % vacios ideal, el cual será ocupado por la pasta. Compatible con la resistencia del hormigón fraguado, consistencia y trabajabilidad del hormigón fresco.

54. ¿Cuál es la serie de mallas para el tamizado y determinación del modulo de finura en los agregados gruesos?

La misma serie que cumple con las normas establecidas por la ASTM C-33:

TAMIZ (mm)

Nº16 y Nº 8

Nº 44.75

(3/ 8)” 9.5

(1/ 2)”12.7

(3/ 4)” 19.05

(1)” 25.4

(1 ½ )” 38.1

ContinuaHasta 4”

% PASA Están en función del paso de una abertura a la otra cualquiera no secuencial.

Para el grueso se tiene 13 clasificaciones para diversos tamaños tabulados en la tabla respectiva con la cual se puede determinar el número de tamaño y en función de esta como ayuda para la determinación del tamaño nominal máximo.

55. ¿Qué representa la curva granulométrica?

CURVA GRANULOMETRICA: une todos los puntos de la distribución granulométrica. Se representa en las ordenadas el % de retenido-acumulado que pasa por un tamiz y en abscisas las aberturas del tamiz a escala logarítmica. Esta curva debe estar

representada con los límites granulométricos establecidos por la norma para cada tamaño.

56. ¿Qué indica el modulo de finura?

MODULO DE FINURA: índice que indica el tamaño medio de las partículas del material. Cuando el valor es bajo el agregado es fino y cuando es alto e agregado es grueso. Se calcula sumando todos los % retenidos acumulados en la serie de la malla estándar: 3”- 1” ½ - ¾”- 3/8” – Nº 4 – Nº 8 – Nº 16 – Nº 30 – Nº 50 – Nº100; toda la suma para 100. El MF para el agregado fino varia entre 2.2 – 3.2 para un tamaño intermedio entre 3.3 – 5 (GRAVILLA) y para el grueso > 5. Para morteros de inyección el MF del agregado fino esta entre 1.6 – 2.4, cuando el material este libre de materiales finos perjudiciales.

57. ¿Qué agregado se identifica con el tamaño nominal?

TAMAÑO NOMINAL: con la cual se identifica el agregado grueso y se determina por el tamiz de abertura > al cual se retiene el 10% o mas de agregado en el ensayo granulométrico.

58. ¿Problemas de aplicación de granulometría?

El resultado del análisis granulométrico del agregado fino y grueso a emplearse en la preparación de una mezcla de hormigón es:

AGREGADO FINOMALLA %RETENIDO %RETENIDO ACUMULADO % PASA

Nº 4 4,2 4,2 95,8Nº 8 12,2 16,4 83,6

Nº 10 5 21,4 78,6Nº16 13,8 35,2 64,8Nº 20 14,1 49,3 50,7Nº 30 14,5 63,8 36,2Nº 40 4,4 68,2 31,8Nº 50 15,5 83,7 16,3Nº 80 8,5 92,2 7,8

Nº 100 5,1 97,3 2,7Recipiente 2,7 100 0

Determinar el modulo de finura:

MF = (0+4.2+16.4+35.2+63.8+83.7+97.3)/100

MF = 3.006

AGREGADO GRUESO ASUMIENDO Nº T = 467

MALLA % RETENIDO % RETENIDO ACUMULADO % PASA 2" = 100%1 ½” 6,3 6,3 93,7 95 % - 100 %

1" 8,8 15,1 84,9 -3/4" 31,1 46,2 53,8 35 % - 70 %1/2" 28,9 75,1 24,9 -3/8" 23 98,1 1,9 10 % - 30 %Nº 4 1,9 100 0 0 % - 5 %

Determinar el modulo de finura, tamaño nominal máximo y el número de tamaño:

MF = (6.3+46.2+98.1+100+500)/100

= 7.506

NOTA: Se suman los 500 porque faltan 5 series de tamices para llegar al Nº 100 y se consideran que por estos tamices pasa el 100 % del material.

TNM = 1 ½”

Nº TAMAÑO = 467

TN = 1 ½” – Nº 4

59. ¿Cuáles son las densidades de los agregados?

En función del grado de porosidad (dejan vacios) se definen:

a. DENSIDAD DE VOLUMEN EN ESTADO SECO (DENSIDAD ABSOLUTA): relación entre la masa solida par el volumen del material (excluye vacios y poros permeables, material libre de humedad). Da = Ms / Vs; (s = seco)

b. DENSIDA APARENTE: relación entre la masa del agregado solido para el volumen que ocupan los agregados (con poros permeables y vacios). Da = M/V

c. DENSIDAD DE VOLUMEN EN ESTADO SSS: relación entre la masa de agregado solido en sss (saturado superficie seca) para el volumen del material (con poros permeables saturados de humedad). Dsss = Msss / Vsss

d. DENSIDAD APARENTE MAXIMA: mezcla de agregado grueso y fino para obtener una máx. densidad. Se determina el % de grueso y el complementario de fino para que la mezcla adquiera la máx. densidad, con la < cantidad de vacios (mínima pasta).

e. DENSIDAD OPTIMA: densidad algo menor que la máx. se obtiene disminuyendo un 4% del % finos (densidad máx.) implicando un aumento del % gruesos. En hormigón no trabajar con δ máx. sino con δ optima. Para obtener un volumen adicional de vacios, > pasta, > trabajabilidad, cohesión y resistencia.

60. ¿Qué es la porosidad en un agregado?

La porosidad, permeabilidad y por ende capacidad de absorción tiene mucho que ver con la propiedades de los a agregados como el caso de la adherencia, resistencia a la trituración y abrasión, resistencia a ciclos de congelamiento y deshielo. De ello que a > porosidad > capacidad de absorción.

61. ¿Qué es la capacidad de absorción en un agregado?

La capacidad de absorción, para definir se considera al material:

a. SECADO AL HORNO: partículas libres de humedad. Secado a 110ºC por 24 horas.

b. SECADO AL AIRE: partículas con contenido de humedad por absorción del medio ambiente.

c. SATURADO SUPERFICIE SECA: partículas con poros permeables saturados de humedad pero la superficie exterior seca.

d. SOBRESATURADO: partículas con poros permeables saturados de humedad y con humedad superficial.

Según esto se considera como la máx. cantidad de agua (%) que pueden absorber partículas desde cuando están libres de humedad hasta cuando están saturadas con superficie seca.

62. ¿Qué es el contenido de humedad en un agregado?

El contenido de humedad, cantidad de agua (%) que tienen las partículas de los agregados en cualquier instante y condiciones.

63. ¿Cuál es la característica del agua para las mezclas de hormigón?

Libre de toda sustancia que interfiera en la hidratación. No usar agua que contenga:

- Sales- Aceites- Sulfatos- Materia orgánica

Al usar agua de dudosa procedencia se realizara cubos de mortero cuya resistencia a la compresión se comparara con cubos de mortero realizados con agua destilada; cubrir min. 95% de muestras con agua destilada.

El agua ideal para fabricar hormigón es el agua para consumo humano.

64. ¿Cómo se realiza el cálculo de las cantidades de ingredientes en el diseño de mezclas?

Los materiales intervienen en cantidades relativas de dosificación, tomando al cemento como la unidad sea en dosificaciones al peso o volumen. Representar solo en

una de las dos porque las densidades son diferentes. Por exactitud la dosificación al peso: f`cr = f`c + FS

EJEMPLO: dosificación al peso: la Σ cantidades relativas de ingredientes = cantidades en peso (calculo común para 1 m3 o parada de un saco de cemento).

0.6, 1.0, 2.4, 4.0 0.6 C + C + 2.4 C + 4.0 C = 2300 kg / m3 (δ hormigón simple)

C = 287.5 kg / m3 (CEMENTO)

CALCULO DE CANTIDADES EN EL DISEÑO DE MEZCLAS

MATERIAL DOSIFICACION (PESO)

δap. (kg /dm3)

cant. (kg /m3)

CANTIDAD X SACO DOSIFICACION

PESO VOLUMEN VOLUMEN

W 0,6 1,00 172,50 30 30,00 0,90

C 1 1,50 287,50 50 33,33 1,00

A 2,4 1,40 690,00 120 85,71 2,57

R 4 1,60 1150,00 200 125,00 3,75

65. ¿Cómo se realiza las correcciones por contenido de humedad?

Para la mezcla del hormigón teóricamente los agregados debes estar en sss (no absorben ni ceden agua), pero en la practica es imposible. Por esto se realiza correcciones por humedad (condiciones ambientales estables o ajustar en cada parada).

EJEMPLO:

Con los datos obtenidos realizar la corrección por humedad de los materiales a emplearse en la mezcla:

CALCULO DE CORRECCIONES POR HUMEDAD

MAT.

DOS.PESO

δap. (kg

/dm3)

cant. (kg

/m3)

CANT.SACO

cap.abs. %w

añadir ± kg

CORRECCION DOSIFICACION

PESO

PESO VOLUMEN

PESO

VOLUMEN

W 11,00 184,00 30

27,98

27,98 0,56 0,84

C 11,50 306,67 50

50,00

33,33 1,00 1,00

A 21,55 736,00 120

2,502,00 0,6

119,40 77,03 2,39 2,31

R 41,65

1073,33 175

3,004,50 -2,6

177,63 107,65 3,55 3,23

66. ¿Cuáles son las propiedades del hormigón fresco?

Hormigón fresco = agua + cemento + agregados. Estado plástico – moldeado y compactado antes del fraguado. Las propiedades son determinantes en la calidad del hormigón y se tiene las básicas:

- Consistencia- Trabajabilidad- Factores que influyen en la consistencia y trabajabilidad- Pruebas de consistencia y trabajabilidad- Cohesión - Segregación

67. ¿Qué define la consistencia en el hormigón?

CONSISTENCIA: define la > o < facilidad de deformarse el hormigón por su peso propio. Depende de la fluidez (mezcla seca y muy fluida). El termino medio es una masa plástica (mezcla optima), buena cohesión, masa homogénea, fluye lento sin segregación.

68. ¿Qué define la trabajabilidad en el hormigón?

TRABAJABILIDAD: define la > o < facilidad de manipulación, transporte, colocación y compactación del hormigón. Ya que la compactación es muy fundamental en la calidad del hormigón la trabajabilidad se define como la cantidad de trabajo interno útil para una compactación completa y uniforme.

69. ¿Cuáles son los factores que influyen en la consistencia y trabajabilidad?

FACTORES QUE INFLUYEN EN LA CONSISTENCIA Y TRABAJABILIDAD:

- Cantidad de agua: a > cantidad de agua + fluidez (mezcla), mejor trabajabilidad; riesgo de producir segregación.

- Cantidad de los agregados: cte. Pasta, a > agregado grueso + rigidez (seco) y < trabajabilidad.

- Graduación del agregado: + fina + seca (mezcla) y > pasta para consistencia y trabajabilidad.

- Forma y textura de agregados: partículas ásperas y angulares > pasta.- Finura y tipo de cemento: a > finura > trabajabilidad.- Tipo y cantidad de aditivos: plastificantes-introductores de aire mejoran

trabajabilidad y > fluidez a la consistencia seca.

- Tiempo y temperatura: a > tiempo y > temperatura pierde plasticidad y trabajabilidad la mezcla.

70. ¿Qué ensayo me sirve para determinar la consistencia del hormigón fresco?

PRUEBAS DE CONSISTENCIA Y TRABAJABILIDAD: no hay pruebas absolutas y definitivas pero se encuentran normadas los ensayos de:

- Asentamiento (ASTM C143)- Fluidez (ASTM C124)

71. ¿Qué es la cohesión?

COHESION: propiedad por la cual presentan buena unión y adherencia entre los agregados y la pasta de cemento.

72. ¿Qué es la segregación?

SEGREGACION: definida como la separación de constituyente de la mezcla (masa no uniforme). Esto se debe a:

- Exagerada cantidad de agua- Diferente densidad de los agregados- Diferencia de tamaño de partículas de agregados (control con agregados

bien graduados)- Se presenta en el manipuleo, transporte y colocación y compactación.- Una forma de segregación es la exudación, es el afloramiento de agua

en la superficie arrastrando partículas inertes de cemento que se depositan en la superficie del hormigón y dejan ductos o vías de filtración para percolación (paso de humedad), volviendo al hormigón seco-permeable. Al no controlarlo el hormigón será de mala calidad. Se puede controlar disminuyendo el agua de mezcla, aumentando finos o con el uso de aditivos reductores de agua.

73. ¿Cómo se realiza la medición de los agregados?

Se realiza al peso, para mantener la uniformidad del hormigón; se tienen equipos exactos que permiten un error máx. del 1% del peso del cemento y del 2% del peso de los agregados.

74. ¿Cómo se realiza el mezclado del hormigón?

Una buena medición implica uniformidad, consistencia, trabajabilidad y cohesión de la mezcla. Con un buen equipo se facilita el intercambio de materiales en sentido de rotación. A > tiempo de mezclado > homogeneidad, > resistencia. No exagerar el tiempo de mezclado para evitarla perdida de agua por evaporación.

75. ¿Cuáles son los tiempos mínimos recomendados por la ASTM C-94?

El tiempo min. de mezclado no < 1 minuto.

CAPACIDAD DE LA MEZCLADORA (m3) TIEMPOS MIN. DE MEZCLADO (min.)0.81.52.33.13.84.67.8

11 ¼1 ½1 ¾2

2 ¼3 ¼

76. ¿Cuáles son las recomendaciones para la colocación del hormigón?

Para la buena colocación el hormigón debe tener la consistencia apropiada. Recordar:

- Evitar juntas frías- No capas de mucha altura (máx. 50 cm)- Evitar métodos que causen segregación - Evitar caídas directas desde alturas (evita separamiento y apilamiento)- En pendientes colocar de abajo hacia arriba

77. ¿Cuáles son las ventajas de la consolidación del hormigón?

La consolidación consiste en compactar eliminando la > cantidad de vacios. Se realiza por vibración y trae ventajas como:

- Disminución de costo por reducción del contenido del cemento- > densidad y homogeneidad del hormigón- > resistencia- Aumento de adherencia con el refuerzo- > adherencia en juntas de construcción- > durabilidad y reducción de cambios de volumen o contracciones

78. ¿Cuáles son las propiedades del hormigón fraguado?- Resistencia a la compresión- Resistencia a la tracción- Resistencia a la flexion- Resistencia al corte- Modulo de elasticidad

79. ¿Qué es la resistencia a la compresión?

RESISTENCIA A LA COMPRESION: propiedad mecánica para establecer la calidad del hormigón. Para determinar el σ c se deben elaborar cilindros de Ø = 15 cm y H = 30 cm. El proceso de consolidación y fabricación debe cumplir con la ASTM y las dimensiones de las probetas varían ± al cumplir la relación: H = 2 Ø (Ø ≥ 3 TNM).

80. ¿Qué es la resistencia a la tracción?

RESISTENCIA A LA TRACCION: el hormigón es un material frágil y presenta muy baja resistencia a la tracción en el orden de 10 – 15% del σ c razón por la cual se desprecia en el cálculo del hormigón armado y únicamente se hará trabajar al acero de refuerzo.

81. ¿Qué es la resistencia a la flexión?

RESISTENCIA A LA FLEXION: en este se producen σ t y σ c. si σ t < σ c la falla es por tracción; al producirse los 2 σ simultáneamente mejora en algo la σ f estimando entre el 15 – 20% de la σ c .

82. ¿Qué es la resistencia al corte?

RESISTENCIA AL CORTE: todo elemento de hormigón sometido a flexión y corte esta asociado con σ cortante. Ya que el hormigón es < resistente a tracción los σ corte se traducen en tensión diagonal.

83. ¿Cómo se determina el modulo de elasticidad?

MODULO DE ELASTICIDAD (E): en el diagrama σ vs. ε del hormigón no se distingue ninguna parte lineal, por lo que para determinar E se procede por:

- Tg al origen- Sec al origen: aconsejable en hormigón, de determina con σ equivalentes al

del trabajo del hormigón y en casos con σ iniciales de fluencia.- Tg a cualquier punto de la curva

ACI 318 establece la ecuación: Eh = W1.5 *0.137(f`c) 0.5. Si W = 2200 kg / m3 entonces: Eh = 14100 (f`c) 0.5. (W = peso especifico o densidad del hormigón, f`c = σ c a los 28 dias).

84. ¿De que factores depende el E del hormigón?

- A > f`c > E- A > edad > E- Hormigón húmedo es + rígido pero < resistente- Con factores de consistencia iguales a > tamaño de agregados > E

85. ¿Qué factores influyen en la resistencia del hormigón?- Relacion agua cemento- Edad y curado del hormigón- Características de los agregados- Agua de curado

86. ¿Qué es la relación agua cemento?

RELACION AGUA CEMENTO: factor de gran importancia en el control.

- Dentro de limites de trabajabilidad la resistencia es inversamente proporcional a (a/c) y se evidencia ya que el cemento necesita de una cantidad de agua para hidratarse (25% peso cemento), por lo tanto el agua en exceso se evapora dejando vacios ocasionando perdida de resistencia.

- Fuera de límites de trabajabilidad la falta de cohesión en hormigones secos y exceso de agua en hormigones fluidos disminuirá la resistencia.

87. ¿A que se refiere la edad y el curado del hormigón?

EDAD Y CURADO DEL HORMIGON: resistencia de diseño a los 28 días aunque sigue aumentando al pasar esos días. El hormigón curado tiene el doble de resistencia que el no curado. Suspendiendo el curado se suspende ganancia de resistencia. El curado es proveer la hidratación necesaria del cemento para que el espacio de pasta se llene al máximo tamaño con los productos de hidratación del cemento. La Tº de curado = 21ºC debido a que a Tº < 5ºC se retarda hidratación y pierde resistencia. Se mantiene húmedas con el rociado, inundación o con sellos a base de resinas, parafinas, polietileno.

88. ¿Cuáles son las características de los agregados?

CARACTERISTICAS DE LOS AGREGADOS: la resistencia depende de la forma, textura y granulometría así como de la dureza y del tamaño del agregado. Para a/c dada a < tamaño de agregado > resistencia a compresión y flexión ya que a < tamaño > superficie especifica de adherencia.

89. ¿Cuáles son los requerimientos del agua de curado?

AGUA DE CURADO: los mismos requerimientos del agua de mezclado. El agua con materia orgánica o con sustancia nociva causa alteración en la hidratación del cemento, manchas en el hormigón.

90. ¿Cuál es el procedimiento para realizar un ejercicio por el método de la densidad optima?

a) W / Cb) δ R mezcla = (δ R sss *%R + δ A sss *%A) / 100c) % opt. Vacios = (δ R mezcla - δ opt. mezcla )*100 / δ R mezcla

d) Cant. pasta = % opt. Vacios + 12% (% opt. Vacios)e) C = (Cant. Pasta *10) / ((W/C)+(1/ δ c )) (*10 para m3)f) W = (W/C)*Cg) A = (1-cant.pasta)*( δ A sss * %A) / 100 h) R = (1-cant.pasta)*( δ R sss * %R) / 100i) Resumen de cantidades y determinación de dosificación.

91. ¿Qué son las columnas cortas?

Aquellas en las que su capacidad de carga depende más de resistencia del material que de la rigidez de columna y fallan por rotura del material y no por flexión (pandeo lateral), ya que la relación entre la longitud y uno de sus lados es pequeña permitiendo estabilidad elástica.

Con carga axial en el centro: σ = P/A.

Con carga axial que no esta en el centro se origina un M flector: σ = (P/A) ± (M*c)/I (c = distancia del centro a fibra contraída).

Algunos materiales frágiles como el hormigón no son aptos para resistir la σ t por lo que si no tiene acero (soporta σ c), debe diseñarse para soporte de σ c , debiéndose determinar la máx. excentricidad permitida en un columna para no producir σ t. aplicación de cargas con e no > (a/6) o (b/6).

92. ¿Qué son las columnas largas?

Elementos en las que su capacidad de carga depende de la rigidez lateral y no de la resistencia del material y fallan por pandeo lateral (inestabilidad elástica= elemento no alcanza su σ unitario máx. ). La inestabilidad se analiza considerando la aplicación de una carga horizontal en la mitad de la luz produciendo una deformación δ. Como los σ unitarios producidos en las fibras son α flechas; estos σ no aumentan si reemplazamos la carga horizontal H por una vertical P c que produzca una deformación δ1, es decir: δ = δ1 y M = (H/2)*(L/2) = M1 = P c* δ1 . en estas condiciones se obtiene la carga critica.

93. ¿Qué es la carga critica?

Es la carga axial máx. que podría soportar una columna en tal condición de inestabilidad que a un min. Incremento de carga podría fallar por pandeo lateral. La inestabilidad depende de las dimensiones longitudinales y transversales a mas de la clase de material. Se determina con: P CR = (π2*EI)/L2.

94. ¿Cuáles son las ecuaciones de Euler y que tratan de demostrar?

Tratan de demostrar la capacidad de carga de columnas largas, están en función de la rigidez EI antes que la resistencia del material.

Considerando una columna larga con apoyos articulados que se oponen al movimiento de traslación pero no al de rotación. La deformación se asume que es tan pequeña que no hay diferencia apreciable entre la longitud original y su proyección en el plano vertical; su pendiente es tan pequeña que la variación de la curva elástica de una viga es valida para el caso [EI * (d2y/dx2) = M = -Py]. Analizando la ecuación se obtiene la ecuación: P = (n2π2EI)/L; esto nos indica que la columna al deformarse toma la forma de la función seno [L*(P/EI)1/2 = n π.

95. ¿Cuáles son los casos considerados en función de los grados de deformación de una columna?

El caso mas importante, común y general es el caso 1 (n=1), los otros casos ocurren con cargas muy altas y cuando existen apoyos intermedios.

Por consiguiente la carga PCR de una columna con apoyos articulados esta dada por:

P CR = (π2*EI)/L2 (E = dimensiones transversales, I = dimensiones longitudinales)

96. ¿Cuál es el procedimiento para realizar un ejercicio por el método de la ACI?, desarrollar un ejercicio.

DISEÑO DE MEZCLA DE HORMIGON – METODO ACI

Diseñar una mezcla de hormigón para un tipo de construcción de losas y vigas peraltadas y un hormigón bombe cable en obra (losa ligeramente armada, considerando las dimensiones mínimas de 6 cm x 14 cm). Se requiere una resistencia de 24 M Pa; se utilizara cemento Portland tipo I. De los ensayos de laboratorio se han obtenido los siguientes resultados:

CEMENTO:

δ R = 3020 kg / m3

δ Ap. = 1300 kg / m3

RIPIO:

δ SSS = 2390 kg / m3

δ Ap. = 1130 kg / m3

cap. abs. = 2.3 %

% w = 0.12 %

ARENA:

δ SSS = 2340 kg / m3

δ Ap. = 1560 kg / m3

cap. abs. = 5.96 %

% w = 0.50 %

MF = 3.21

DESARROLLO DEL DISEÑO

1. En la tabla Nº 1, encontramos que el asentamiento máximo para este tipo de obra es de 10 cm y el mínimo de 2 cm. Por las condiciones de la obra escogemos 8 cm.

2. En la tabla Nº 2, encontramos el tamaño máximo del agregado grueso a ser utilizado. Para 6 cm de dimensión mínima se recomienda un tamaño de 19 mm a 36 mm. Por la economía se debe escoger el de mayor tamaño pero por la resistencia el de menor tamaño. Seleccionemos un tamaño promedio de 25 mm.

3. En la tabla Nº 3, encontramos la cantidad aproximada de agua de mezclado, asi como el contenido de aire atrapado. Para un asentamiento de 8 cm y el agregado grueso de 25 mm se requiere 195 lt. por metro cubico y el porcentaje de aire atrapado es de 1.5 % (supuesto un hormigón sin inclusión de aire).

4. Si las condiciones atmosféricas son moderadas, la relación W/C se elige de la tabla Nº 5, teniendo que para una resistencia de 24 M Pa, la relación W/C = 0.58 en peso, igualmente para hormigón sin inclusión de aire.

5. En la tabla Nº 6, con el modulo de finura de la arena de 3.21 y agregado grueso de 25 mm, encontramos el volumen aparente compactado de 0.65 (considerado).

6. Con los datos obtenidos podemos calcular la cantidad de los ingredientes y su dosificación:

W/C = 0.58………………………… C = 195 / 0.58 = 336.21 kg / m3

Volumen real del ripio = 0.65 * 1000 * 1130/2390 = 307.32 dm3

Para determinar la cantidad de arena, sumamos los valores obtenidos y restamos de 1 m3 (1000 dm3):

W = 195 dm3

C = 336.21 / 3.02 = 111.33 dm3

R = 307.32 dm3

a = 1.5 * 10 = 15 dm3

A = 1000 - ∑ (W + C + R + a) = 1000 – (195+111.33+307.32+15) = 371.35 dm3

Cuadro resumen del diseño:

CUADRO RESUMEN DEL DISEÑO

MATERIAL δap. (kg /m3)

V real (m3)

peso (kg / m3) V ap. DOSIFICACION

PESOVOLUMEN

W 195 195 195 0,58 0,75

C 1300 111,33 336,22258,63 1,00 1,00

A 1560 371,45 869,19557,18 2,59 2,15

R 1130 307,32 734,49650,00 2,18 2,51

a 15

Aplicación de cargas a la probeta cilíndrica:

Dimensiones:

Φ = 0.15 m h = 0.30m

a) Área: b) Volumen:

A=π×φ2

4 V = A*h

A=π×0 .152

4 V = (0.017671 m2)*(0.30 m)

A = 0.017671 m2 V = 0.005301 m3 (1 cilindro)

Como se requiere para 6 cilindros:

V = 0.005301 m3 * 6 cilindros

V = 0.0318 m3

Como la densidad del hormigón es de δ = 2350 kg / m3

δ = M / V ----------------- M = δ * V

M = (2350 kg / m3) *(0.0318 m3)

M = 74.75 kg = 80 kg (masa total a ser usada en el ensayo de laboratorio).

CALCULO DE LA CANTIDAD EN OBRA DE LA DOSIFICACION ESTABLECIDA

DOSIFICACION AL PESO: 0.58; 1.0; 2.58; 2.18

0.58 X + X + 2.58 X + 2.18 X = 80

6.34 X = 80

X = 12.62 kg (cantidad de cemento)

0.58 X = 0.58 (12.62 kg) = 7.32 kg (cantidad de agua)

2.58 X = 2.58 (12.62 kg) = 32.56 kg (cantidad de arena)

2.18 X = 2.18 (12.62 kg) = 27.51 kg (cantidad de ripio)

DOSIFICACION EN OBRA: 7.32; 12.62; 32.56; 27.51

CORRECCION POR HUMEDAD DE LAS CANTIDADES EN OBRA

Con una capacidad de absorción:

Arena = 5.96

Ripio = 2.30

Contenido de humedad de los agregados:

Arena = 0.50

Ripio = 0.12

Por lo tanto las cantidades corregidas se establecen por la relación:

ARENA RIPIO

100% ---------5.46 100% ---------2.18

32.56%……..x 27.51%……..x

X = 1.78 X = 0.6

Entonces de la corrección por humedad se establece las cantidades:

AGUA = 9.7 kg

CEMENTO = 12.62 kg

ARENA = 30.78 kg

RIPIO = 26.91 kg

Cuadro resumen del diseño corregido:

CUADRO RESUMEN DEL DISEÑO CORREGIDO

MATERIAL Cantidad (kg) cap.abs. %w añadir ± kg Cantidad final

W 7,32 9,70

C 12,62 12,62

A 32,56 5,96 0,50 1,78 30,78

R 27,51 2,3 0,12 0,60 26,91

∑ = 80.01 kg ∑ = 80.01 kg

97. ¿Cuál es el procedimiento para determinar la densidad del cemento por el método del frasco de Lechatelier?

dcemento=mV

d=mfinal ( frasco+cemento+gasolina)−m(frasco+gasolina)

lect .final (frasco+ cemento+gasolina)−lect .inicial (frasco+ gasolina)

98. ¿Cuál es el procedimiento para determinar la densidad del cemento por el método del picnómetro?

m cemento = m picnómetro + cemento - m picnómetro

V gasolina = m picnómetro + 500cm3

de gasolina - m picnómetro

dgasolina = ((mpicnómetro+500cm3gasolina - mpicnómetro ) - m picnómetro)/500

m cemento + gasolina = m picnómetro + cemento + gasolina - m picnómetro

m gasolina = m cemento + gasolina - m cemento

m gasolina desplazada = V gasolina - m gasolina

V gasolina desplazada = V cemento = m gasolina desplazada / d gasolina

dcemento=mcementoV cemento

99. ¿Cómo se determina el coeficiente de uniformidad en un agregado grueso?

μ= pérdida 100revpérdida 500rev

100. ¿Cuántas esferas se colocan en la maquina de los ángeles para el ensayo de abrasión del material grueso?

Graduaciones # esferas masa (g)

A 12 5000 ± 25

B 11 4584 ± 25

C 8 3330 ± 20

D 6

2500 1

5

101. ¿Cómo se calcula la capacidad de absorción de un agregado?M1 = masa del ripio en SSSM2 = masa del ripio en agua

M3 = masa del ripio seco CA% = ((M1 – M3) * 100) / M3

102. ¿Qué es un aditivo y que tipos existen?

Es una sustancia química, dosificada por debajo del 5 % del peso del cemento.

USO:

- optimiza la cuantía de cemento mediante el control de requerimiento de agua.

- Rápido desencofrado- Aire incorporado por durabilidad- Ajuste en tiempos de fraguado- Mejora de adherencia- Reduce cantidad de agua

TIPOS:

- Plastificantes- Retardantes- Acelerantes- Plastificante retardante- Plastificante acelerante- Supurplastificante- Otros.