evaluación de las propiedades reológicas de hormigones con
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UNIVERSIDAD CENTRAL “MARTA ABREU” DE LAS VILLAS
FACULTAD DE CONSTRUCCIONES
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA CIVIL
Trabajo de Diploma
“Evaluación de las propiedades reológicas de los hormigones
con la combinación del CBQ-VTC y el superplastificante
comercial SX32.”
Autor: Frank Luis Luis Díaz
Tutora: MSc. Ing. María Betania Díaz García
Santa Clara 2016
Pensamiento
“El futuro tiene muchos nombres. Para los
débiles es lo inalcanzable. Para los temerosos, lo
desconocido. Para los valientes es la
oportunidad.”
V. Hugo
Dedicatoria
A mis padres por cuidarme, educarme y confiar
siempre en mí.
También por ser las personas que más quiero y
admiro en el mundo.
Agradecimientos
Este trabajo no es solo el resultado de los últimos meses, sino de los últimos
cinco años, por ello quiero agradecer:
A mis padres por esforzarse y sacrificarse tanto y por querer siempre lo
mejor para mí.
A mi novia Kathy y su familia por haberme cuidado y ayudado en todo
momento estos últimos años.
A mi tutora María Betania que entre reunión y reunión siempre ha encontrado
tiempo para ayudarme y orientarme.
A los técnicos del Laboratorio Felipe y Yoel por siempre estar dispuestos a
prestar su ayuda.
A los profesores Robelio, Raúl y Yosvany por ayudarme a perfeccionar el
trabajo cuando hizo falta.
A los trabajadores del CQA que me atendieron y ayudaron cuando lo necesité.
A mis compañeros de cuarto por los grandes y felices momentos que hemos
vivido juntos, los voy a extrañar.
A mis compañeros de aula por haber compartido estos cinco años conmigo.
A toda mi familia por preocuparse y estar siempre pendiente de mí y mis
estudios.
A todos los profesores que han aportado algo a mi formación como
profesional.
A todas las personas que de alguna manera han contribuido a la realización de
este sueño.
Agradecimientos
Resumen
En la actualidad nuestro país se ha planteado la tarea de sustituir importaciones y una
forma de hacerlo en el sector de la construcción es desarrollando la tecnología de
Microorganismos Eficientes (ME), que pueden ser empleados como aditivos para el
hormigón y son de fácil obtención. Precisamente esta investigación se centra en
combinar el CBQ-VTC (Centro de Bioactivos Químicos-Controlador de la Retracción),
bioproducto obtenido a través de la tecnología de ME, con el superplastificante
comercial SX 32 para producir hormigones y evaluar las propiedades reológicas de
estos. Las dosificaciones empleadas de CBQ-VTC son de 4, 3 y 2% con relación al
peso del cemento mientras que las del SX 32 son del 0.95, 0.5 y 0.6%. El trabajo
realizado se divide principalmente en tres etapas: la primera teórica y bibliográfica
donde se abordan los conceptos y principios generales; en la segunda se realizan
ensayos al hormigón en estado fresco, precisamente el ensayo del cono de Abrams; y
una tercera donde se estudia el hormigón en estado endurecido, realizándose los
ensayos de absorción de agua por capilaridad y resistencia a la compresión a las
edades de 7 y 28 días. Los resultados de estos ensayos se analizan y nos brindan
información de las mezclas elaboradas y de la influencia del bioproducto CBQ-VTC en
las propiedades de los hormigones producidos, con el fin de conocer la combinación
óptima para su futuro empleo en el sector nacional de la construcción.
Abstract
Today our country has set the task of replacing imports, and one way to do so in the
construction sector is developing Effective Microorganisms (EM) technology, which can
be used as admixtures for concrete and are easy to obtain.
This research focuses specifically on combining the CBQ-VTC, bioproduct obtained
through EM technology, with the commercial superplasticizer SX 32 for producing
concretes, and evaluating its rheological properties. Dosages of CBQ-VTC employed
are of 4, 3 and 2% according to the weight of cement while the dosages of SX 32 are of
0.95, 0.5 and 0.6%. The work is mainly divided into three stages: the first, theoretical
and bibliographical, where concepts and general principles are addressed; in the
second, the fresh concrete is tested, specifically by slump cone or Abrams cone test;
and in the third, concrete is studied in its cured stage, performing tests of water
absorption by capillarity and compressive strength at the ages of 7 and 28 days. The
results of these tests are analyzed, and they provide us with information of the produced
mixtures and the influence of the bioproduct CBQ-VTC in the properties of the concrete
produced in order to know the optimal combination for future use in the domestic
construction sector.
Índice
Contenido
Introducción .................................................................................................................... I
Problema Científico: ....................................................................................................... III
Hipótesis: ........................................................................................................................ III
Objetivo General: ............................................................................................................ III
Objetivos específicos: ..................................................................................................... III
Tareas Científicas: .......................................................................................................... III
Novedad Científica: ........................................................................................................ IV
Aporte Práctico: .............................................................................................................. IV
Estructura del trabajo ..................................................................................................... IV
CAPITULO I: Influencia de los aditivos de origen químico y biológico en las
propiedades reológicas de los hormigones en estado fresco y endurecido. .......... 1
2.2 Hormigón. Definición .......................................................................................... 1
1.2.1 Componentes del hormigón ......................................................................... 1
1.2.2 Tipos de hormigones ................................................................................... 2
2.3 Aditivos químicos. Definición .............................................................................. 3
1.3.1 Tipos de aditivos. Clasificación .................................................................... 4
1.3.2 Principales aditivos utilizados a nivel mundial ............................................. 9
2.4 Usos de productos biológicos como aditivos en el hormigón ........................... 12
1.4.1 Microorganismos eficientes ....................................................................... 13
1.4.2 Proceso de obtención de los microorganismos eficientes ......................... 13
1.4.3 Caracterización biológica y química. .......................................................... 13
1.4.4 Uso de la tecnología de microorganismos eficientes en Cuba .................. 15
2.5 Ventajas de los productos utilizados como aditivos con base microbiana sobre
los aditivos químicos .................................................................................................. 16
2.6 Propiedades reológicas del hormigón hidráulico y sus ensayos según su estado
16
1.6.1 Modelos que describen el comportamiento reológico en el hormigón ....... 21
1.6.2 Factores que modifican las propiedades reológicas en los hormigones .... 24
1.6.3 Efecto de los aditivos plastificantes y superplastificantes en las propiedades
reológicas de los hormigones ................................................................................. 26
Índice
Conclusiones del capítulo: ......................................................................................... 27
Capítulo II: Influencia de las combinaciones del bioproducto CBQ-VTC y el aditivo
químico SX32 sobre las propiedades reológicas de los hormigones .................... 28
2.1 Introducción ...................................................................................................... 28
2.2 Características de los materiales constituyentes del hormigón ........................ 28
2.2.1 Árido grueso............................................................................................... 28
2.2.2 Áridofino ..................................................................................................... 30
2.2.3 Cemento .................................................................................................... 33
2.2.4 Agua .......................................................................................................... 34
2.2.5 Aditivos ...................................................................................................... 34
2.3 Diseño experimental de la investigación .......................................................... 36
2.3.1 Dosificación de las mezclas ....................................................................... 38
2.3.2 Procedimiento experimental ...................................................................... 40
2.4 Proceso de fabricación de las muestras ........................................................... 41
2.4.1 Preparación de los moldes ........................................................................ 41
2.4.2 Pesaje de los materiales ............................................................................ 42
2.4.3 Fabricación del hormigón en el laboratorio ................................................ 43
2.4.4 Colocación ................................................................................................. 43
2.5 Ensayos según el estado del hormigón ............................................................ 45
2.5.1 Ensayos en estado fresco .......................................................................... 45
2.5.1.1 Cono de Abrams ..................................................................................... 45
Procedimiento: ........................................................................................................ 45
Resultados: ............................................................................................................. 47
2.5.2 Ensayos en estado endurecido .................................................................. 47
2.5.2.1 Absorción de agua por capilaridad ............................................................. 48
Procedimiento: ........................................................................................................ 48
Resultados: ............................................................................................................. 50
2.5.2.2 Resistencia a la compresión a los 7 y 28 días ........................................... 51
Procedimiento: ........................................................................................................ 51
Resultados: ............................................................................................................. 52
Conclusiones del capítulo .......................................................................................... 53
Índice
Capítulo III: Análisis de la influencia de las combinaciones del bioproducto CBQ-
VTC y el aditivo químico SX32 sobre las propiedades reológicas de los
hormigones .................................................................................................................. 54
3.1 Introducción ......................................................................................................... 54
3.2 Análisis de la influencia de las combinaciones del CBQ-VTC con el SX32 en las
propiedades reológicas del hormigón fresco .............................................................. 54
3.2.1 Análisis del asentamiento mediante el cono de Abrams ............................ 54
3.3 Análisis de la influencia de las combinaciones del CBQ-VTC con el SX32 en las
propiedades reológicas del hormigón endurecido ...................................................... 56
3.3.1 Análisis de la absorción de agua por capilaridad. ...................................... 56
3.3.2 Análisis de la resistencia a la compresión. ................................................ 59
3.4 Resumen de los resultados .............................................................................. 62
Conclusiones del capítulo .......................................................................................... 63
Conclusiones Generales ............................................................................................. 65
Recomendaciones ....................................................................................................... 66
Bibliografía ................................................................................................................... 67
Anexo I.......................................................................................................................... 72
Anexo II......................................................................................................................... 74
Anexo III........................................................................................................................ 76
Introducción
I
Introducción
El Hormigón es una mezcla homogénea, compuesta por una pasta adhesiva de
cemento portland y agua que mantiene adheridas un conjunto de partículas de
materiales generalmente inertes, denominados agregados. A estos componentes debe
sumarse en todos los casos la presencia de un volumen variable ocupado por huecos o
vacíos que contienen aire.(Lucas Jordán, 2009)
El Hormigón se presenta a lo largo de su vida bajo dos aspectos físicos muy diferentes;
en primer término, inmediatamente después del mezclado y por un breve lapso,
participa de las propiedades de un líquido más o menos viscoso y con posterioridad
alcanza el estado aparentemente sólido, en el que se mantiene por el resto de su vida
útil. Durante el período en el que se comporta como un líquido se lo identifica con la
denominación de mezcla u hormigón fresco, mientras que a partir del instante en que
comienza a ofrecer resistencia a la deformación por aplicación de cargas y por lo tanto
a mantener, por lo menos aparentemente, su forma más o menos constante, se lo
denomina mezcla u hormigón endurecido.(Lucas Jordán, 2009)
La reología es la ciencia que estudia la deformación y flujo de los materiales vinculando
las relaciones entre esfuerzo aplicado, deformaciones y tiempo. Los estudios de
reología han permitido interpretar el comportamiento del hormigón bombeado, el
hormigón de alta performance y, más recientemente, la caracterización y diseño del
hormigón autocompactable.(Zerbino et al., 2006)
Debido a la creación de obras estructurales cada vez mayores y más complejas han
surgido nuevas técnicas de preparación y puesta en obra para el hormigón, estas están
íntimamente ligadas al uso de productos adicionados al hormigón en pequeñas
cantidades. Entre estos productos están los aditivos, con los que se consigue mejorar
algunas de las propiedades del hormigón para hacerlo más eficiente y que a su vez
propicie un considerable ahorro económico.
Introducción
II
Según la actual norma NC 120:2014 un aditivo es un “material añadido al hormigón
durante el proceso de mezclado en pequeñas cantidades (≤5%) en relación con la
masa de cemento, para modificar las propiedades del hormigón fresco o endurecido
Los aditivos pueden clasificarse según las propiedades que modifican en el hormigón
fresco o endurecido, los plastificantes son de los más utilizados en la construcción y los
mismos son capaces de mejorar las propiedades del hormigón. Se emplean para
conceder al hormigón fresco un mejor comportamiento en cuanto a laborabilidad, pero
también se busca con su uso mejorar significativamente la resistencia y la durabilidad
del hormigón final.(Álvarez Delgado, 2015)
Los aditivos comerciales son producidos por grandes empresas multinacionales del
primer mundo como BASF (Alemania), SIKA (Suiza), CHRYSO (Francia) y MAPEI
(Italia), y en el mercado internacional el precio de los aditivos es alto por lo que no son
tan fáciles de adquirir en países del tercer mundo, debido a su situación económica. Por
eso en Cuba, y más específicamente, el Centro de Investigación y Desarrollo de
Estructuras y Materiales (CIDEM) se ha planteado la tarea de desarrollar
Microorganismos Eficientes (ME), que pueden ser empleados como aditivos para el
hormigón y tienen efecto plastificante, por lo que podemos llamarlos bioplastificantes.
La tecnología EM (del inglés: Effective Microorganism), en español conocida como
Microorganismos Eficientes (ME), fue creada por el japonés Teuro Higa, buscando las
influencias positivas que pueden tener varios microorganismos normalmente
encontrados en la comida o que se utilizan en procesos de producción de alimentos, ha
sido utilizada con éxito en diversas ramas de la economía como en las actividades
agrícolas obteniéndose cultivos de mejor calidad, en actividades avícolas, en la
producción porcina como probiótico y para el tratamiento de desechos con el objetivo
de mejorar la producción, controlar olores y procesar los residuos.(Cabrera Pérez,
2013)
El bioplastificante CBQ-VTC (Centro de Bioactivos Químicos-Viscoplastificante Tenso
Activo, controlador de la Retracción) se produce en el Centro de Bioactivos Químicos
de la Universidad Central Marta Abreu, en Villa Clara, con el fin de elaborar un
Introducción
III
bioproducto a partir de la tecnología EM, que sea capaz de lograr propiedades
semejantes a los aditivos convencionales con un costo mucho menor.
En la presente investigación se pretende elaborar varias muestras de hormigón con
variado contenido de CBQ-VTC en combinación con el aditivo comercial SX32 con el fin
de evaluar las propiedades reológicas de las muestras obtenidas y así determinar la
influencia del producto CBQ-VTC en dichas propiedades.
Problema Científico:
¿En qué medida influyen las combinaciones del CBQ-VTC en dosis del 2, 3 y 4% y el
SX 32 al 0.5 y 0.6 % en las propiedades reológicas de los hormigones?
Hipótesis:
De emplearse la combinación del CBQ-VTC en dosis del 2, 3 y 4% y el SX32 al 0.5 y
0.6 %, se podrá demostrar cuál ofrece propiedades reológicas óptimas.
Objetivo General:
Evaluar la influencia de la combinación del CBQ-VTC en dosis del 2, 3 y 4% y el SX32
al 0.5 y 0.6% en los hormigones.
Objetivos específicos:
1. Definir los antecedentes teóricos, que fundamentan el empleo potencial del producto
bioplastificante CBQ-VTC y su aporte en la calidad del hormigón.
2. Determinar la acción de las combinaciones del CBQ-VTC en dosis del 2, 3 y 4% y el
SX32 al 0.5 y 0.6 % en los hormigones.
3. Evaluar la influencia de las combinaciones del CBQ-VTC al 2, 3 y 4% y el SX32 al
0.5 y 0.6 %en los hormigones.
Tareas Científicas:
1. Investigación bibliográfica de la literatura científica publicada sobre aditivos para el
cemento, su comportamiento en hormigones con aditivos plastificantes y la influencia
de los mismos en sus propiedades reológicas.
Introducción
IV
2. Caracterización y selección de los materiales a utilizar en la elaboración de las
mezclas y descripción de los ensayos realizados.
3. Realización de ensayos para evaluar propiedades reológicas de las mezclas de
hormigones en estado fresco y endurecido a escala de laboratorio.
4. Evaluación del comportamiento del CBQ–VTC y su combinación con el SX32 en las
propiedades reológicas del hormigón en estado fresco y endurecido.
5. Redacción de tesis.
6. Discusión de la tesis.
Novedad Científica:
Con el empleo de la combinación adecuada del producto CBQ-VTC y el aditivo químico
SX 32 se podrá eliminar de forma parcial el uso de aditivos comerciales que presentan
un precio elevado en el mercado internacional.
Aporte Práctico:
Se consolida el uso del aditivo bioplastificante CBQ-VTC combinado con el aditivo
comercial SX 32 evaluando su influencia en las propiedades reológicas de la mezcla de
hormigón.
Estructura del trabajo
Capítulo I: Influencia de los aditivos de origen químico y biológicos en las
propiedades reológicas de los hormigones en estado fresco y endurecido.
En este capítulo se ofrece información sobre los aditivos y su clasificación, así como la
acción de ellos sobre las propiedades reológicas del hormigón y el uso de plastificantes
comerciales en Cuba y el mundo; se hace referencia a la situación actual del hormigón
en Cuba y el mundo. Se hace una reseña del surgimiento de la tecnología EM,
haciendo énfasis en la influencia de la misma en las propiedades reológicas.
Capítulo II: Influencia de las combinaciones del bioproducto CBQ-VTC y el aditivo
químico SX 32 sobre las propiedades reológicas de los hormigones.
En este capítulo se detallan las características de los materiales, los métodos, los
procedimientos y los equipos empleados para realizar la investigación.
Introducción
V
Capítulo III: Análisis de la influencia de las combinaciones del bioproducto CBQ-
VTC y el aditivo químico SX32 sobre las propiedades reológicas de los
hormigones.
En este capítulo se exponen los resultados obtenidos de los ensayos con su respectiva
interpretación.
Posteriormente se brindan las Conclusiones Generales y Recomendaciones del
trabajo.
Luego la Bibliografía utilizada en la realización del trabajo, organizada de acuerdo con
las normas vigentes y los Anexos, donde se plasman resultados de ensayos realizados
a las muestras elaboradas durante el trabajo experimental y los ensayos de
caracterización a las materias primas y otras informaciones valiosas que avalan
científicamente el trabajo.
Capítulo I
1
CAPITULO I: Influencia de los aditivos de origen químico y biológico en las
propiedades reológicas de los hormigones en estado fresco y endurecido.
2.2 Hormigón. Definición
El hormigón es un producto de construcción empleado desde la antigüedad, en los
inicios se elaboraba con compuestos de caliza calcinada con agua y arena, añadiendo
piedras trituradas, tejas rotas o ladrillos.
En la actualidad, según la NC 120: 2007 “Hormigón hidráulico. Especificaciones” puede
definirse como un material constituido por la mezcla de cemento, árido grueso, árido
fino y agua, con o sin la incorporación de aditivos o adiciones, que desarrolla sus
propiedades al hidratarse el cemento.
1.2.1 Componentes del hormigón
Aglomerante (Cemento hidráulico) 10-15%
Sus funciones principales son llenar los huecos del árido, aglomerándolo; cuando el
hormigón está en estado fresco lubrica y le da cohesión a la pasta y cuando está en
estado endurecido tapona los huecos del árido dando impermeabilidad. Además
proporciona resistencia al hormigón endurecido.(Blanco, 2007)
Áridos granulares (arena + grava) 60-80%
Forman un esqueleto inerte que da rigidez para resistir la acción de cargas, la abrasión
y el clima. Además mejora la estabilidad dimensional al reducir cambios de volumen de
la pasta, y aporta economía a la mezcla por no ser un material tan costoso.(Blanco,
2007)
Agua 15-20%
El agua le confiere plasticidad al hormigón en estado fresco, hidrata al aglomerante y
participa en el curado del hormigón.(Blanco, 2007)
Aire ocluido 1-2%
Aditivos (eventuales)
Capítulo I
2
Son materiales activos que modifican las propiedades del hormigón por acción física o
química.(Blanco, 2007)
Adiciones
Son materiales sólidos inertes.(Blanco, 2007)
1.2.2 Tipos de hormigones
Según su trabajo a realizar en la obra, su composición y empleo, reciben distintas
denominaciones, de entre las que se pueden destacar las siguientes:
Hormigón ordinario: Mezcla de cemento portland, agua y áridos de varios
tamaños.(Blanco, 2007)
Hormigón en masa: Es aquel que se vierte directamente en moldes
(Encofrados), previamente preparados y dan macizos sometidos a esfuerzos de
compresión. No contienen armaduras.(Blanco, 2007)
Hormigón armado: Con armadura de acero en distinta cuantía y disposición
dependiendo de los esfuerzos a compresión y flexión que entre otros va a
soportar.(Blanco, 2007)
Hormigón pretensado: Con armadura de acero sometida a tracción
previamente a la puesta en carga del conjunto.(Blanco, 2007)
Hormigón ciclópeo: El elemento árido en estos hormigones es de gran tamaño,
superando los 300 mm, permitiendo así obtener volúmenes importantes de
hormigón barato, siempre y cuando no se vea sometido a esfuerzos
importantes.(Blanco, 2007)
Hormigón aireado: El que contiene un determinado volumen de huecos en su
masa a base de introducir aire u otro tipo de aditivo, intentando entre otras
cuestiones, reducir su peso.(Blanco, 2007)
Hormigón unimodular: Con árido de un solo tamaño.(Blanco, 2007)
Hormigón ligero: Cuando se emplean áridos de pequeña densidad o se produce
desprendimiento de gases antes del fraguado, el hormigón resultante tiene
pequeña densidad. Contiene árido, conglomerante, agua y a veces adiciones,
logrando un peso específico menor de 2 kg/dm3 ya fraguado. Puede ser:
- De áridos ligeros: el árido es de peso específico menor de 2 kg/dm3.
Capítulo I
3
- Hormigón sin finos: no usando áridos menores de 5 mm.
- Hormigón celular: conteniendo burbujas de gas repartidas.(Blanco, 2007)
Hormigón inyectado: Se inyecta el mortero de relleno en los encofrados,
conteniendo estos el árido mayor de 2.5 cm.(Blanco, 2007)
Hormigón translúcido: El que contiene pavés o baldosas de vidrio y emplea
para lucernarios, claraboyas y tabiques.(Blanco, 2007)
Hormigón autocompactable: El hormigón autocompactable tiene un contenido
en finos mayor que el hormigón convencional debido a un mayor contenido en
cemento y a una curva de tamaños de partículas diferente. Estos ajustes,
combinados con unos superplastificantes especialmente diseñados, producen
una fluidez única y poseen una trabajabilidad inherente. El hormigón
autocompactante abre un nuevo potencial más allá de las aplicaciones
convencionales del hormigón.(Hirschi et al., 2010)
2.3 Aditivos químicos. Definición
Debido a que en la actualidad se ejecutan obras de hormigón cada vez más complejas
ha surgido la necesidad de elaborar hormigones más eficientes, y esto se logra con el
empleo de aditivos, que según la NC 120:2014 un aditivo es un “material añadido al
hormigón durante el proceso de mezclado en pequeñas cantidades en relación con la
masa de cemento, para modificar las propiedades del hormigón fresco o endurecido”.
Como es conocido, cuando las partículas de cemento anhidro entran en contacto con el
agua de amasado muestran una tendencia natural a la floculación. Los efectos
adversos, fruto de la floculación de las partículas de cemento pueden ser
contrarrestados, al menos parcialmente, mediante la incorporación a la masa de
hormigón de ciertos compuestos químicos, tales como los aditivos reductores de agua,
que producen un efecto dispersante entre las partículas de cemento. De este modo, con
el uso de aditivos reductores de agua, se incrementa el porcentaje de hidratación del
cemento.(Borralleras Mas, 2012)
El efecto dispersante de los aditivos superplastificantes se logra gracias a la adsorción
de éstos sobre la partícula de cemento y su posterior orientación. Los aditivos
superplastificantes están basados en compuestos orgánicos con grupos ionizados que
Capítulo I
4
poseen carga eléctrica, que una vez orientados, crean una densidad de carga local y de
idéntico signo sobre las partículas de cemento, que de este modo, en lugar de tender a
flocular, se repelen entre ellas originando el fenómeno de dispersión (dispersión
inducida por un efecto electrostático).(Borralleras Mas, 2012)
1.3.1 Tipos de aditivos. Clasificación
Los aditivos tienen diferentes clasificaciones en las distintas normas internacionales,
según la norma francesa AFNOR P 18-123 “Betons: Definitions et Marquage des
Adjuvants du Betons” se clasifican en función de las propiedades que modifican en el
hormigón, el comité 212 del ACI los clasifica según los tipos de materiales
constituyentes o a los efectos característicos en su uso, sin embargo, la norma técnica
ASTM-C497 emplea otra clasificación.
En función de su efecto se clasifican de la manera siguiente:
Los que influyen sobre la consistencia de la mezcla:
Plastificantes (fluidificantes o reductores de agua)
La función de los aditivos reductores de agua es reducir el contenido del agua de
la mezcla en un 5% a 10 %, algunas veces hasta el 15 % (en concretos de
trabajabilidad muy alta). Así el fin de utilizar este tipo de aditivos es permitir una
reducción en la relación agua-cemento mientras se conserva la trabajabilidad.
Aunque no se deberá emplear agregado de mala granulometría, los aditivos
reductores de agua mejoran las propiedades del concreto fresco hecho con
agregado de granulometría pobre. El concreto que contiene un aditivo reductor
de agua generalmente muestra segregación baja y buena plasticidad.(Santiago
Patricio, 2011)
Superplastificantes (superfluidificantes o reductores de agua de alto rango)
Estos productos al ser incorporados al hormigón aumentan, significativamente su
trabajabilidad, para una misma relación agua/cemento, o producen una
considerable reducción de esta relación si se mantiene su
trabajabilidad.(Santiago Patricio, 2011)
Capítulo I
5
Las formulaciones de estos productos están basadas en dos materias primas, de
tipo polimérico:
a) Sales de melanina formaldehído sulfonada
b) Sales de naftaleno formaldehído sulfonado
Los que influyen sobre el fraguado de la mezcla:
Aceleradores del fraguado
Su función principal es acelerar el desarrollo temprano de la resistencia del
concreto. Aunque también pueden acelerar el fraguado. Generalmente se
emplean cuando el concreto se va a colocar a temperaturas bajas (2 a 4°C), en
la elaboración de concreto prefabricado y cuando se requiere hacer un trabajo de
reparación urgente. Otros beneficios son que permite el acabado más temprano
de la superficie de concreto y la aplicación de aislamiento de protección, y
también poner la estructura más rápido en servicio. Inversamente a temperaturas
muy altas pueden dar por resultado una velocidad demasiado alta de desarrollo
de calor de hidratación y el agrietamiento por contracción. El acelerante más
común empleado durante muchas décadas fue el cloruro de calcio, ya que es
efectivo para acelerar la hidratación de los silicatos de calcio, principalmente C3S,
posiblemente por un cambio ligero en la alcalinidad del agua de poros o como
catalizador en las reacciones de hidratación. El cloruro de calcio es un acelerante
efectivo pero tiene un defecto serio: La presencia de iones de cloruro en la
vecindad del refuerzo de acero, favorece a la corrosión. Aunque las reacciones
de corrosión solo ocurren en presencia de agua y oxígeno, los riesgos a la
presencia de iones de cloruro en el concreto que contiene acero son tales que el
cloruro de calcio nunca deberá incorporarse al concreto reforzado.(Santiago
Patricio, 2011)
Retardadores del fraguado
Logran un retraso en el fraguado de la pasta de cemento, los retardantes hacen
también lento el endurecimiento de la pasta, aunque unas sales pueden acelerar
el fraguado pero inhibir el desarrollo de resistencia. Los retardantes no alteran la
composición o identidad de los productos de hidratación. Son útiles en la
elaboración de concreto en clima cálido cuando el tiempo de fraguado normal se
Capítulo I
6
acorta por la alta temperatura, previenen las juntas frías y prolongan el tiempo de
transportación, colocación y compactación. La acción retardante la muestran el
azúcar, derivados de carbohidratos, sales solubles de zinc, boratos solubles y
otras sales, el metanol es también un retardante posible.(Santiago Patricio, 2011)
Otros:
Incorporadores de aire (oclusores de aire)
Están destinados a producir la incorporación de aire en forma de pequeñas
burbujas, en su mayoría de un tamaño comprendido entre 0.01mm y 1mm con
una distribución uniforme de las masas del hormigón. La proporción de burbujas
recomendable depende del tamaño máximo del árido más grueso del hormigón.
El empleo de los incorporadores de aire está orientado básicamente a aumentar
la resistencia del hormigón frente a los ciclos alternados de temperaturas bajo y
sobre cero (hielo y deshielo), que puedan conducir al congelamiento del agua
contenida en el hormigón.(Santiago Patricio, 2011)
Sin embargo, hacen también efecto sobre otras propiedades del hormigón, entre
las cuales pueden citarse las siguientes:
-Reducción de la permeabilidad del agua y líquidos en general.
-Aumento de la consistencia del hormigón, en una forma similar al obtenido por la
adición de granos finos.
-Aumento de la fluidez del hormigón.
-Disminución de la exudación del agua de amasado del hormigón.
-Disminución de la resistencia.
Este último efecto debe ser especialmente considerado, pues la disminución de
la resistencia provocada por la incorporación de burbujas no alcanza a ser
compensada por la disminución de la cantidad de agua de amasado posible de
producir por efecto de la mayor fluidez.(Santiago Patricio, 2011)
Impermeabilizantes en masa
Son repelentes al agua y actúan cerrando el sistema poroso del concreto
mediante unas sustancias químicas en el fraguado del concreto. Este no es
totalmente efectivo.(Santiago Patricio, 2011)
Capítulo I
7
En determinadas construcciones como pueden ser tuberías, depósitos, canales,
etc., además de precisar hormigones de buenas resistencias mecánicas, es
necesario que estos sean impermeables a fin de impedir que el agua pase a
través de ellos.
Por otra parte, en obras o estructuras que han de estar en contacto con agua o
con terrenos húmedos es conveniente que el hormigón se oponga a que el agua
ascienda por él valiéndose de sus conductos capilares.
Inhibidores de la corrosión
Los inhibidores de corrosión en realidad están mal denominados en el mercado,
estas sustancias en realidad son retardantes de la corrosión. Todos los
inhibidores disponibles en la actualidad retardan la iniciación de la corrosión en
tasas que permiten duplicar o triplicar la vida útil de una estructura de concreto
reforzado. La corrosión del acero en las estructuras de concreto reforzado
corresponde a la principal causa de deterioro de estas estructuras,
especialmente las expuestas a ambientes contaminados con CO2, a la acción
del agua o sales minerales. Debido a la necesidad de proteger las inversiones
hechas en infraestructura y a disminuir los elevados costos de reparaciones y de
mantenimiento. Un inhibidor de corrosión puede aumentar el nivel de cloruros
necesario para iniciar la corrosión (en el caso de corrosión por cloruros), o
disminuir la tasa de corrosión una vez ésta se ha iniciado (o ambas). Así un
inhibidor puede retardar la iniciación de la corrosión o disminuir la propagación
de la misma.(Sika Perú, 2013)
El proceso de corrosión consiste en una media reacción catódica de reducción
del oxígeno a iones hidroxilos:
O2 + 2 H2O + 4 e- = 4 OH-
Y una media reacción anódica de oxidación del metal de hierro a hidróxido
ferroso:
Fe(s) + 2 OH- = Fe (OH) 2 + 2 e-
El hidróxido ferroso es escasamente soluble en un medio alcalino con iones
complejos de hidroxilos pero lo es más con cloruros. De este modo este puede
Capítulo I
8
moverse por difusión a cierta distancia del acero de refuerzo antes de que se
oxide más por el oxígeno y se precipite como un hidróxido férrico.
4 Fe (OH)2 + O2 + 2 H2O = 4 Fe (OH)3
Los inhibidores de corrosión pueden afectar la media reacción catódica o la
anódica y de esta forma son llamados inhibidores catódicos o anódicos
respectivamente.(Sika Perú, 2013)
Expansivos
Su función principal es producir una expansión controlada y permanente en los
hormigones. Pueden ser autocompensantes, es decir, los esfuerzos de
expansión son muy similares a los de retracción. La expansión está entre 0.0% y
0.06 %. Cuando es mayor que 0.06 % se produce expansión libre. Ejemplos son
el granulado de hierro y el polvo de aluminio. El aditivo expansivo para concretos
se emplea para reducir o anular la contracción natural del concreto,
compensando la fisuración e incrementando la impermeabilidad y, por lo tanto, la
durabilidad de los productos elaborados sometidos a condiciones ambientales
con agresiones fisicoquímicas.(Santiago Patricio, 2011)
Se puede usar en estructuras de concreto armado y pretensado como vigas,
tejados, arcos, recubrimientos de túneles, puentes, cúpulas; pisos para cámaras
frigoríficas e industriales, así como en estructuras delgadas. También en trabajos
de hidráulica, como son: tanques para plantas de depuración, galerías
subterráneas, canalizaciones y depósitos para líquidos; estructuras portuarias en
ambiente marino, muelles y bloques rompeolas; e inyecciones de sellado
hermético. En premoldeados como: durmientes para ferrocarril, vigas
precomprimidas, paneles prefabricadas, postes y ductos. En refuerzo de
estructuras, como pueden ser el mantenimiento extraordinario de estructuras en
concreto armado y también bajo cargas; anclaje de máquinas y consolidación de
rocas.(Santiago Patricio, 2011)
Cohesionantes
La utilización de aditivos cohesionantes es una manera de mantener la reología
del hormigón en estado fresco, impidiendo su segregación y exudación, que son
muy dañinas durante el proceso de bombeo del hormigón ya que pueden
Capítulo I
9
ocasionar una obstrucción en el tubo. Estos aditivos que mantienen la cohesión
interna del hormigón pueden proteger a los equipos de bombeo de un desgaste
excesivo y puede ayudar en el bombeo de hormigones que no contengan los
áridos apropiados.(Hirschi et al., 2010)
1.3.2 Principales aditivos utilizados a nivel mundial
A nivel mundial los aditivos más usados son los fabricados por grandes empresas
multinacionales; BASF y Sika son ejemplos genuinos de esta industria, a continuación
se muestran algunos de sus principales productos.
De BASF:
POZZOLITH®: Este producto es un aditivo retardador de fraguado y reductor de
agua, logra asentamientos mayores de 12.5 cm, permite el uso óptimo de los
ingredientes de la mezcla y logra tiempos de fraguado más largos. Además brinda una
mayor flexibilidad en la programación de los vaciados de concreto, con su empleo se
reducen o eliminan las juntas frías, la temperatura durante el fraguado aumenta más
lentamente, por lo que se reducen las grietas por cambios de temperatura. Puede
reducir el agua de amasado hasta un 8%, incrementando las resistencias a la
compresión y a la tensión con el mismo asentamiento.(Basf Construction Chemicals,
2006)
POLYHEED®: Este es un aditivo retardador de fraguado y reductor de agua de
medio rango, su uso produce un asentamiento en un rango de 12-20 cm, incrementa
el tiempo de fraguado, logra mayor flexibilidad en la programación de los vaciados de
concreto, reduciendo o eliminando las juntas frías. La temperatura aumenta más
lentamente, por lo que se reducen las grietas por cambios de temperatura, reduce el
contenido de agua hasta un 20%, incrementa las resistencias tempranas y finales en un
rango amplio de aplicaciones y se obtiene una mejor apariencia en superficies
encofradas con mezclas de concreto de resistencias medias y altas.(Basf Construction
Chemicals, 2006)
RHEOBUILD®: Este producto es un aditivo retardador de fraguado y reductor de
agua de alto rango, con él se logran asentamientos reoplásticos en un rango de 20-27
Capítulo I
10
cm. Permite una consolidación eficiente en áreas congestionadas, proporciona un
tiempo de fraguado más largo, logra una mayor flexibilidad en la programación de los
vaciados de concreto reduciendo o eliminando las juntas frías. La temperatura aumenta
más lentamente, por lo que se reducen las grietas por cambios de temperatura, reduce
el contenido de agua hasta un 40%, reduce la permeabilidad, aumenta la durabilidad y
produce excelentes propiedades de ingeniería en el concreto endurecido.(Basf
Construction Chemicals, 2006)
POZZOLITH® 122 HE: Este es un aditivo acelerador de fraguado, su uso acelera el
tiempo de fraguado, permite el pronto acabado de losas planas e incrementa las
resistencias tempranas. Además permite el desencofrado rápido, el pronto uso y la
pronta ocupación de la estructura.(Basf Construction Chemicals, 2006)
POZZUTEC® 20: Este producto es un acelerador de fraguado (sin cloruros), con él se
logra acelerar el tiempo de fraguado, permite el pronto acabado de losas planas e
incrementa las resistencias tempranas. Además permite el desencofrado rápido, el
pronto uso y la pronta ocupación de la estructura. Su empleo permite la colocación del
concreto en temperaturas de hasta -7 °C.(Basf Construction Chemicals, 2006)
RHEOMAC® SF: Este es un aditivo incorporador de aire que produce una estructura
de burbujas de aire efectiva que protege al concreto de fallas por causa de los ciclos de
hielo y deshielo. Mantiene el contiendo de aire durante la entrega aún de mezclas
difíciles, reduce significantemente la permeabilidad del concreto, forma una barrera
densa contra el ingreso de iones de cloruro y otros químicos agresivos y mejora la
resistencia a la corrosión, a la abrasión y a los ataques químicos.(Basf Construction
Chemicals, 2006)
RHEOCRETE® 222: Este aditivo inhibidor de corrosión proporciona protección contra
la corrosión del acero de refuerzo limitando el ingreso de los iones de cloruro y
formando un recubrimiento de protección alrededor del acero de refuerzo. Además
proporciona una protección efectiva contra la corrosión en concreto agrietado.(Basf
Construction Chemicals, 2006)
Capítulo I
11
MICRO-AIR® y MB AE® 90: Estos son aditivos incorporadores de aire que producen
una estructura de burbujas de aire efectiva, capaz de proteger al concreto de fallas por
causa de los ciclos de hielo y deshielo. Mantienen el contiendo de aire durante la
entrega aún de mezclas difíciles.(Basf Construction Chemicals, 2006)
De Sika:
Sikament®: Este es un aditivo superplastificante que logra la reducción sustancial de
agua. Permite resistencia e impermeabilidad mejoradas con una consistencia
(trabajabilidad) y bombeabilidad garantizadas. Aumenta las resistencias a compresión y
flexión y mejora la consistencia. Se emplea para reducir la porosidad capilar y por lo
tanto introducir menor cantidad de agua, su uso permite un rápido alcance del umbral
de resistencia a heladas debido a la reducción de agua.(Hirschi et al., 2010)
Sika®Viscocrete®: Este superplastificante proporciona al hormigón resistencia e
impermeabilidad mejoradas con una consistencia (trabajabilidad) y bombeabilidad
garantizadas. Aumenta las resistencias a compresión y flexión y mejora la consistencia.
Proporciona una alta reducción de agua, ayuda a la propiedad de autocompactación y
potencia la cohesión interna. Además reduce la porosidad capilar y por lo tanto
introduce menor cantidad de agua. Incrementa las resistencias iniciales e
impermeabilidad y logra un rápido alcance del umbral de resistencia a heladas debido a
la reducción de agua.(Hirschi et al., 2010)
SikaPlast®: Este producto es un aditivo superplastificante que proporciona resistencia
e impermeabilidad mejoradas con una consistencia (trabajabilidad) y bombeabilidad
garantizadas. Reduce el agua de amasado, por lo que aumenta las resistencias a
compresión y flexión, además mejora la consistencia. Se emplea para reducir la
porosidad capilar y por lo tanto introducir menor cantidad de agua y logra un rápido
alcance del umbral de resistencia a heladas debido a la reducción de agua.(Hirschi et
al., 2010)
Sika®Stabilizer®: Este es un aditivo cohesionante por lo que mantiene la cohesión
interna. Lleva a cabo el bombeo de áridos inapropiados y protege el equipo de un
desgaste excesivo. Además potencia la cohesión, reemplaza a los finos, previene la
Capítulo I
12
segregación de los finos y se emplea en condiciones de flujo estático y especial.(Hirschi
et al., 2010)
SikaAer®: Este es un incorporador de aire que incrementa la resistencia al
hielo/deshielo. Se emplea para producir hormigón ligero poroso con un contenido en
aire de hasta un 40%, logra la interrupción de los poros capilares y reduce la absorción
de agua.(Hirschi et al., 2010)
Sika Rapid®: Este aditivo acelerador de fraguado desarrolla la resistencia más
rápidamente, controla el proceso de endurecimiento a temperaturas bajas y se emplea
en hormigones para encofrados deslizantes.(Hirschi et al., 2010)
SikaRetarder®: Este es un aditivo retardador de fraguado que retrasa el fraguado
inicial y se puede emplear para el control de procesos de fraguado y endurecido del
hormigón para encofrados deslizantes.(Hirschi et al., 2010)
Sikament®500 HE y Sika®Viscocrete®20 HE: Estos son aditivos aceleradores de
fraguado y superplastificantes que logran resistencias iniciales muy altas en un corto
período de tiempo.(Hirschi et al., 2010)
2.4 Usos de productos biológicos como aditivos en el hormigón
La principal tecnología de productos biológicos empleados como aditivos para el
hormigón es la de Microorganismos Eficientes (EM), y evidencia de ello es la
investigación llevada a cabo en Japón en búsqueda de soluciones al deterioro de las
estructuras. Los investigadores desarrollaron un hormigón con Microorganismos
Eficientes y encontraron que la trabajabilidad en estado fresco mejoró y la resistencia
inicial se incrementó, entre otras propiedades que se mejoraron.(Higa et al., 2003,
Machado Torres, 2015)
Agregando el EM en la mezcla de hormigón fresca, la resistencia a la compresión
aumentó después de 3 y 7 días en (30 - 50%), con respecto a los hormigones
ordinarios. También, el uso de estos productos, redujo el efecto de la carbonatación en
el hormigón y formó un ambiente neutral dentro de este.(Brizuela, 2013, Machado
Torres, 2015, Yatim et al., 2009)
Capítulo I
13
1.4.1 Microorganismos eficientes
La tecnología de Microorganismos Eficientes (EM) fue desarrollada en la década de los
ochenta por el Doctor Teruo Higa, Profesor de Horticultura de la Universidad de
Ryukyus en Okinawa, Japón. Estudiando las funciones individuales de diferentes
microorganismos, encontró que el éxito de su efecto potencializador estaba en su
mezcla. Desde entonces, esta tecnología ha sido investigada, redesarrollada y aplicada
a una multitud de usos agropecuarios y ambientales, siendo utilizada en más de 80
países del mundo.(Bueno Lloreda and Lesmes Rodas, 2007)
EM es la abreviación de Effective Microorganisms (Microorganismos Eficientes), cultivo
mixto de microorganismos benéficos naturales, sin manipulación genética, presentes en
ecosistemas naturales, fisiológicamente compatibles unos con otros.(Bueno Lloreda
and Lesmes Rodas, 2007)
1.4.2 Proceso de obtención de los microorganismos eficientes
Cuando el EM es inoculado en el medio natural, el efecto individual de cada
microorganismo es ampliamente magnificado en una manera sinérgica por su acción en
comunidad.(Bueno Lloreda and Lesmes Rodas, 2007)
Los grupos básicos que conforman estos microorganismos EM son de tres géneros
principalmente: Bacteria ácido láctica (comúnmente encontrada en yogurt, quesos), las
levaduras (se encuentran en el pan y la cerveza), bacterias fototrópicas (proporcionan
oxígeno); estos microorganismos eficientes secretan sustancias benéficas tales como
vitaminas, ácidos orgánicos, minerales y antioxidantes que al entrar en contacto con la
materia orgánica, su efecto benéfico individual se multiplica en forma
sinérgica.(Ramírez Martínez, 2006)
1.4.3 Caracterización biológica y química.
A continuación caracterizamos los microorganismos principales que pueden emplearse
como EM:
Bacterias ácido lácticas:
Capítulo I
14
Las bacterias ácido lácticas producen ácidos a partir de azúcares y otros carbohidratos
provenientes de las bacterias fotosintéticas y las levaduras. Esta es la razón por la que
ciertas comidas o bebidas, tales como el yogurt o los quesos se fabrican utilizando
éstas bacterias lácticas desde hace un largo tiempo. El ácido láctico es un potente
esterilizador. Como tal, combate los microorganismos perjudiciales y acelera la
descomposición de las materias orgánicas. Por otra parte las bacterias ácido lácticas
facilitan la fermentación de materiales tales como la celulosa y los troncos evitando así
causar perjuicios similares a los que se originan cuando estos materiales entran en
descomposición.(Bueno Lloreda and Lesmes Rodas, 2007)
Levaduras:
Las levaduras sintetizan y utilizan las sustancias antimicrobianas que intervienen en el
crecimiento de las plantas, a partir de los aminoácidos y azúcares producidos por las
bacterias fotosintéticas, así como las de la materia orgánica y de las raíces de las
plantas. Las sustancias bioactivas, tales como hormonas y enzimas producidas por las
levaduras incrementan la actividad celular y el número de raíces. Sus secreciones son
substratos útiles para ciertos microorganismos efectivos, tales como las bacterias ácido
lácticas y los Actinomicetos.(Bueno Lloreda and Lesmes Rodas, 2007)
Bacteria fotosintética (fototrópica):
Las bacterias fotosintéticas son microorganismos autosuficientes e independientes.
Ellas sintetizan las sustancias útiles producidas por la secreción de las raíces, materia
orgánica y/o gases perjudiciales (como el sulfuro de hidrógeno) utilizando la luz solar y
el calor del suelo como fuentes de energía. Las sustancias benéficas están compuestas
por aminoácidos, ácidos nucleicos, sustancias bioactivas y azúcares, todas las cuales
ayudan al crecimiento y desarrollo de las plantas. Estos metabolitos son absorbidos
directamente por las plantas actuando también como substratos para el desarrollo de
las bacterias. Al crecer las bacterias fotosintéticas en los suelos aumentan la cantidad
de otros microorganismos eficaces.(Bueno Lloreda and Lesmes Rodas, 2007)
Actinomicetos:
Capítulo I
15
La estructura de los Actinomicetos, intermedia entre la de las bacterias y hongos,
producen sustancias antimicrobianas a partir de los aminoácidos y azúcares producidos
por las bacterias fotosintéticas y por la materia orgánica. Esas sustancias
antimicrobianas suprimen hongos dañinos y bacterias patógenas. Los Actinomicetos
pueden coexistir con la bacteria fotosintética. Así, ambas especies mejoran la calidad
de los suelos a través del incremento de la actividad microbiana.(Bueno Lloreda and
Lesmes Rodas, 2007)
1.4.4 Uso de la tecnología de microorganismos eficientes en Cuba
La tecnología EM fue introducida en Cuba por el movimiento de Agricultura Orgánica
Costarricense y se introdujo en la Estación Experimental de Pastos y Forrajes Indio
Hatuey (EEPF-IH), en Matanzas en el año 2007. Además de forma experimental en el
instituto Carlos J. Finlay en La Habana, que desde el año 2008 hasta la fecha ha
encontrado su utilización en la agricultura, en la purificación de las aguas residuales y
en productos de limpieza, así como en otras aplicaciones. En el año 2008 un equipo de
investigadores del CIDEM en conjunto con las anteriores instituciones comenzaron la
investigación del producto como bioplastificante para hormigones, y los resultados
preliminares de las investigaciones son realmente alentadores para la industria del
cemento.(Machado Torres, 2015, Rodríguez León, 2014, Peña León, 2013, Cabrera
Pérez, 2013, Brizuela, 2013, Mora López, 2012)
En el sector de la construcción se empleó por primera vez el bioplastificante EM-aH
denominado Micro-ben o Bioben, procedente de la estación experimental Indio Hatuey.
Se diseñaron mezclas de prueba con aditivo biológico y con aditivo comercial del tipo N-
200, reductor de agua de alto rango. Los hormigones obtenidos con el aditivo biológico
Micro-ben así como con el aditivo comercial N-200 cumplieron con todos de los
parámetros considerados para un HAC según lo establecido. La similitud de los
hormigones obtenidos evidencia el carácter plastificante del Micro-ben.(Abreu
Rodríguez, 2011)
También se desarrolló el bioplastificante orgánico IHplus y su efecto sobre la fluidez en
pastas de cemento, variando los porcientos de adición con respecto al peso del
cemento, el efecto de la disminución de agua, y con ello el aumento de la concentración
Capítulo I
16
del producto biológico. Se realizó el análisis comparativo con la adición en iguales
proporciones del superplastificantes comercial N200.(Martirena, 2012, Abreu
Rodríguez, 2011)
Desde el 2012 y hasta el año 2015 en la Facultad de Construcciones de la UCLV se
desarrollaron investigaciones relacionadas con el bioproducto MEF y sus variadas
versiones. Principalmente estos trabajos se centraron en establecer comparaciones
entre los MEF y aditivos químicos comerciales. Al caracterizar las propiedades
reológicas en pastas elaboradas con los bioproductos MEF, se definió que el MEF 19
ofreció los mejores resultados en cuanto a las variables evaluadas previamente. La
adición del bioproducto MEF 19 a pastas de cemento incrementó su fluidez y se
comportó como retardador de fraguado. Esto podría sentar las bases para disponer de
un aditivo bioplastificante de producción nacional capaz de disminuir los costos en la
construcción.(Rodríguez León, 2014, Martirena et al., 2014, Cabrera Pérez, 2013,
Brizuela, 2013, Mora López, 2012)
2.5 Ventajas de los productos utilizados como aditivos con base microbiana
sobre los aditivos químicos
El empleo de productos con base microbiana en lugar de aditivos químicos brinda
considerables ventajas; en primer lugar porque los primeros son mucho más fáciles de
obtener, no necesitan ser importados de países desarrollados que es donde
generalmente se producen los aditivos químicos y por otra parte, los productos con
base microbiana son mucho menos dañinos al medio ambiente que los aditivos
químicos.
2.6 Propiedades reológicas del hormigón hidráulico y sus ensayos según su
estado
La reología (ciencia del flujo y deformación de la materia) del concreto es una ciencia
relativamente nueva; la medición de las propiedades reológicas del concreto son
importantes para la industria de la construcción dado que el concreto es emplazado en
su estado fluido. Desafortunadamente dado la compleja composición de materiales del
concreto, este no permite establecer un método exacto para predecir su flujo.
Recientemente el uso más difundido de concretos de alto performance ha dado lugar al
Capítulo I
17
estudio de concretos con propiedades específicas para una aplicación. El ACI menciona
algunas propiedades que son “críticas para una aplicación”: trabajabilidad,
compactación, estabilidad, consistencia, compactación, etc. Los conceptos comunes
abarcan todas estas propiedades en definiciones como “la facilidad con que el concreto
puede ser mezclado, colocado, compactado y terminado” o “la habilidad del concreto
para fluir”.(Portugal Barriga, 2003)
Las propiedades fundamentales del hormigón con sus ensayos correspondientes son
las siguientes:
En estado fresco:
Consistencia: Como consistencia del hormigón se entiende el grado de
deformabilidad del mismo, la cual es un índice indirecto de evaluar la docilidad. Otros
índices son la viscosidad dinámica y la cohesión, pero ellos resultan mucho más
difíciles de evaluar en la práctica común de producción y empleo de mezclas de
hormigón. La consistencia constituye una propiedad muy útil del hormigón, siendo un
índice bastante confiable para el control de la cantidad de agua de
amasado.(Betancourt Rodríguez, 2012)
Muchos son los factores que modifican la consistencia del hormigón, sin embargo, es
indudable que el más importante de ellos es el contenido de agua en la masa del
material. Otros factores son: contenido de finos, tamaño máximo del árido, forma y
granulometría de los áridos, proporciones de la mezcla, presencia de aditivos,
etc.(Betancourt Rodríguez, 2012)
Esta se determina con los siguientes ensayos principalmente:
Cono de Abrams: Este método de ensayo se basa en determinar la consistencia del
hormigón fresco, a través de la comprobación de la disminución de la altura de una
porción de la mezcla fresca de hormigón que ha sido moldeada y compactada en un
recipiente en forma de cono trunco. (NC 174:2002)
Mesa de sacudidas: Se basa en la determinación de la consistencia del hormigón
fresco al ser sometida una muestra a sacudidas sucesivas del plato circular graduado,
Capítulo I
18
donde se mide el aumento de diámetro que experimenta la mezcla.(Betancourt
Rodríguez, 2012)
Tabla de fluidez: En este ensayo se determina la consistencia del hormigón fresco
midiendo su esparcimiento sobre una superficie plana que es sometida a sacudidas. El
ensayo se puede aplicar cuando la consistencia del hormigón se encuentra entre los
valores de340 mm y 620 mm. Fuera de este entorno la medición se considera
inadecuada y se deben aplicar otros métodos para determinar la consistencia. Si el
hormigón se segrega cuando se realiza el ensayo, se considera que la prueba no es
apropiada. (TS 363-3:2004)
Método VeBe: El aparato VeBe ha sido construido según las normas de la Asociación
sueca de fabricantes de cemento. Se ideó especialmente para hormigón vibrado, y
pretende determinar exacta y numéricamente la consistencia. Se funda en determinar el
tiempo necesario para transformar un cono truncado de hormigón cuya consistencia se
desea determinar, en un cilindro, por medio de la vibración. (EN 12350)
Docilidad: Es sinónimo de trabajabilidad del hormigón fresco. Es su capacidad de
ser puesto en su lugar de destino con los medios de compactación de que se dispone.
Principalmente se mide mediante el descenso en centímetros en el ensayo del cono de
Abrams.(Fernández Donoso, 2007)
Homogeneidad: Es la cualidad de distribución por toda la masa de todos los
componentes del hormigón en las mismas proporciones. A la cualidad de
homogeneidad se opone el defecto de la segregación o decantación. Se mide por la
masa específica de porciones de hormigón fresco separadas entre sí.(Fernández
Donoso, 2007)
Masa específica: Es la relación entre la masa del hormigón fresco y el volumen
ocupado. Puede medirse con el hormigón compactado o sin compactar. La densidad
del hormigón fresco compactado es una medida del grado de eficacia del método de
compactación empleado. Se mide en kg/m3.(Fernández Donoso, 2007)
Capítulo I
19
La determinación de la masa específica y la homogeneidad se logra con el siguiente
método:
Método de determinación de la masa volumétrica, el volumen real, el contenido
real de cemento y el contenido teórico del aire: Este método se basa en la
determinación de la masa volumétrica del hormigón fresco compactado y colocado en
un recipiente de volumen y peso conocido. Las determinaciones se realizan mediante
los cálculos que se realizan posteriormente para la determinación del volumen real de la
amasada, su contenido real de cemento y el contenido teórico de aire, los cuales
dependen del conocimiento de los pesos específicos de los componentes de la mezcla,
determinados por la dosificación empleada. (NC 222-02)
Tiempo abierto: Es el período de tiempo que transcurre entre el amasado del
hormigón y el principio del fraguado. Es una propiedad muy importante pues es en el
que se puede manipular el hormigón sin merma de sus características.(Fernández
Donoso, 2007) Se puede determinar con el siguiente método:
Penetrómetro “Proctor”: Este método de ensayo se basa en la relación que existe
entre la resistencia a la penetración de la masa de mortero tamizado de una muestra de
hormigón a un grupo de agujas de sección circular conocida, a las cuales se le aplica
una fuerza en sentido vertical, hasta que la aguja penetre una profundidad determinada,
en un tiempo dado. Determinando así el tiempo de fraguado inicial y final de la mezcla
de hormigón. (NC 168: 2002)
En estado endurecido:
La densidad: Es la relación de la masa del hormigón y el volumen ocupado. Para un
hormigón bien compactado de áridos normales oscila entre 2300- 2500 kg/m3. En caso
de utilizarse áridos ligeros la densidad oscila entre 1000-1300 kg/m3. Y en caso de
utilizarse áridos pesados la densidad oscila entre 3000-3500 kg/m3.(Fernández
Donoso, 2007)
Capítulo I
20
Compacidad: Es la cualidad de tener la máxima densidad que los materiales
empleados permiten. Un hormigón de alta compacidad es la mejor protección contra el
acceso de sustancias perjudiciales.(Fernández Donoso, 2007)
Permeabilidad: Es el grado en que un hormigón es accesible a los líquidos o a los
gases. El factor que más influye en esta propiedad es la relación entre la cantidad de
agua añadida y de cemento en el hormigón (a/c). Cuanto mayor es esta relación mayor
es la permeabilidad y por tanto más expuesto el hormigón a potenciales
agresiones.(Fernández Donoso, 2007)
Existen dos ensayos fundamentales para determinarla:
Determinación de la profundidad de penetración de agua bajo presión: El
dispositivo para el ensayo comprende cualquier aparato en el que pueda colocarse la
probeta, de manera que pueda recibir la presión de agua en la zona de ensayo. Es
conveniente que el dispositivo permita observar las caras de la probeta para detectar
cualquier fuga de agua que se produzca. (NC 248:2005)
Determinación de la absorción de agua por capilaridad: Este método establece una
forma para determinar la absorción de agua por capilaridad en hormigones endurecidos
mediante el método de ensayo propuesto por Göran Fagerlund. Es de utilidad para
establecer los requisitos de durabilidad en el diseño de los hormigones y para el
chequeo de la capilaridad en los hormigones endurecidos. Consiste en pesar probetas
de hormigón antes de ser sumergidas en agua y luego a determinados tiempos de
haber sido sumergidas. (NC 345: 2005)
Resistencia: El hormigón endurecido presenta resistencia a las acciones de
compresión, tracción y desgaste. La principal es la resistencia a compresión que lo
convierte en el importante material que es. Se mide en MPa (Mega Pascales) y llegan
hasta 50 MPa en hormigones normales y 100 MPa en hormigones de alta resistencia.
La resistencia atracción es mucho más pequeña pero tiene gran importancia en
determinadas aplicaciones. La resistencia a desgaste, de gran interés en los
pavimentos se consigue utilizando áridos muy resistentes y relaciones agua cemento
muy bajas.(Fernández Donoso, 2007)
Capítulo I
21
Determinación de la resistencia a la compresión en probetas cilíndricas: Por lo
general se realiza el ensayo en probetas de forma cilíndrica de esbeltez igual a 2 (altura
de la probeta/diámetro de la base). Se moldean las probetas de acuerdo a las normas,
el moldeo se efectúa colocando y compactando el hormigón en forma similar a la
empleada para el ensayo de asentamiento que se realiza con el tronco de cono de
Abrams.(Lucas Jordán, 2009)
Resistencia a la flexión: Hacer los ensayos de resistencia a flexión del hormigón,
utilizando una máquina de ensayo a compresión adicionándole los aditamentos
necesarios a fin de aplicarle una carga en el punto medio o en los puntos tercios. (NC
245: 2003)
Dureza: Es una propiedad superficial que en el hormigón se modifica con el paso del
tiempo debido al fenómeno de carbonatación. Un método de medirla es con el índice de
rebote que proporciona el esclerómetro Smichtd.(Fernández Donoso, 2007)
Retracción: Es el fenómeno de acortamiento del hormigón debido a la evaporación
progresiva del agua absorbida que forma meniscos en la periferia de la pasta de
cemento, y el agua capilar. Es el agua menos fijada en los procesos de
hidratación.(Fernández Donoso, 2007)
1.6.1 Modelos que describen el comportamiento reológico en el hormigón
El concreto en estado fresco puede ser considerado como un fluido, con tal que un
cierto grado de flujo pueda ser obtenido. Esta condición puede ser definida en
concretos con slump mayor a 100 mm y libres de segregación. El concreto en estado
fresco es considerado como un fluido de Bingham y algunos tipos de concreto exhiben
el comportamiento de un fluido de Herschel–Bulkey como el concreto
autocompactado.(Portugal Barriga, 2003)
Modelo de Bingham
Durante los primeros estudios de reología del concreto se propuso a la ecuación de
Bingham como la más apropiada para describir el comportamiento del concreto fresco,
la ecuación es la siguiente:
Capítulo I
22
Fig. 1.1 “Modelo de Bingham, gráfica de la ecuación y modelo reológico.” El modelo de Bingham es un modelo complejo y se logra combinando un elemento de
Newton y otro de Hooke acoplado a una corredera de rozamiento, a la que se denomina
elemento de Saint Venant como se muestra en la Fig.1.(Portugal Barriga, 2003)
Modelo de Herschel-Bulkey
Algunos concretos no cumplen la función lineal de la ecuación de Bingham como es el
caso de los concretos autocompactados y autonivelantes, el cual usando la ecuación de
Bingham nos daría resultados de esfuerzo de fluencia negativos, en este caso particular
se usa la ecuación de Herschel – Bulkley (HB).(Portugal Barriga, 2003)
Capítulo I
23
Fig. 1.2 “Gráfica de la ecuación de Herschel Bulkey, y graficas características para
diferentes tipos de concretos.”
En el caso de la ecuación de HB, la viscosidad plástica no puede ser calculada
directamente. Para esto se planteó reducir el número de parámetros de la ecuación de
HB, la cual puede ser considerada como una relación lineal para un corto rango de la
tasa de corte, por lo cual se recomienda la siguiente ecuación para el cálculo de la
viscosidad:
Capítulo I
24
De aquí se deduce una ecuación de Bingham modificada determinada por aproximación
de la ecuación de Herschel-Bulkey con una línea recta. En resumen, es necesario
destacar que el concreto es necesariamente caracterizado por al menos dos
parámetros, sin embargo las pruebas usadas comúnmente para describir el flujo están
limitadas a un solo parámetro que no está relacionado con la ecuación de Bingham o la
de HB.(Portugal Barriga, 2003)
1.6.2 Factores que modifican las propiedades reológicas en los hormigones
Los estudios reológicos han contribuido al mayor conocimiento de las propiedades en
estado fresco de los materiales a base de cemento portland. Aunque la pasta es
esencialmente agua y partículas de cemento, su comportamiento es bastante diferente
a una suspensión de sólidos inertes; existen fuerzas de atracción entre las partículas
que dan lugar a la formación de flóculos, poco tiempo después del contacto con el agua
se producen rápidas reacciones que dan lugar a la disolución de iones y luego
comienzan a formarse productos hidratados sobre las superficies de las partículas.
Estas membranas que se forman en torno a los flóculos se rompen durante el mezclado
lo que justifica que el esfuerzo necesario para mover el sistema vaya cambiando en
función de la velocidad de deformación.(Zerbino et al., 2006)
Este fenómeno depende fuertemente de la energía de mezclado en especial en las
pastas de cemento. En el hormigón la presencia de los agregados favorece el
mecanismo de rotura de los flóculos disminuyendo el efecto del método de mezclado.
Se ha indicado que ésta es una de las principales dificultades para comparar la
respuesta reológica entre pastas y hormigones.(Zerbino et al., 2006)
La mayoría de los cambios que se producen en la composición del hormigón afectan su
respuesta reológica. En general no es posible analizar por separado muchos de los
factores ya que existen interacciones entre ellos. El contenido de agua afecta en forma
notoria la viscosidad plástica y la resistencia al flujo, a mayor contenido de agua ambos
parámetros se reducen en forma significativa. La mayoría de los aditivos modifican los
parámetros reológicos. Los reductores de agua, en especial los superfluidificantes,
reducen ligeramente la viscosidad plástica pero disminuyen considerablemente la
Capítulo I
25
resistencia al flujo, este comportamiento se puede justificar en base a la dispersión de
los flóculos y el aprovechamiento del agua atrapada entre los mismos. Los efectos son
más notorios en mezclas con bajas relaciones agua /cemento. El aire incorporado
reduce ambos parámetros, en general a medida que aumenta el contenido de aire los
efectos sobre la viscosidad son menores. En el diagrama umbral de cizallamiento vs
viscosidad plástica de la Fig. 3 se esquematiza el efecto de los cambios en el contenido
de agua, de superfluidificante y de aire incorporado.(Zerbino et al., 2006)
Fig. 1.3 “Efectos sobre los parámetros reológicos del incremento en el contenido de
agua, superfluidificante y aire intencionalmente incorporado.”
El tipo de cemento afecta la respuesta reológica en función de los componentes que
reaccionan a mayor velocidad; entre los de mayor incidencia aparecen el contenido de
sulfatos y el de C3A. También se ha comprobado un efecto importante de las adiciones
minerales y de los aditivos químicos. No es muy sencillo acotar el efecto del tipo de
agregado, ya que cuando éste se modifica también cambian parámetros como el
contenido de agua o el volumen de pasta; sin embargo se ha encontrado que
agregados con formas redondeadas reducen significativamente la viscosidad plástica y,
en parte, la tensión umbral.(Zerbino et al., 2006)
Para el mismo conjunto de materiales componentes existen otros factores que
modifican la respuesta reológica, entre ellos se destacan el paso del tiempo y los
Capítulo I
26
cambios de temperatura. El fenómeno de pérdida de asentamiento en el tiempo es
ampliamente conocido. En términos reológicos lo que ocurre es que se modifican la
tensión umbral (τ0) y la viscosidad plástica (μ); se ha notado que los cambios son más
notorios en la primera.(Zerbino et al., 2006)
1.6.3 Efecto de los aditivos plastificantes y superplastificantes en las
propiedades reológicas de los hormigones
Estos aditivos consiguen aumentar la fluidez de las pastas de cemento, y con ello la de
los morteros y hormigones, de forma que para una misma cantidad de agua, se
obtienen hormigones más dóciles y trabajables, que permiten una puesta en obra
mucho más fácil y segura.
La composición de estos aditivos reductores de agua puede ser variable, aunque en
ella suelen aparecer sustancias de origen natural, como los lignosulfonatos o las sales
de ácidos hidroxicarboxílicos. El efecto fluidificante suele permitir una reducción de
agua del orden de un 8% o un 10 % frente al hormigón patrón. La dosis de aditivos
fluidificantes suele oscilar entre un 0.2% y un 0.8 %, en peso sobre el cemento. Con
esta adición se obtiene un buen efecto dispersante que mejora la trabajabilidad del
hormigón durante un tiempo cercano a una hora.(Santiago Patricio, 2011)
Un efecto secundario que suele aparecer con la adición de este tipo de aditivos es un
ligero retraso en el inicio del fraguado. Esto supone una ventaja en cuanto a que
prolonga el tiempo abierto para la puesta en obra, especialmente cuando se trata de
elementos difíciles de hormigonar o cuando las temperaturas elevadas reducen el
tiempo abierto de los morteros u hormigones.(Santiago Patricio, 2011)
Los hormigones aditivados con fluidificantes alcanzan mejor compactación y con ello,
mayor durabilidad y más elevadas resistencias. Algunas de las ventajas del uso de
aditivos fluidificantes:
1.- Mejora de la trabajabilidad
2.- Puesta en obras más fácil
3.- Menor riesgo de zonas mal compactadas
4.- Mejora de la durabilidad
Capítulo I
27
5.- Acabados más estéticos
6.- Compensan la presencia de áridos poco idóneos
7.-Prolongan el tiempo de puesta en obra
Conclusiones del capítulo:
1. Cuba es un país que se ve muy afectado en el ámbito constructivo una por los pocos
recursos económicos y por el alto impacto que tiene el ataque salino en las
construcciones, de aquí la necesidad de lograr obtener un hormigón más resistente y de
un menor costo.
2. Los aditivos plastificantes/reductores de agua, permiten una reducción de la cantidad de
agua en hormigones, según sea el caso, o para una misma cantidad de agua
aumentan considerablemente la docilidad, e incluso permiten obtener estos dos efectos
a la misma vez.
3. Los aditivos biológicos elaborados a través de la tecnología EM poseen un proceso de
obtención mucho más sencillo y menos dañino al medio ambiente que los aditivos
comerciales, por lo que en este sentido ofrecen grandes ventajas sobre estos últimos.
4. Los aditivos plastificantes mejoran la trabajabilidad y retardan el tiempo de puesta en
obra de los hormigones, características importantes a la hora de su fabricación, todo
debido al efecto dispersantes que genera en la mezcla definido por el modelo de
Bingham.
Capítulo II
28
Capítulo II: Influencia de las combinaciones del bioproducto CBQ-VTC y el aditivo
químico SX32 sobre las propiedades reológicas de los hormigones
2.1 Introducción
En el presente capítulo se realiza una descripción y evaluación detallada de los
materiales y métodos experimentales utilizados para la evaluación de las propiedades
reológicas de los hormigones, a partir de la utilización de combinaciones del
bioproducto CBQ-VTC con el aditivo químico SX32.
2.2 Características de los materiales constituyentes del hormigón
Para la investigación se utilizó como materia prima cemento P-350 de la fábrica Karl
Marx en la provincia Cienfuegos; bioproducto CBQ-VTC; aditivo superplastificante
SX32; árido fino natural proveniente de El Hoyo, Manicaragua y árido grueso de la
cantera de Palenque, Remedios, ambos en la provincia Villa Clara.
2.2.1 Árido grueso
El árido grueso proviene de la cantera de Palenque en el municipio Remedios de la
provincia Villa Clara, a continuación se especifican sus características principales.
Tabla 2.1 “Principales características de los áridos gruesos de la cantera de Palenque.”
Ensayos Resultado Según NC251:2013
Material más Fino que 0.074 mm (%)
2.9 1.0
Partículas de Arcillas (%)
Partículas Planas y Alargadas
Impurezas Orgánicas
Pesos Específicos Corriente 2.54 2.5
Pesos Específicos Saturado 2.58
Pesos Específicos Aparente 2.7
Capítulo II
29
Absorción (%) 1.72 3.0
Masa Volumétrica Suelta (kg/m3) 1408
Masa Volumétrica Compactada (kg/m3)
1529
Porciento de Huecos (%) 39.76
Módulo de Finura
Tabla 2.2 “Análisis granulométrico de los áridos gruesos de la cantera de Palenque.”
Tamiz No
25.0 mm
19.0 mm
12.5 mm
9.50 mm
4.75 mm
2.36 mm
1.18 mm
600 μm
300 μm
150 μm
74 μm
% Pasado
100 87 33 5 2
NC 251:2013
100 90-100
25-55
0-15 0-5
En la siguiente gráfica se comparan los áridos gruesos de la cantera de Palenque con
los áridos gruesos de la cantera Mariano Pérez “El Purio”; y a su vez ambos se
comparan con las especificaciones mínimas y máximas de la NC 251:2013.
Capítulo II
30
Gráfico 2.1 “Comparación entre la granulometría de los áridos y las especificaciones de
la NC 251:2013.”
Figura 2.1 “Árido grueso de la cantera de Palenque.”
2.2.2 Árido fino
El árido fino es natural y proviene de El Hoyo, en el municipio Manicaragua de la
provincia Villa Clara, a continuación se muestran sus características principales.
Tabla 2.3 “Principales características de los áridos finos de El Hoyo.”
Capítulo II
31
Ensayos Resultado Según NC 251:2013
Material más Fino que 0.074 mm (%)
1.6 Obs.
Partículas de Arcillas (%)
Partículas Planas y Alargadas
Impurezas Orgánicas
Pesos Específicos Corriente 2.55 2.5
Pesos Específicos Saturado 2.61
Pesos Específicos Aparente 2.7
Absorción (%) 2.07 3.0
Masa Volumétrica Suelta (kg/m3) 1470
Masa Volumétrica Compactada (kg/m3)
1626
Porciento de Huecos (%) 36.08
Módulo de Finura 2.90 2.20-3.58
Observaciones: En el ensayo T 200, la NC 251:2013 plantea que para hormigones
sometidos a la abrasión y a exposición al ambiente marino el valor ≤ 3.0%.Para los
restantes hormigones es ≤ 5%.
Tabla 2.4 “Análisis granulométrico de los áridos finos provenientes de El Hoyo.”
Tamiz No
25.0 mm
19.0 mm
12.5 mm
9.50 mm
4.75 mm
2.36 Mm
1.18 mm
600 μm
300 μm
150 Μm
74 Μm
% Pasado
100 99 79 58 38 24 12
NC 251:2013
100 90-100
70-100
45-80
25-60
10-30
2-10
Capítulo II
32
En el gráfico siguiente se compara el árido fino de El Hoyo con el de la cantera Mariano
Pérez “El Purio”; y a su vez ambos se comparan con las especificaciones mínimas y
máximas de la NC 251:2013.
Gráfico 2.2 “Comparación entre la granulometría de los áridos y las especificaciones de
la NC 251:2013.”
Se define como un material que cumple con la normativa para los áridos, pero se
observa que tiene mayor porciento de finos que la arena del Purio, característica que
hay que tener en cuenta para las dosificaciones.
Capítulo II
33
Figura 2.2 “Árido fino de El Hoyo.”
2.2.3 Cemento
El cemento utilizado fue elaborado en la fábrica de cemento Karl Marx de la provincia
de Cienfuegos, de acuerdo a la NC 54 205:80 clasificado como cemento Portland P-
350.
En la siguiente tabla se muestran las propiedades físico-mecánicas de dicho cemento.
Tabla 2.5 “Propiedades físico-mecánicas del cemento P-350 de Cienfuegos.”
Cemento de Cienfuegos
Ensayo Resultado Especificaciones
Tiempo de fraguado inicial (min) 150 ≥45
Tiempo de fraguado final (h) 4:20 ≤10
Consistencia Normal (%) 24,6 -
Finura de Molido (%) 6,5 -
P.E. Real del cemento (g/cm3) 3,08 -
Resistencia Comp. 7 días (MPa) 35,5 ≥25
Resistencia Comp. 28 días (MPa) 42,4 ≥35
Resistencia Flexo-Tracc. 7 días (MPa) 8,6 -
Resistencia Flexo-Tracc. 28 días (MPa) 9,5 -
Figura 2.3 “Cemento P-350 de Cienfuegos.”
Capítulo II
34
2.2.4 Agua
El agua que se utilizó es conforme, evaluada por la práctica como adecuada para la
producción de hormigón, morteros y pastas, cumpliendo con el apartado 7.7 de la NC
54-00.
2.2.5 Aditivos
SX32
El producto Dynamon SX32, de la empresa italiana MAPEI, es un aditivo líquido
superplastificante para hormigones con bajísima pérdida de trabajabilidad y elevada
reducción del agua de amasado, es un aditivo a base de polímeros acrílicos no
sulfonados, completamente exento de formaldehidos.(Mapei, 2010)
Debido a su elevada capacidad de reducción de agua y su capacidad de conservar la
trabajabilidad es un aditivo particularmente idóneo para:
Hormigón preparado destinado a obras de impermeabilización en presencia de
agentes agresivos, incluso químicos (vasos de depuración, digestores,
depósitos, canales, galerías, etc.)
Hormigón preparado con una alta conservación de la trabajabilidad, por tiempos
de transporte superiores a 1 hora y temperaturas superiores a 25˚C.
Hormigón preparado de alta calidad
Hormigón bombeable
Tabla 2.6 “Datos técnicos del Dynamon SX32.”
Consistencia Líquido
Color Ámbar
Densidad según ISO 758 (g/cm3) 1,08±0,02 a 20˚C
Residuo seco según EN 480-8 (%) 22,1±1,1
Acción principal Aumento y conservación
de la trabajabilidad y/o
reducción de agua
Cloruros solubles en agua según EN 480-10 (%) <0,1
Capítulo II
35
Contenido de álcali (Na2O) equivalente según EN
480-12 (%)
<3,5
pH según la ISO 4316 6,5±1
Figura 2.4 “Aditivo SX32.”
CBQ-VTC
El bioproducto CBQ-VTC es obtenido en el Centro de Bioactivos Químicos (CBQ)
perteneciente a la Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas, basado en la
tecnología de microorganismos eficientes. Es un líquido de color pardo con un olor
parecido al vino, posee un porcentaje de sólidos solubles de aproximadamente 13% y
un pH de 3.32. Su elaboración tiene como base la fermentación microbiana, a base de
la mezcla de melaza de caña, suero y agua.(Machado Torres, 2015)
A continuación, se brindan las principales características del producto en cuestión.
Tabla 2.7 “Condiciones en las que debe ser entregado el producto.”
Propiedades Métodos Condiciones exigidas para el CBQ-VTC
Homogeneidad Examen visual El producto debe estar homogéneo. Verificar que se agite antes de usar.
Color y olor Examen visual Color pardo y olor característico avinado
Capítulo II
36
Componente activo
Espectro en la región de
Ultravioleta - visible
Una disolución en agua destilada a 2g/L presenta un máximo de absorción 200nm
y otro de menor intensidad a 271nm.
Densidad relativa NC-271-2:2003 Densidad determinada debe estar en el
siguiente rango: 1.03 ± 0.03 g/cm3
Contenido de sólidos totales.
NC-271-1 Los sólidos totales deben estar en el
siguiente rango 5%˂ST˂8%. ST determinados en masa.
Valor de pH NC-271-4 3.0 - 5.0
Contenido de cloruros NC-271-3 Cloruros ≤0.10% en masa
Alcalinidad total NC-271-7 N
Contenido de cenizas NC-271-5 2
Comportamiento a la corrosión.
In situ No deben reportarse valores de índice de
corrosión del acero de refuerzo.
Figura 2.5 “Bioproducto CBQ-VTC”
2.3 Diseño experimental de la investigación
Esta investigación tiene como objetivo fundamental evaluar las combinaciones del
bioproducto CBQ-VTC (2, 3, y 4%) y el aditivo químico SX 32 (0.6%), dosis que no
Capítulo II
37
superan nunca el valor del 5% establecido en las normas. En el gráfico que se presenta
se expresan las dosis y los ensayos que se realizan en el trabajo.
Gráfico 2.3 “Diseño del experimento.”
Variables independientes
La variable independiente en la investigación es:
Porciento de Aditivo
En los ensayos realizados al hormigón se utilizó el aditivo SX 32; al 0.95% como la
muestra patrón y al 0.6% combinado con CBQ- VTC, este último en dosis de 2, 3 y 4%.
Variables dependientes
Asentamiento
Se determina por el cono de Abrams según la NC 174:2002, y se espera obtener un
hormigón fluido (16-21cm de asentamiento).
Resistencia
Capítulo II
38
Se determinan los valores de resistencia a los 7 y 28 días, cumpliendo con lo
referenciado en la NC 244:2005.
Absorción capilar
Se determina la absorción de agua por capilaridad según la NC 345:2011, tiene utilidad
para establecer los requisitos de durabilidad en el diseño de los hormigones y el
chequeo de la capilaridad de los mismos ya endurecidos.
Parámetros de estado
Los parámetros de estado se definen como las variables que se desean mantener
constantes atendiendo a los fines prácticos de la investigación:
Tipo de cemento: P-350 procedente de Karl Marx
Cantidad de cemento: 450 kg para 1000L
Relación agua cemento 0.45
2.3.1 Dosificación de las mezclas
Para el diseño de la mezcla de hormigón a emplear en la presente investigación se
siguieron los siguientes pasos:
Se determinó la relación agua/cemento que corresponda con la resistencia media
del hormigón, según el tipo de árido y de cemento empleado.
Se estudió la consistencia más conveniente del hormigón, según la forma de
compactación y, como consecuencia, se fijó la cantidad aproximada de agua y
se determinó la cantidad de cemento correspondiente.
Se estableció la proporción en que se mezclarían los áridos disponibles de tal
forma que fuera la más conveniente al hormigón en estudio.
Se calculó la cantidad de agua, cemento y áridos necesarios para un metro
cúbico de hormigón.
Se efectuó una masa de prueba para comprobar si el hormigón obtenido tenía
las características deseadas y cuando no fue así se hicieron las correcciones
necesarias.
Capítulo II
39
En la presente investigación se empleó una dosificación para obtener hormigones de 35
MPa. Los aditivos se emplearon con el objetivo de reducir el agua de amasado y lograr
una buena trabajabilidad, específicamente se intentaron obtener mezclas de
consistencia fluida según el cono de Abrams (16-21cm). En la muestra patrón (MP) se
empleó un 0.95% de SX 32 con relación al peso del cemento. El resto de las muestras
fueron combinaciones del SX 32 con el CBQ-VTC.
En la siguiente tabla se especifican los porcientos de aditivos empleados en cada
muestra, estos porcientos siempre se expresan con relación a la masa del cemento.
Tabla 2.8 “Porcientos de aditivos empleados en las diferentes muestras.”
Muestra SX 32 (%) CBQ-VTC (%)
MP 0,95 0
M1 0,5 4
M2 0,6 4
M3 0,6 3
M4 0,6 2
Las mezclas se diseñaron según el CITEC, dosificación empleada en la ECOT Cayo
Santa María para lograr hormigones de 35MPa y que se muestra a continuación:
Tabla 2.9 “Dosificaciones empleadas en la ECOT Cayo Santa María para 1m3.”
Cemento Árido Fino Árido Grueso Agua Aditivo SX 32
450 850 890 202 5 lits.
En esas dosificaciones se emplean áridos finos y gruesos de la cantera “El Purio” pero
para la presente investigación se emplearon árido fino de El Hoyo y árido grueso de
Palenque por lo que se hizo necesario un nuevo diseño de mezcla. Se decidió
mantener la misma relación de árido fino y grueso, la misma cantidad de cemento y la
misma relación agua/cemento. (Ver Anexo I)
Capítulo II
40
Se obtuvo una nueva dosificación para 1m3 con los áridos con que contamos, con una
relación agua cemento de 0,45.
Tabla 2.10 “Dosificación empleada en la investigación.”
Cemento (kg) Árido Fino (kg) Árido Grueso (kg) Agua (L)
450 840 880 202
A continuación se muestra la dosificación empleada para producir 1m3 de hormigón
para las diferentes muestras estudiadas.
Tabla 2.11 “Dosificaciones empleadas.”
Mezcla Cemento(Kg) Arena(Kg) Gravilla(Kg) Agua (Lts)
Aditivo
SX 32(Lts)
CBQ-VTC(Lts)
MP 450 840 880 202 4,05 0
M1 450 840 880 181,75 2,25 18
M2 450 840 880 181,3 2,7 18
M3 450 840 880 185,8 2,7 13,5
M4 450 840 880 202 2,7 9
Nótese que cuando la dosificación de aditivo excede el 3% (M1, M2, M3) con relación a
la masa del cemento, se disminuye ese mismo % del agua de amasado.
2.3.2 Procedimiento experimental
1ra Etapa: Se define la dosificación a analizar en la investigación, se toma como
muestra patrón el hormigón con el aditivo superplastificante SX 32 al 0.95%. Se evalúan
varias muestras de hormigones, fijando el uso del aditivo químico SX 32 para una
muestra al 0.5% y para las restantes al 0.6%, debido a que con el valor del 0.5% no
cumple con el asentamiento. El bioproducto CBQ-VTC se emplea en un 2, 3 y 4%,
resultados óptimos alcanzados en los ensayos de pastas, verificando que dichas
combinaciones cumplan con el asentamiento en el cono de Abrams.
Capítulo II
41
2da Etapa: Se procede a los ensayos definidos en el diseño, asentamiento por el Cono
de Abrams según la NC 174:2002, resistencia a compresión según la NC 244:2005 y la
absorción capilar por la NC 345:2011. Todos estos ensayos definen propiedades
importantes en el hormigón. Muchas de las propiedades exigibles a un hormigón en
estado endurecido dependen de las propiedades de éste cuando se encuentra en
estado fresco.
3ra Etapa: Se realiza el análisis estadístico y las valoraciones de los resultados de la
investigación, definiendo los parámetros más significativos, referenciados por cada una
de las normas.
2.4 Proceso de fabricación de las muestras
La fabricación de las muestras se llevó a cabo en el Laboratorio de Hormigón de la
Facultad de Construcciones de la Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas. Las
muestras se realizaron entre el 11 y el 16 de mayo del 2016.
2.4.1 Preparación de los moldes
Para determinar la resistencia a la compresión se utilizaron probetas cilíndricas con
diámetro de 100mm y altura de 200mm, que se realizaron en moldes metálicos; para
determinar la absorción de agua por capilaridad se emplearon probetas cúbicas de
100mm de lado y también se usaron moldes metálicos.
Figura 2.6 “Moldes empleados para fundir las muestras.”
Capítulo II
42
Los moldes se recubrieron con líquido desencofrante en toda la superficie que estaría
en contacto con el hormigón, con el objetivo de lograr un correcto desencofrado,
evitando que el hormigón se adhiriera al molde y se produjeran fisuras o partiduras que
provocasen variaciones en las dimensiones de las muestras.
2.4.2 Pesaje de los materiales
Los materiales se pesaron en una balanza digital de 30kg como máximo, para evitar el
derroche de materiales las dosificaciones se ajustaron para producir 25 litros de cada
muestra, en la siguiente tabla se detallan las cantidades utilizadas de cada material
para las diferentes muestras.
Tabla 2.12 “Dosificaciones ajustadas para producir 25 litros (0,025m3)”
Mezcla Cemento(Kg) Arena(Kg) Gravilla(Kg) Agua (Lts)
Aditivo
SX 32(Lts)
CBQ-VTC(Lts)
MP 11,25 21,25 22,25 4,8 0,101 0
M1 11,25 21,25 22,25 4,66 0,056 0,45
M2 11,25 20,77 21,74 4,5 0,0675 0,45
M3 11,25 22,09 23,13 4,36 0,0675 0,337
M4 11,25 22,09 23,13 4,41 0,0675 0,225
En la anterior Tabla 2.12 las dosificaciones se ajustaron según el EXCEL Certificado
por la ECOT Cayo Santa María, dependiendo de la humedad superficial de la arena y
del porciento de absorción de los áridos.
Capítulo II
43
Figura 2.7 “Balanza empleada para el pesaje de los materiales.”
2.4.3 Fabricación del hormigón en el laboratorio
El hormigón a escala de laboratorio se elaboró en una mezcladora de paleta de eje
horizontal, según el procedimiento establecido por la NC-412, 2005 “Guía para la
preparación, mezclado, transporte y vertido del hormigón”.
Los materiales se agregaron a la hormigonera de la siguiente forma:
1. El 25% del agua
2. El 25% de la piedra
3. El cemento
4. La arena
5. El resto de la piedra
6. El resto del agua
7. Finalmente el o los aditivos, según la muestra.
Figura 2.8 “Hormigonera empleada para elaborar el hormigón.”
2.4.4 Colocación
La colocación del hormigón en los moldes se realizó conforme a la NC-221, 2002
“Hormigón. Elaboración de probetas para ensayos’’, en el caso de las probetas
cilíndricas en 2 capas de volúmenes aproximadamente iguales, compactándolas con
una varilla a 15 golpes por capa, posteriormente se le dieron golpes con un martillo de
madera al exterior de los moldes, luego se enrazó la superficie con la varilla y se le dio
la terminación con las cucharas y flotas.
Capítulo II
44
Los moldes cúbicos también se compactaron en dos capas aproximadamente iguales,
cada una recibió 25 golpes de varilla distribuidos uniformemente, posteriormente se
golpeó el exterior de los moldes con un martillo de madera, la superficie se enrazó
haciendo rodar una varilla por el borde del molde y el acabado se logró con las
cucharas y flotas.
Figura 2.9 “Herramientas usadas para lograr compactación y acabado de las
muestras.”
Para evitar la pérdida de agua del hormigón no endurecido, los moldes se cubrieron con
un nylon inmediatamente después de su colocación.
Figura 2.10 “Molde con nylon para evitar pérdida de agua.”
2.4.5 Desencofre y curado
Capítulo II
45
El desencofre se realizó a las 24 horas, luego se identificaron las muestras y
posteriormente se colocaron en el tanque de curado según la NC-221, 2002 por el
tiempo establecido para realizar los determinados ensayos.
Figura 2.11 “Muestras en tanque de curado.”
2.5 Ensayos según el estado del hormigón
Se realizaron ensayos dependiendo del estado del hormigón: en estado fresco y en
estado endurecido, para determinar las variaciones de las propiedades en dichos
estados según las muestras analizadas.
2.5.1 Ensayos en estado fresco
En estado fresco, cuando el hormigón se comporta como un líquido viscoso
inmediatamente después del mezclado, se realizó el ensayo del cono de Abrams.
2.5.1.1 Cono de Abrams
El ensayo se efectuó en el Laboratorio de Hormigón de la Facultad de Construcciones,
en la Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas, según la NC-174, 2002
“Hormigón fresco: Medición del asentamiento por el cono”, con el objetivo de evaluar los
efectos plastificantes de los aditivos estudiados.
Procedimiento:
El ensayo se realizó rellenando un molde metálico, previamente humedecido, con forma
de cono trunco, cuyas dimensiones son: 20 cm de diámetro en su base mayor, 30 cm
Capítulo II
46
de altura y 10 cm de diámetro en su base menor, con tres capas de hormigón
compactadas con 25 golpes de varilla cada una, distribuidas de manera uniforme en
forma de espiral y logrando que la varilla de compactación penetrara de forma leve la
capa subyacente, al agregar la última capa se dejó que el hormigón sobresaliera del
borde del molde y se enrasó la superficie con la varilla de compactación, los restos de
hormigón sobrante se retiraron de los alrededores del molde.
Luego de retirar el molde se midió el asentamiento que experimentó la masa de
hormigón colocada en su interior. El molde metálico se levantó de forma rápida y en
dirección vertical, sin movimientos laterales ni torsión. La operación de extraer el molde
se realizó en aproximadamente 5 segundos y todas las operaciones, incluyendo
llenado, compactación y extracción del molde se realizaron de forma ininterrumpida en
aproximadamente 2,5 minutos.
Una vez levantado el molde se midió inmediatamente la disminución de altura del
hormigón moldeado respecto al molde. De esta manera, la medida del asiento permite
determinar principalmente la consistencia del hormigón.
Tabla 2.13 “Clasificación del asentamiento por el cono de Abrams.”
Tipo Valoración cualitativa Asentamiento (mm)
A1 Seca 10 a 40
A2 Plástica 50 a 90
A3 Blanda 100 a 150
A4 Fluida 160 a 210
A5 Muy Fluida ≤220
Capítulo II
47
Figura 2.12 “Medición del asentamiento por el cono de Abrams.”
Resultados:
A continuación se expresan los resultados obtenidos en el ensayo del cono de Abrams
para las distintas muestras estudiadas. (Ver Anexo II para más información)
Tabla 2.14 “Asentamientos obtenidos en el cono de Abrams.”
Mezcla % de aditivos Asentamiento (cm) Valoración
cualitativa
MP 0,95 SX32 19,5 Fluida
M1 0,5 SX32+4 CBQ-VTC 9,4 Plástica
M2 0,6 SX32+4 CBQ-VTC 16,7 Fluida
M3 0,6 SX32+3 CBQ-VTC 19,4 Fluida
M4 0,6 SX32+2 CBQ-VTC 20,2 Fluida
2.5.2 Ensayos en estado endurecido
Desde el instante en que el hormigón comienza a ofrecer resistencia a la deformación
por aplicación de cargas y por lo tanto a mantener, por lo menos aparentemente, su
forma más o menos constante, se le denomina hormigón endurecido, en este estado se
realizaron los ensayos de absorción de agua por capilaridad y resistencia a la
compresión a los 7 y a los 28 días.
Capítulo II
48
2.5.2.1 Absorción de agua por capilaridad
Este ensayo también se realizó en la Facultad de Construcciones de la Universidad
Central “Marta Abreu” de Las Villas, según la NC 345:2011 “Hormigón endurecido.
Determinación de la absorción de agua por capilaridad.”, pero para realizar el ensayo
en lugar de emplear probetas cilíndricas se emplearon probetas cúbicas de 100mm de
lado.
Procedimiento:
El ensayo consistió en colocar una cara de una muestra de hormigón previamente
aserrado de la parte central (25mm de espesor) de la probeta en contacto con el agua,
solo una cara y que haya sido aserrada, las caras laterales se cubrieron con parafina,
estas probetas antes de ser aserradas se sometieron a un curado de 28 días.
Figura 2.13 “Probetas antes y después de aserrar.”
Capítulo II
49
Figura 2.14 “Sierra empleada para aserrar las probetas.”
Antes de poner en contacto con el agua para el ensayo se colocaron en la estufa por 48
horas a 60˚C y luego se pesaron las muestras. Después se colocaron en agua de
manera tal que las probetas de 25mm de espesor penetraran en el agua unos 5mm, se
colocaron sobre cintillos de madera para que la cara sumergida estuviera totalmente en
contacto con el agua.
Figura 2.15 “Estufa utilizada.”
Capítulo II
50
Figura 2.16 “Muestras colocadas sobre cintillos, con una cara sumergida en agua.”
Posteriormente las muestras se pesaron a las edades de 1/12, 1/6, 1/4, 1/2, 1, 2, 3, 4,
6, 24, 48, 72, 96 y 120 horas desde la puesta en contacto con el agua con el fin de
determinar el agua contenida dentro de la probeta a estas edades. Con estos datos se
elaboraron gráficos de peso contra raíz cuadrada de t que nos da idea de la velocidad
de penetración del agua por capilaridad.
Resultados:
Los valores de Resistencia a la penetración del agua (m), coeficiente de absorción
capilar (k) y la porosidad efectiva del hormigón ( ) se determinaron con los cálculos y
análisis correspondientes. (Ver Anexo III)
Evaluación del hormigón según el resultado de porosidad efectiva.
≤10% Indica un hormigón de buena calidad y compacidad.
10%-15% Indica un hormigón de moderada calidad.
≥15% Indica un hormigón de durabilidad inadecuada.
Tabla 2.15 “Valores obtenidos mediante el ensayo de absorción capilar.”
Muestra m (x10^8 s/m2) k (%)
MP (0,95%SX32) 1,80
0,0054
7,3
M1 (0,5%SX32+4%CBQ-VTC) 1,41 0,0079 9,1
Capítulo II
51
M2 (0,6%SX32+4%CBQ-VTC) 1,45
0,0058
6,9
M3 (0,6%SX32+3%CBQ-VTC) 1,71
0,0060
7,8
M4 (0,6%SX32+2%CBQ-VTC) 1,69
0,0060
7,4
2.5.2.2 Resistencia a la compresión a los 7 y 28 días
Este ensayo, se realizó según la NC 244:2005 “Hormigón endurecido. Determinación de
la resistencia a la compresión en probetas cilíndricas.” en la Facultad de
Construcciones Universidad Central Marta Abreu de las Villas y para realizarlo se
emplearon probetas cilíndricas de 200mm de altura y 100mm de diámetro.
Figura 2.17 “Probetas cilíndricas”
Procedimiento:
En el ensayo se sometieron a compresión en la prensa las probetas cilíndricas, con
edades de 7 y 28 días de curado en el tanque. La esencia del ensayo es dividir la carga
soportada por el área transversal de la probeta y de esta forma obtener la resistencia en
MPa.
Capítulo II
52
La prensa empleada para el ensayo simplifica el trabajo, ya que se le introducen las
dimensiones y el tipo de probeta, de esta forma ella da el resultado directamente en
MPa.
Figura 2.18 “Probetas sometidas a compresión en la prensa.”
Resultados:
En las siguientes tablas se muestran los valores de resistencia a la compresión
obtenidos para las distintas edades.
Tabla 2.16 “Valores de resistencia a la edad de 7 días.”
Mezcla
RESISTENCIA A COMPRESIÓN (MPa)
7 Días PROMEDIO
Patrón 28 29 30 29,0
Mezcla 1 30 31 31 30,7
Mezcla 2 29 32 32 31,0
Mezcla 3 29 30 29 29,3
Mezcla 4 27 24 26 25,7
Capítulo II
53
Tabla 2.17 “Valores de resistencia a la edad de 28 días.”
Mezcla
RESISTENCIA A COMPRESIÓN (MPa)
28 Días PROMEDIO
Patrón 39 37 39 38,3
Mezcla 1 40 40 37 39,0
Mezcla 2 39 37 41 39,0
Mezcla 3 39 39 36 38,0
Mezcla 4 38 35 36 36,3
Conclusiones del capítulo
1. Es de suma importancia corregir el agua de amasado en las mezclas teniendo en
cuenta el porciento de aditivo empleado, la humedad superficial de la arena y el
porciento de absorción de los áridos.
2. Los ensayos que se realizan al hormigón en estado fresco tienen tanta
importancia como los que se realizan en estado endurecido debido a que estos
nos dan idea de la facilidad o dificultad con que serán puestos en obra los
hormigones y la compactación que podrán alcanzar.
3. Los ensayos de absorción de agua por capilaridad y resistencia a la compresión
son métodos seguros para evaluar la durabilidad de los hormigones.
4. Es de vital importancia realizar los ensayos estrictamente según las normas
vigentes para que estos tengan validez y sean tomados en cuenta para futuras
investigaciones.
Capítulo III
54
Capítulo III: Análisis de la influencia de las combinaciones del bioproducto CBQ-
VTC y el aditivo químico SX32 sobre las propiedades reológicas de los
hormigones
3.1 Introducción
En el presente capítulo se analizan los resultados obtenidos de los ensayos realizados
a hormigones que presentan en su dosificación combinaciones del bioplastificante
CBQ-VTC en dosis de 2, 3 y 4% y el aditivo comercial SX32 al 0.5 y 0.6%. En estado
fresco del hormigón se analizan los resultados de consistencia en el cono de Abrams,
mientras que en estado endurecido se analizan la absorción de agua por capilaridad y
la resistencia a compresión.
3.2 Análisis de la influencia de las combinaciones del CBQ-VTC con el SX32 en
las propiedades reológicas del hormigón fresco
Los resultados del ensayo del cono de Abrams permiten evaluar el efecto de las
combinaciones de aditivos en las diferentes mezclas cuando estas están en estado
fresco, además nos brindan la posibilidad de comprobar la posible influencia de dichas
combinaciones en las propiedades del hormigón fresco.
3.2.1 Análisis del asentamiento mediante el cono de Abrams
La clasificación de las mezclas atendiendo a su asentamiento se realiza según lo
establecido en la norma NC-120:2014“Hormigón Hidráulico. Especificaciones.” Los
resultados obtenidos corresponden con hormigones fluidos para las muestras MP
(0.95%SX32), M2 (0,6%SX32+4%CBQ-VTC), M3 (0,6%SX32+3%CBQ-VTC) y M4
(0,6%SX32+2%CBQ-VTC) mientras que para la muestra M1 el valor de 9,4 cm de
asentamiento no entra en los rangos de un hormigón fluido, este se clasifica en plástico,
que tiene el rango de 5 a 9cm.
En la presente investigación se pretende obtener hormigones de consistencia fluida
según el cono de Abrams, por lo que las muestras Patrón (0.95%SX32), M2
Capítulo III
55
(0,6%SX32+4%CBQ-VTC), M3 (0,6%SX32+3%CBQ-VTC) y M4 (0,6%SX32+2%CBQ-
VTC) cumplen con ese aspecto.
Gráfico 3.1 “Asentamientos obtenidos y rango de hormigones fluidos según NC-
120:2014”
La mezcla M1 (0,5%SX32+4%CBQ-VTC) experimenta el menor asentamiento debido
principalmente a poseer la menor dosificación del superplastificante comercial SX32.
Por otro lado, la mezcla que más asentamiento experimenta es la M4
(0,6%SX32+2%CBQ-VTC) debido a que la suma de los dos aditivos equivale a un
2,6%, por lo que no se corrige el agua de amasado, ya que el agua de amasado se
elimina en la misma proporción que se añade aditivo cuando se aditiva con 3% o más
con relación al peso del cemento, en este aspecto la muestra M4 tiene ventaja ante las
muestras M2 (0,6%SX32+4%CBQ-VTC) y M3 (0,6%SX32+3%CBQ-VTC), cuyos
porcientos son restados del agua de amasado. En el siguiente gráfico se simplifica la
explicación anterior.
Hognes
Fluidos
Capítulo III
56
3.3 Análisis de la influencia de las combinaciones del CBQ-VTC con el SX32 en
las propiedades reológicas del hormigón endurecido
Los resultados de los ensayos de absorción de agua por capilaridad y de resistencia a
la compresión permiten evaluar el efecto de las combinaciones de aditivos en las
diferentes muestras, además nos brindan la posibilidad de comprobar la posible
influencia de dichas combinaciones en las propiedades del hormigón endurecido.
3.3.1 Análisis de la absorción de agua por capilaridad.
Al realizar el análisis de la absorción de agua por capilaridad se obtienen gráficos de
peso vs. raíz cuadrada del tiempo; y con la ayuda de estos gráficos y empleando las
ecuaciones correspondientes se obtienen los resultados de resistencia a la penetración
del agua (m), coeficiente de absorción capilar (k) y la porosidad efectiva del hormigón
( ).
Los valores de m obtenidos para las diferentes muestras son las siguientes.
Capítulo III
57
Gráfico 3.2 “Valores de resistencia a la penetración del agua (m).”
Como se puede observar en el anterior gráfico, ninguna de las muestras estudiadas
ofrece una resistencia a la penetración del agua mayor que la que ofrece MP (0,05%
SX32), lo que significa que MP se opone mejor a la penetración del agua. Por otra
parte, de las muestras estudiadas las que mejor resistencia ofrecen son la M3
(0,6%SX32+3%CBQ-VTC) y la M4 (0,6%SX32+2%CBQ-VTC), siendo la que menos se
opone la M1 (0,5%SX32+4%CBQ-VTC).
Los valores de coeficiente de absorción capilar (k) obtenidos del ensayo de absorción
capilar son los ofrecidos a continuación.
Capítulo III
58
Gráfico 3.3 “Valores de coeficiente de absorción capilar (k).”
Ninguna de las muestras estudiadas tiene un coeficiente menor que el patrón, en este
aspecto MP tiene el mejor resultado. Entre el resto de las muestras tiene un menor
coeficiente M2 (0,6%SX32+4%CBQ-VTC) y el de mayor coeficiente de capilaridad es
M1 (0,5%SX32+4%CBQ-VTC).
Se determinan mediante el mismo ensayo los porcientos de porosidad efectiva, lo que
representa el porciento de poros conectados entre sí, estos no incluyen los poros que
quedan aislados, sino los que se unen unos con otros.
Capítulo III
59
Gráfico 3.5 “Valores de porosidad efectiva del hormigón.”
En este aspecto los mejores resultados los ofrece M2 (0,6%SX32+4%CBQ-VTC) con
un 6,9%, mejor incluso que MP que tiene un 7,3% de porosidad efectiva. La muestra
M4 (0,6%SX32+2%CBQ-VTC) tiene una porosidad efectiva de 7,4%, muy similar al
patrón, mientras que la M1 presenta el mayor porciento de poros interconectados con
un valor de 9,1%. No obstante, todas las muestras se clasifican en hormigones con
buena calidad y compacidad (≤10%) con relación a la porosidad efectiva.
3.3.2 Análisis de la resistencia a la compresión.
El ensayo de resistencia a la compresión se realizó a los 7 y 28 días de curado en el
tanque, obteniéndose los siguientes resultados para la resistencia a los 7 días.
Capítulo III
60
Gráfico 3.6 “Valores de resistencia a la edad de 7 días.”
A la edad de 7 días todas las muestras mostraron más resistencia a la compresión que
el patrón (29MPa), exceptuando la M4 (0,6%SX32+2%CBQ-VTC), que ofreció el menor
valor de resistencia a esa edad 25,7MPa. La mayor resistencia ofrecida fue de 31MPa,
y la alcanzó la muestra M2 (0,6%SX32+4%CBQ-VTC).
Los resultados de los ensayos de resistencia a la compresión a los 28 días fueron
satisfactorios, mostrándose a continuación.
Capítulo III
61
Gráfico 3.7 “Valores de resistencia a la edad de 28 días.”
A los 28 días no ocurre lo mismo, dos muestras, la M3 (0,6%SX32+3%CBQ-VTC) y
nuevamente la M4 (0,6%SX32+2%CBQ-VTC) se quedaron por debajo de la Patrón
(38,3MPa), mientras que las M1 (0,5%SX32+4%CBQ-VTC) y M2 (0,6%SX32+4%CBQ-
VTC) ofrecieron los valores mayores a esta edad (39MPa).
Capítulo III
62
Gráfico 3.8 “Valores de resistencia a las edades de 7 y 28 días.”
No obstante, todas las mezclas fueron diseñadas para desarrollar resistencias de
35MPa a los 28 días y como se puede apreciar en el anterior gráfico, las muestras
cumplieron este requisito en su totalidad. También se aprecia de forma muy clara el
aumento de la resistencia a compresión (en razón de un 15% o más) cuando el
hormigón tiene 28 días con relación a los 7.
3.4 Resumen de los resultados
Tabla 3.1 Tabla resumen de resultados.
Muestra Asentamiento (cm)
Resistencia (MPa)
m (x10^8 s/m2)
k (%)
Exigencia 16 – 21 ≤35 No fijada No fijada No fijada
MP (0,95) 19,5 38,3 1,80 0,0054 7,3
M1 (0,5+4) 9,4 39,0 1,41 0,0079 9,1
M2 (0,6+4) 16,7 39,0 1,45 0,0058 6,9
M3 (0,6+3) 19,4 38,0 1,71 0,0060 7,8
M4 (0,6+2) 20,2 36,3 1,69 0,0060 7,4
Capítulo III
63
Mejor Resultado
Peor Resultado
No Cumple
En la anterior tabla se observa de forma general en que aspecto las muestras fueron
mejores, como se puede apreciar sólo una muestra, la M1 (0,5%SX32+4%CBQ-VTC)
no cumplió con los parámetros de diseño por lo que esa, de forma directa, no puede ser
catalogada como la óptima a pesar de ofrecer, junto con la M2 (0,6%SX32+4%CBQ-
VTC), los mayores valores de resistencia a la compresión (39MPa), igualmente ofrece
los peores resultados que se determinan por la prueba de capilaridad. La muestra M4
(0,6%SX32+2%CBQ-VTC) presenta el mayor asentamiento (20,2cm) y buenos
resultados en cuanto a los que se obtienen con el ensayo de absorción capilar pero
ofrece la menor resistencia a la compresión, una de las principales propiedades del
hormigón. La muestra M3 (0,6%SX32+3%CBQ-VTC) es la más semejante a la patrón,
sobre todo en cuanto a asentamiento y resistencia pero no se considera la óptima
tampoco. Por lo tanto se entiende que la muestra que ofrece mejores resultados es la
M2 (0,6%SX32+4%CBQ-VTC) a pesar de ofrecer uno de los menores asentamientos
(16,7cm), pero suficiente para estar dentro del rango fijado para la investigación;
además ofrece la mayor resistencia a la compresión y muy buenos resultados en
cuanto a los parámetros que se determinan con la prueba de absorción capilar.
Conclusiones del capítulo
1. De las muestras estudiadas se obtuvo que la M2 (0,6%SX32+4%CBQ-VTC) y M3
(0,6%SX32+3%CBQ-VTC) tienen características similares o superiores al patrón
establecido, al menos en los parámetros evaluados en la investigación.
2. La muestra M1 (0,5%SX32+4%CBQ-VTC) ofreció los valores más alejados del
patrón, debido fundamentalmente a la baja dosificación de aditivo comercial
superplastificante SX32.
3. El mayor valor de resistencia a la compresión se obtuvo con una de las
combinaciones estudiadas, M2 (0,6%SX32+4%CBQ-VTC), superando incluso los
valores obtenidos por la muestra patrón, propiedad de suma importancia en los
hormigones.
Capítulo III
64
4. La muestra que ofreció la mayor laborabilidad fue otra de las combinaciones
estudiadas, M4 (0,6%SX32+2%CBQ-VTC), aspecto que hay que considerar si lo
que se quieren lograr son hormigones de alta laborabilidad y fácil puesta en obra.
Conclusiones Generales
65
Conclusiones Generales
1. Los resultados de los ensayos realizados confirman que el bioproducto CBQ-VTC
puede ser empleado en el sector de la construcción como un viscoplastificante, al
menos en combinación con el SX32 y lograr hormigones fluidos y de más de 35
MPa de resistencia.
2. La combinación con que se obtienen las propiedades reológicas óptimas en los
hormigones es con la muestra M2 (0,6% de SX32 + 4% de CBQ-VTC), demostrado
por los ensayos realizados.
3. Debido al bajo costo y la disponibilidad del bioproducto CBQ-VTC en Cuba, se hace
viable su empleo en el sector de la construcción en combinación con aditivos
comerciales.
Recomendaciones
66
Recomendaciones
1. Hacer la caracterización química del bioproducto, que posibilite conocer sus
potencialidades para la aplicación en dosis menores y sin combinación, en
hormigones.
2. Evaluar las propiedades reológicas de hormigones con el uso del bioproducto pero
empleando áridos de diferentes procedencias, haciendo énfasis en el árido fino.
3. Recomendar ejercer para futuras investigaciones un control del contenido de arcilla
en los áridos utilizados, para poder determinar propiedades que se puedan ver
afectadas por dicha razón.
Bibliografía
67
Bibliografía
1. ABREU RODRÍGUEZ, M. 2011. Análisis del Micro-ben como aditivo plastificante para los Hormigones Autocompactables. Universidad Central "Marta Abreu" de Las Villas.
2. ÁLVAREZ DELGADO, G. E. 2015. Impacto del uso de las combinaciones del bioproducto MEF-32 y aditivos comerciales sobre la retracción en hormigones producidos en la ECOT Cayo Santa María., Universidad Central "Marta Abreu" de Las Villas.
3. BASF CONSTRUCTION CHEMICALS, L. A. 2006. Aditivos para concreto premezclado. Available: www.basf-cc-la.com [Accessed 14 de marzo de 2016].
4. BETANCOURT RODRÍGUEZ, S. 2012. Consistencia y laborabilidad del hormigón. Asignatura Tecnología del Hormigón. Santa Clara, Cuba.
5. BLANCO, F. 2007. Materiales de Construcción. Hormigón. [Online]. Oviedo, Asturias, España: Universidad de Oviedo. Available: http://www6.uniovi.es/usr/fblanco/Tema8.Materiales.Construccion.Hormigon.pdf [Accessed 14 de marzo 2016].
6. BORRALLERAS MAS, P. 2012. Criterios de selección del aditivo superplastificante en HAC. 3º Congreso Iberoamericano sobre hormigón autocompactante
7. Avances y oportunidades. Madrid, España: Marketing Manager Iberia, BASF Construction Chemicals España.
8. BRIZUELA, J. A. 2013. Determinación del efecto plastificante de bioproductos MEF en pastas. Universidad Central "Marta Abreu" de Las Villas.
9. BUENO LLOREDA, C. A. & LESMES RODAS, N. H. 2007. Microorganismos Eficientes en levante de novillas Brahmán bajo pastoreo semi-intensivo suplementado en la región de Palmira, Valle del Cauca., Universidad de la Salle.
10. CABRERA PÉREZ, M. 2013. Influencia de bioproductos MEF sobre propiedades físicas y reológicas de pastas de cemento. Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas.
11. FERNÁNDEZ DONOSO, D. J. 2007. Tipos de hormigón y sus propiedades. Available: https://es.scribd.com/doc/313206246/Hormigon-02-Tipos-y-propiedades-pdf [Accessed 11 de abril de 2016].
12. HIGA, T., SATO, N., SHOYA, M. & SUGITA, S. 2003. Some properties of concrete mixed with effective microorganisms and the on-site investigation of structures. 28th Conference On Our World In Concrete & Structures. Ciudad de Singapur, Singapur.
13. HIRSCHI, T., KNAUBER, H., LANZ, M., SCHLUMPF, J., SCHRABBACK, J., SPIRIG, G. & WAEBER, U. 2010. Sika®Manual del hormigón. Available: esp.sika.com [Accessed 14 de marzo del 2016].
14. LUCAS JORDÁN, S. 2009. Ensayos de hormigón en estado fresco y endurecido., Universidad Tecnológica Nacional.
15. MACHADO TORRES, M. 2015. Comportamiento del bio-producto CBQ-VTC como aditivo plastificante en pastas., Universidad Central "Marta Abreu" de Las Villas.
16. MAPEI. 2010. Dynamon SX 32. Available: www.mapei.es
Bibliografía
68
17. www.mapei.com [Accessed 9 de mayo de 2016]. 18. MARTIRENA, F. 2012. Cement Bio-Plasticezers. Preliminary Debelopment. 19. MARTIRENA, F., RODRIGUEZ-RODRIGUEZ, Y., CALLICO, A., GONZALEZ, R.,
DIAZ , Y., BRACHO, G., ALUJAS, A., GUERRA DE LEON , J. O. & ALVARADO-CAPÓ, Y. 2014. Microorganism-based bioplasticizer for cementitious materials. Construction and Building Materials, 60, 91–97.
20. MORA LÓPEZ, A. E. 2012. Evaluación del "IHplus" como bioplastificante en la producción de pastas y morteros. Universidad Central "Marta Abreu" de Las Villas.
21. PEÑA LEÓN, D. 2013. Propiedades reológicas de morteros y hormigones hidráulicos empleando aditivos bioplastificantes MEF producidos en Cuba. Universidad Central "Marta Abreu" de Las Villas.
22. PORTUGAL BARRIGA, P. A. 2003. Reología del concreto. In: PERÚ, C. D. I. C. D. C. D. D. L. D. C. D. I. D. (ed.) XIV Congreso Nacional de Ingeniería Civil. Iquitos, Maynas, Perú.
23. RAMÍREZ MARTÍNEZ, M. A. 2006. Tecnología de Microorganismos Efectivos (ME) aplicada a la agricultura y medio ambiente sostenible., Universidad Industrial de Santander.
24. RODRÍGUEZ LEÓN, J. P. 2014. Incremento del efecto plastificante del Bioproducto MEF-32 en pastas de cemento P-35. Universidad Central "Marta Abreu" de Las Villas.
25. SANTIAGO PATRICIO, E. 2011. Diferentes tipos de aditivos para el concreto. Universidad Veracruzana.
26. SIKA PERÚ, S. A. 2013. Sika Informaciones Técnicas. Aditivos para Concreto. Available: www.sika.com.pe [Accessed 14 de marzo del 2016].
27. YATIM, J. M., RAHMAN, W. A. W. A. & SAM, A. R. M. 2009. Characterization and effects of the effective microorganics (EM) and industrial waste (IW) materials as a partial mixture of concrete.
28. ZERBINO, R., BARRAGÁN, B., AGULLÓ, L., GARCÍA, T. & GETTU, R. 2006. Reología de hormigones autocompactables. Ciencia y Tecnología del Hormigón.
29. OFICINA NACIONAL DE NORMALIZACIÓN, N. C. 2014. NC 120:2014 Hormigón hidráulico. Especificaciones. La Habana, Cuba: Oficina Nacional de Normalización (NC).
30. OFICINA NACIONAL DE NORMALIZACIÓN, N. C. 2013. NC 251:2013 Áridos para hormigones hidráulicos. Requisitos. La Habana, Cuba.: Oficina Nacional de Normalización (NC).
31. OFICINA NACIONAL DE NORMALIZACIÓN, N. C. 2011. NC 345:2011 Hormigón endurecido. Determinación de la absorción de agua por capilaridad. La Habana. Cuba.: Oficina Nacional de Normalización (NC).
32. OFICINA NACIONAL DE NORMALIZACIÓN, N. C. 2007. NC 120:2007 Hormigón hidráulico. Especificaciones. La Habana, Cuba: Oficina Nacional de Normalización (NC).
33. OFICINA NACIONAL DE NORMALIZACIÓN, N. C. 2005. NC 244:2005 Hormigón endurecido. Determinación de la resistencia a la compresión en probetas cilíndricas. La Habana, Cuba.: Oficina Nacional de Normalización (NC).
Bibliografía
69
34. OFICINA NACIONAL DE NORMALIZACIÓN, N. C. 2005. NC 412:2005 Guía para la preparación, mezclado, transporte y vertido del hormigón. La Habana, Cuba.: Oficina Nacional de Normalización (NC).
35. OFICINA NACIONAL DE NORMALIZACIÓN, N. C. 2005. NC 345:2005 Hormigón endurecido. Determinación de la absorción de agua por capilaridad. La Habana, Cuba.: Oficina Nacional de Normalización (NC).
36. OFICINA NACIONAL DE NORMALIZACIÓN, N. C. 2005. NC 248:2005 Hormigón endurecido. Determinación de la profundidad de penetración de agua bajo presión. La Habana, Cuba.: Oficina Nacional de Normalización (NC).
37. OFICINA NACIONAL DE NORMALIZACIÓN, N. C. 2005. EN 12350-3:2005 Hormigón fresco. Determinación de la consistencia por el VeBe. (EN 12350-3:2000, IDT). La Habana, Cuba.: Oficina Nacional de Normalización (NC).
38. OFICINA NACIONAL DE NORMALIZACIÓN, N. C. 2004. TS 363-3:2004 Propiedades del hormigón fresco. Parte 3: Determinación de la consistencia por el método de la tabla de fluidez. (ISO 1920-2:2002, apartado 4.6, IDT). La Habana, Cuba.: Oficina Nacional de Normalización (NC).
39. OFICINA NACIONAL DE NORMALIZACIÓN, N. C. 2003. NC 245:2003 Hormigón. Ensayo a flexión. La Habana, Cuba.: Oficina Nacional de Normalización (NC).
40. OFICINA NACIONAL DE NORMALIZACIÓN, N. C. 2002. NC 221:2002 Hormigón. Elaboración de probetas para ensayos. La Habana, Cuba.: Oficina Nacional de Normalización (NC).
41. OFICINA NACIONAL DE NORMALIZACIÓN, N. C. 2002. NC 168:2002 Hormigón fresco. Determinación del tiempo de fraguado por resistencia a la penetración. La Habana, Cuba.: Oficina Nacional de Normalización (NC).
42. OFICINA NACIONAL DE NORMALIZACIÓN, N. C. 2002. NC 222:2002 Hormigón fresco. Determinación de la masa volumétrica, el volumen real, el contenido real de cemento y el contenido teórico del aire. La Habana, Cuba.: Oficina Nacional de Normalización (NC).
43. OFICINA NACIONAL DE NORMALIZACIÓN, N. C. 2002. NC 174:2002 Hormigón fresco. Medición del asentamiento por el cono. La Habana, Cuba.: Oficina Nacional de Normalización (NC).
44. OFICINA NACIONAL DE NORMALIZACIÓN, N. C. 1980. NC 54-207:1980 Cemento. Ensayos fisicomecánicos. La Habana, Cuba.: Oficina Nacional de Normalización (NC).
45. (EFCA), E. F. O. C. A. A. 2006. Guidelines for Viscosity Modifying Admixtures for Concrete.
46. AMZIANE, S., CROCKETT, N. J., KHAYAT, K. H., SOBOLEV, K., BROWER, L. E., DOMONE, P. L., NEHDI, M. L., SONEBI, M., BUI, V. K., ERDOGAN, S. T., OZYILDIRIM, H. C., TANESI, J., CHIDIAC, S. E., FOWLER, D. W., PICANDET, V., WANG, K., CLAISSE, P. A. & KAPPI, A. 2008. Report on Measurements of Workability and Rheology of Fresh Concrete. In: INSTITUTE, A. C. (ed.). Farmington Hills, M.I., U.S.A.: American Concrete Institute.
47. BANFILL, P. F. G. 2011. Additivity effects in the rheology of fresh concrete containing water-reducing admixtures. Construction and Building Materials.
Bibliografía
70
48. BEST, J. F., MOORE, R. E., SCHUTZ, R. J., CALL, B. M., PERENCHIO, W. F., SCOTT, B. M., COOK, L. J., PHELAN, W. S., STOKES, D. B., DECKER, E. A., PISTILLI, M. F., VIOLETTA, B. K., MARTIN, R. S., REAR, K. B., WHITING, D. A., MATHER, B., RIXOM, M. R., YOUNG, J. F., MIELENZ, R. C. & SCHLEGAL, D. L. 2004. Guide for the Use of High-Range Water-Reducing Admixtures (Superplasticizers) in Concrete. In: INSTITUTE, A. C. (ed.). American Concrete Institute.
49. BURGOS-MONTES, O., PALACIOS, M., RIVILLA, P. & PUERTAS, F. 2012 Compatibility between superplasticizer admixtures and cements with mineral additions. Construction and Building Materials, 31, 300–309.
50. DEL VISO, J. R., CARMONA, J. R. & RUIZ, G. 2007. Size and Shape Effects on the Compressive Strength of High Strength Concrete. E.T.S. de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos.
51. E-701, A. C. 2013. Chemical Admixtures for Concrete. In: E4-12, A. E. B. (ed.). Farmington Hills, USA: American Concrete Institute®.
52. EMOTO, T. & BIER, T. A. 2007. Rheological behavior as influenced by plasticizers and hydration kinetics. Cement and Concrete Research.
53. GEEK, C. 2015. Tipos de aditivos para concreto [Online]. Civil Geek.com. Available: http://civilgeeks.com/2011/12/11/tipos-de-aditivos-para-concreto/ [Accessed 16-3-2015.
54. GÓMEZ, M., DAMARIS. 2010. Uso de plastificantes a partir de microorganismos eficientes en hormigones. Universidad central "Marta Abreu" de Las Villas.
55. GREENHEARTIBIZA. 2015. Algunos usos básicos de la tecnología EM [Online]. Copyright © 2015 Casita Verde - All rights reserved. Available: http://www.casitaverde.com/effective-micro-organisms.php?lan=es [Accessed 4-3-2015.
56. GROUP, T. F. 2012. World Cement & Concrete Additives. Freedonia. 57. ISMAIL, N. & MOHD.SAMAN, H. Microstructure Examination and Strength
Characteristics of Effective Microbed Cement. International Conference on Biological, Civil and Environmental Engineering (BCEE-2014, 2014 Dubai (UAE).
58. MARTIRENA, F., RODRÍGUEZ-RODRÍGUEZ, Y., GONZÁLEZ, C., GONZÁLEZ, R. & ALVARADO-CAPÓ, Y. Bioplasticizer for concrete In: SCHROEFL, V. M. A. C., ed. International RILEM Conference “Application of Superabsorbent Polymers and Other New Admixtures in Concrete Construction”, 2014 Dresden. Germany. . RILEM Publications S.a.r.l.
59. MORAGUES TERRADES, A. 2013. Procesos de hidratación del cementos y microestructura del hormigón. Escola Técnica Superior de ingeniería de caminos, canales y puertos de Barcelona.
60. NING, Y.-C. 2011. Interpretation of Organic Spectra. 61. NISTAL CORDERO, Á. F., RETANA MAQUEDA, M. J. & RUIZ ABRIO, T. 2012.
El hormigón: Historia, antecedentes en obras y factores identificativos. Tecnologí@ y Desarrollo, X, 1-16.
62. PACHECO-TORGAL, F. & LABRINCHA, J. A. 2013. Biotechnologies and bioinspired materials for the construction industry: An overview. International Journal of Sustainable Engineering, 1-10.
Bibliografía
71
63. RONCERO, J. & MAGAROTTO, R. 2010. Los aditivos para el concreto. Revista Construcción y Tecnología, IMCYC.
64. SAKURAI, C. 2009. Absorción por succión capilar del hormigón., Universidad Tecnológica Nacional.
65. SAKURAI, C. 2010. Absorción por Succión Capilar del Hormigón Endurecido. Universidad Tecnológica Nacional.
66. SALGADO, L. 2011. Tecnología EM® - Microorganismos Eficaces. ECO TECNOLOGIAS.
67. SHARIFUDDIN, H. A. H., SHAHBUDDIN, M. F., ANUAR, A. R. & SAMY, J. 2014. Research on Nature Farming Systems In Malaysia: Applications of EM Technology. University of Agriculture and Malaysian Agricultural Research and Development Institute Serdang, Selangor, Malaysia.
68. SIONG ANDREW, T. C., SYAHRIZAL, I. I. & JAMALUDDIN, M. Y. 2013. Effective Microorganisms for Concrete (EMC) Admixture – Its Effects to the Mechanical Properties of Concrete. Caspian Journal of Applied Sciences Research, 2(AICCE'12 & GIZ' 12), 150-157.
69. VANDEGRIFT JR., D. & SCHINDLER, A. K. 2006. The Effect of Test Cylinder Size on the Compressive Strength of Sulfur Capped Concrete Specimens. Auburn University.
70. VIEIRA, M. C., KLEMM, D., EINFELDT, L. & ALBRECHT, G. 2005. Dispersing agents for cement based on modified polysaccharides. Cement and Concrete Research, 35, 883-890.
71. ZATON ORCASITAS, M. 2015. Empleo de aditivos en la fabricación de materiales. Escuela Técnica Superior de ingeniería de caminos, canales y puertos de Barcelona.
72. NÁPOLES POUZA, M., BARRIOS CASTILLOS, G. & URRA PÉREZ, M. 2015. Evaluación de la sostenibilidad de la producción de hormigón a partir del empleo de aditivos. III Conferencia Científica Internacional de la UNISS. Sancti Spíritus, Cuba.
Anexos
72
Anexo I
Diseño de la mezcla
Las mezclas se diseñaron según el CITEC, dosificación empleada en la ECOT Cayo
Santa María para lograr hormigones de 35MPa y que se muestra a continuación:
Tabla 2.9 Dosificaciones empleadas en la ECOT Cayo Santa María para 1m3.
Cemento
(kg)
Árido Fino (kg) Árido Grueso
(kg)
Agua (L) Aditivo SX 32
(L)
450 850 890 202 5
En esas dosificaciones se emplean áridos finos y gruesos de la cantera “El Purio” pero
para la presente investigación se emplearon árido fino de El Hoyo y árido grueso de
Palenque por lo que se hizo necesario un nuevo diseño de mezcla. Se decidió
mantener la misma relación de árido fino y grueso y la misma cantidad de cemento, la
nueva mezcla se diseñó según la ACI.
A continuación se muestra el procedimiento seguido para el rediseño de la mezcla.
Dosificación de la ECOT y datos de los materiales.
Cemento 450 A = 2,63
Arena 850 G = 2,53
Gravilla 890 C = 3,08
Agua 202
Relación a/c = 0,45
f´c = 35MPa
Anexos
73
Es necesario destacar que mantuvimos la misma Relación , la misma cantidad de
cemento y la misma Relació a/c.
Datos de los áridos con que contamos para la nueva mezcla:
Cemento 450 C = 3,08
Arena x A = 2,55
Gravilla x G = 2,54
A continuación utilizamos la ecuación (1) para los áridos de muestra de El Purio:
Ahora utilizamos la ecuación (1) pero con los datos de los materiales con que
contamos:
Anexos
74
Por lo tanto, obtenemos esta nueva dosificación para 1m3 con los áridos con que
contamos.
Tabla 2.10 Dosificación empleada en la investigación.
Cemento (kg) Árido Fino (kg) Árido Grueso (kg) Agua (L)
450 840 880 202
Anexo II
Resultados obtenidos en el ensayo del cono.
Anexos
75
Anexos
76
Anexo III
Procedimiento realizado para obtener la resistencia a la penetración del agua (m), coeficiente de absorción
capilar (k) y la porosidad efectiva del hormigón ( ).
Registro de peso de las muestras a las diferentes edades.
Anexos
77
Registro de espesores medidos de las probetas aserradas en cm.
Para MP 1
Gráfico de Peso contra raíz cuadrada del tiempo.
Anexos
78
Sacado del gráfico:
Cálculo de resistencia a la penetración del agua (m).
Cálculo del coeficiente de absorción capilar (k).
Cálculo de la porosidad efectiva del hormigón ( ).
Para MP 2
Gráfico de Peso contra raíz cuadrada del tiempo.
Anexos
79
Sacado del gráfico:
Cálculo de resistencia a la penetración del agua (m).
Cálculo del coeficiente de absorción capilar (k).
Anexos
80
Cálculo de la porosidad efectiva del hormigón ( ).
Para MP 3
Gráfico de Peso contra raíz cuadrada del tiempo.
Sacado del gráfico:
Cálculo de resistencia a la penetración del agua (m).
Anexos
81
Cálculo del coeficiente de absorción capilar (k).
Cálculo de la porosidad efectiva del hormigón ( ).
Para M1 1
Gráfico de Peso contra raíz cuadrada del tiempo.
Anexos
82
Sacado del gráfico:
Cálculo de resistencia a la penetración del agua (m).
Cálculo del coeficiente de absorción capilar (k).
Cálculo de la porosidad efectiva del hormigón ( ).
Anexos
83
Para M1 2
Gráfico de Peso contra raíz cuadrada del tiempo.
Sacado del gráfico:
Cálculo de resistencia a la penetración del agua (m).
Anexos
84
Cálculo del coeficiente de absorción capilar (k).
Cálculo de la porosidad efectiva del hormigón ( ).
Para M1 3
Gráfico de Peso contra raíz cuadrada del tiempo.
Anexos
85
Sacado del gráfico:
Cálculo de resistencia a la penetración del agua (m).
Cálculo del coeficiente de absorción capilar (k).
Anexos
86
Cálculo de la porosidad efectiva del hormigón ( ).
Para M2 1
Gráfico de Peso contra raíz cuadrada del tiempo.
Sacado del gráfico:
Cálculo de resistencia a la penetración del agua (m).
Anexos
87
Cálculo del coeficiente de absorción capilar (k).
Cálculo de la porosidad efectiva del hormigón ( ).
Para M2 2
Gráfico de Peso contra raíz cuadrada del tiempo.
Anexos
88
Sacado del gráfico:
Cálculo de resistencia a la penetración del agua (m).
Cálculo del coeficiente de absorción capilar (k).
Anexos
89
Cálculo de la porosidad efectiva del hormigón ( ).
Para M2 3
Gráfico de Peso contra raíz cuadrada del tiempo.
Sacado del gráfico:
Cálculo de resistencia a la penetración del agua (m).
Anexos
90
Cálculo del coeficiente de absorción capilar (k).
Cálculo de la porosidad efectiva del hormigón ( ).
Para M3 1
Gráfico de Peso contra raíz cuadrada del tiempo.
Anexos
91
Sacado del gráfico:
Cálculo de resistencia a la penetración del agua (m).
Cálculo del coeficiente de absorción capilar (k).
Cálculo de la porosidad efectiva del hormigón ( ).
Anexos
92
Para M3 2
Gráfico de Peso contra raíz cuadrada del tiempo.
Sacado del gráfico:
Cálculo de resistencia a la penetración del agua (m).
Anexos
93
Cálculo del coeficiente de absorción capilar (k).
Cálculo de la porosidad efectiva del hormigón ( ).
Para M3 3
Gráfico de Peso contra raíz cuadrada del tiempo.
Anexos
94
Sacado del gráfico:
Cálculo de resistencia a la penetración del agua (m).
Cálculo del coeficiente de absorción capilar (k).
Anexos
95
Cálculo de la porosidad efectiva del hormigón ( ).
Para M4 1
Gráfico de Peso contra raíz cuadrada del tiempo.
Sacado del gráfico:
Cálculo de resistencia a la penetración del agua (m).
Anexos
96
Cálculo del coeficiente de absorción capilar (k).
Cálculo de la porosidad efectiva del hormigón ( ).
Para M4 2
Gráfico de Peso contra raíz cuadrada del tiempo.
Anexos
97
Sacado del gráfico:
Cálculo de resistencia a la penetración del agua (m).
Cálculo del coeficiente de absorción capilar (k).
Anexos
98
Cálculo de la porosidad efectiva del hormigón ( ).
Para M4 3
Gráfico de Peso contra raíz cuadrada del tiempo.
Sacado del gráfico:
Cálculo de resistencia a la penetración del agua (m).
Anexos
99
Cálculo del coeficiente de absorción capilar (k).
Cálculo de la porosidad efectiva del hormigón ( ).
Tabla de resultados generales.
Muestra m (x10^8 s/m2) k (%)
1 2 3 Pro. 1 2 3 Pro. 1 2 3 Pro.
MP 2,08 1,70 1,61 1,80
0,0050 0,0056 0,0057 0,0054
7,2 7,4 7,3 7,3
M1 1,84 1,25 1,14 1,41
0,0060 0,0080 0,0098 0,0079
7,9 9,0 10,5 9,1
M2 1,60 1,72 1,04 1,45
0,0061 0,0048 0,0065 0,0058
7,7 6,3 6,6 6,9
M3 1,89 1,86 1,37 1,71
0,0055 0,0052 0,0074 0,0060
7,5 7,1 8,7 7,8
M4 2,32 1,75 1,00 1,69
0,0050 0,0048 0,0082 0,0060
7,7 6,3 8,2 7,4