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Tema de enclucidos en mamposteria.TRANSCRIPT
2015
INFLUENCIA DE LA DOSIFICACIÓN CEMENTO/ARENA Y RELACIÓN AGUA/CEMENTO SOBRE LA RESISTENCIA A COMPRESIÓN, TIEMPO DE FRAGUADO Y ABSORCIÓN EN MORTEROS PARA ENLUCIDOS
FACULTAD:
INGENIERÍA
CARRERA:
INGENIERÍA CIVIL
CURSO:TECNOLOGÍA DEL CONCRETO
DOCENTE: ING. IVAN EUGENIO VASQUEZ ALFARO
CICLO: 5
INTEGRANTES: ARRIVASPLATA YBAÑEZ, CARLOS EDUARDO CERNA FERNÁNDEZ, JUNIOR MIJAEL POLO SABOGAL, HAROLD RAFAEL TORRES MEDINA, DIANA CAROLINA ZAPATA GUEVARA, BRAYAN SMITH
DEDICATORIA
Dedicamos este trabajo principalmente a Dios, por habernos dado la vida y permitirnos
terminar el presente proyecto de investigación.
A nuestros padres, por ser los pilares más importantes y por demostrarnos siempre su
cariño y apoyo incondicional sin importar nuestras diferencias de opiniones.
A nuestros amigos y amigas que desde la distancia nos han brindado su apoyo.
I
AGRADECIMIENTO
Agradecemos a Dios por protegernos durante todo nuestro camino y darnos fuerzas
para superar obstáculos y dificultades a lo largo de toda nuestra vida.
A nuestros padres, que con su demostración ejemplar nos han enseñado a no
desfallecer ni rendirnos ante nada y siempre perseverar a través de sus sabios
consejos.
A nuestros compañeros de clase, porque nos brindaron su apoyo, en los momentos
más tensos de nuestro trabajo.
Al Ing. Iván Eugenio Vásquez Alfaro, por su paciencia y dedicación con el grupo, para
que todo salga bien y se llegue a concretar el presente informe de investigación.
Gracias a todas las personas que ayudaron directa e indirectamente en la realización
de este proyecto.
II
RESUMEN
El presente proyecto comprende un análisis de las cualidades que debe tener un
mortero para enlucidos, este mortero será elaborado a base de cemento Portland
(Extraforte ICo), agua potable y arena fina (extraída de la cantera de Wichanzao,
distrito La Esperanza).
Basándonos en estudios realizados en Ecuador y de la visita a tres obras en la ciudad
de Trujillo, se logró obtener las diferentes dosificaciones patrón, cuya relación
cemento/arena (Rc /a) son de 1/3 y 1/4, y las relaciones agua/cemento (Rw /c ) de 0.6,
0.7 y 0.8 para cada relación cemento/arena; de los cuales se desprenden 6 tipos de
morteros, que serán trabajados a 7 y 14 días de curado. Cabe resaltar que las
dosificaciones y el diseño de mezcla están en relación a los pesos de nuestros
materiales.
Se elaboraron un total de 36 morteros cúbicos de 10 cm por lado, comprendiendo 6
para cada Rc /a y Rw /c, de los cuales 3 morteros por cada dosificación se evaluarán a
siete y catorce días de curado.
Los ensayos que se realizaron para la caracterización de la arena fina son los
siguientes: Humedad natural (ASTM C566), masas unitarias (ASTM C29), análisis
granulométrico (ASTM C136-92) y por ultimo peso específico junto con la absorción
(ASTM C128-93).
El mortero que presento mejores propiedades es el de tipo M1, con Rc /a=1/3 y
Rw /c=0.6, puesto que se obtuvo una mejor resistencia a compresión, un tiempo de
fraguado promedio y un bajo porcentaje de absorción.
La conclusión de nuestro proyecto es que a mayor relación cemento/arena, mayor es
el porcentaje de absorción y menor el tiempo de fraguado con la resistencia a
compresión. A mayor relación agua/cemento, mayor es el tiempo de fraguado y
resistencia a la compresión pero menor el porcentaje de absorción.
III
ABSTRACT
IV
SIMBOLOGÍA
R c/a: Relación cemento/arena.
R w/c: Relación agua/cemento.
M1: Mortero tipo 1 - Rc /a=1/3 y Rw /c=0.6
M2: Mortero tipo 2 - Rc /a=1/3 y Rw /c=0.6
M3: Mortero tipo 3 - Rc /a=1/3 y Rw /c=0.6
M4: Mortero tipo 4 - Rc /a=1/3 y Rw /c=0.6
M5: Mortero tipo 5 - Rc /a=1/3 y Rw /c=0.6
M6: Mortero tipo 6 - Rc /a=1/3 y Rw /c=0.6
: Aumenta
: Disminuye
V
ÍNDICE
I. INTRODUCCIÓN..........................................................................................1
1.1. Realidad problemática...........................................................................2
1.2. Antecedentes.........................................................................................3
1.3. Marco teórico.........................................................................................5
1.3.1. Mortero............................................................................................5
1.3.2. Propiedades del mortero.................................................................6
1.3.3. Relación agua/cemento...................................................................7
1.3.4. Dosificación de mezcla para morteros de cemento Portland...........8
1.4. Problema................................................................................................8
1.5. Hipótesis................................................................................................8
1.6. Variables................................................................................................8
1.7. Objetivos................................................................................................9
1.7.1. Objetivo general..............................................................................9
1.7.2. Objetivos específicos.......................................................................9
1.8. Importancia del proyecto........................................................................9
II. MATERIALES Y MÉTODOS.......................................................................10
2.1. Materiales.............................................................................................10
2.1.1. Cemento Portland..........................................................................10
2.1.2. Agua..............................................................................................10
2.1.3. Agregados.....................................................................................11
2.2. Métodos...............................................................................................12
2.2.1. Procedimiento experimental..........................................................12
2.2.1.2. Elaboración de los especímenes de mortero cemento-arena.......14
III. RESULTADOS Y DISCUSIÓN................................................................16
3.1. Resultados de la caracterización de la arena......................................16
3.2. Ensayos de trabajabilidad del mortero en estado fresco......................16VI
3.2.1. Tiempo de fraguado.......................................................................16
3.3. Ensayos del mortero en estado endurecido.........................................18
3.3.1. Porecentaje de absorción de las probetas de mortero..................18
3.3.2. Resistencia a la compresión del mortero.......................................19
IV. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES..........................................22
4.1. Conclusiones........................................................................................22
4.2. Recomendaciones...............................................................................22
V. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS........................................................24
VI. ANEXOS..................................................................................................25
.......................................................................................................................25
VII. APÉNDICE..............................................................................................26
7.1. Deteminación del peso específico y absorción del agregado fino........26
7.2. Determincaión del contenido de humedad natural del agregado fino. .27
7.3. Determinación del peso unitario volumétrico suelto seco (PUSS).......29
7.4. Determinación del coeficiente de uniformidad y módulo de finura.......31
7.5. Comportamiento físico del mortero......................................................32
7.6. DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN DEL
MORTERO CEMENTO/ARENA....................................................................34
7.7. Diseño de mezclas de morteros con dosificaciones dadas..................38
VII
ÍNDICE DE TABLAS
Tabla 1: Dosificación de morteros_________________________________________________________3
Tabla 2: Resistencia a compresión de morteros_______________________________________________4
Tabla 3: Dosificación en obras de morteros para enlucidos______________________________________5
Tabla 4: Resistencias promedio de morteros para enlucidos_____________________________________5
Tabla 5: Influencia del agua y arena en la trabajabilidad del mortero_____________________________6
Tabla 6: Requisitos del agua potable usada en la mezcla para mortero___________________________11
Tabla 7: Resultados de la caracterización de la arena_________________________________________16
Tabla 8: Resultados del tiempo de fraguado de cada tipo de mortero____________________________16
Tabla 9: Resultados del porcentaje de absorción promedio de los morteros________________________18
Tabla 10: Resistencia a la compresión promedio de los morteros________________________________19
Tabla 11: Módulo de finura y coeficiente de uniformidad______________________________________31
Tabla 12: Peso saturado de probetas a 7 días de curado_______________________________________32
Tabla 13: Peso saturado de probetas a 14 días de curado______________________________________33
Tabla 14: Esfuerzo a la compresión del mortero M1__________________________________________34
Tabla 15: Esfuerzo a compresión del mortero M2____________________________________________35
Tabla 16: Esfuerzo a la compresión del mortero M3__________________________________________35
Tabla 17: Esfuerzo a compresión del mortero M4____________________________________________36
Tabla 18: Esfuerzo a la compresión del mortero M5__________________________________________36
Tabla 20: Esfuerzo a la compresión del mortero M6__________________________________________37
ÍNDICE DE ECUACIONES
Ecuación 1: Contenido de humedad_______________________________________________________12
Ecuación 2: Factor de calibración del recipiente_____________________________________________13
Ecuación 3: Peso Unitario Suelto Seco_____________________________________________________13
Ecuación 4: Peso específico______________________________________________________________14
Ecuación 5: Porcentaje de absorción______________________________________________________14
Ecuación 6: Porcentaje de absorción______________________________________________________15
Ecuación 7: Resistencia a compresión_____________________________________________________15
ÍNDICE DE FIGURAS
Fig. 1: Tasa de crecimiento del sector construcción____________________________________________2
VIII
ÍNDICE DE GRÁFICAS
Gráfica 1: Influencia de la relación cemento arena y agua/cemento en el tiempo de fraguado del mortero
___________________________________________________________________________________17
Gráfica 2: Comportamiento de los morteros con R c/a = 1/3, durante su tiempo de fraguado_________17
Gráfica 3: Comportamiento de los morteros con R c/a = 1/4, durante su tiempo de fraguado_________18
Gráfica 4: Porcentaje de absorción de las muestras de mortero según el tiempo de curado___________19
Gráfica 5: Resistencia a compresión de los morteros, a 7 y 14 días de curado______________________20
Gráfica 6: Resistencia a compresión de Antecedente N°1 VS Probetas usadas en el proyecto a 7 días de
curado, con R c/a = 1/3_________________________________________________________________21
Gráfica 7: Resistencia a compresión de probetas de Antecedentes VS probetas usadas en el proyecto a 7
días de curado, con R c/a = 1/4__________________________________________________________21
IX
I. INTRODUCCIÓN
El mortero en su forma más simple está compuesto por un árido fino y un aglomerante,
ha sido usado como material de pega para bloques de piedra en la construcción de
edificios en las antiguas civilizaciones de Asiria, Babilonia, Egipto, Roma y Grecia, así
como en la construcción de los primeros pavimentos de caminos. A pesar de esto, y
de las relativamente simples aplicaciones que tiene, su tecnología no ha sido
estudiada tan profundamente como la del hormigón; existiendo hasta la fecha pocas
publicaciones que sistematicen sus características específicas y sus posibilidades de
empleo.
El mortero puede definirse como la mezcla de un material aglutinante (cemento
portland u otros materiales cementantes), un material de relleno (agregado fino o
arena), agua y eventualmente aditivos, que al endurecerse presenta propiedades
químicas, físicas y mecánicas similares a la del concreto y es ampliamente utilizado
para pegar piezas de mampostería en la construcción de muros o para recubrirlos, en
cuyo caso se le conoce como pañete, repello o revoque y enlucidos.
La diversidad de aplicaciones que tiene el mortero obliga a que las características de
sus componentes varíen de aplicación en aplicación. Esta variación es especialmente
notable en lo que respecta al árido fino.
El presente trabajo desarrolla la temática para la determinación de las propiedades
físicas y mecánicas de morteros para enlucidos de acuerdo a distintas dosificaciones
cemento arena y así determinar el mejor mortero para enlucido.
1
I.1. REALIDAD PROBLEMÁTICA
En la última década el sector construcción ha experimentado un auge del 10% al 15%,
según lo indica La Cámara Peruana de la Construcción (CAPECO), aunque en el
2014, se ha visto un descenso drástico a comparación de otros años. El presidente del
Comité Técnico del Informe Económico de la Construcción (ICE), Guido Valdivia,
indica que “en realidad piensan que este año (2015) no va a ser tan malo como el año
pasado (2014), en donde solo se alcanzó el 2%”. Además en el departamento de La
Libertad, durante en el año del 2013 se registró de un 12.8%, en el sector de la
construcción.
Es así como podemos darnos cuenta que el mundo de la construcción va cada vez
más en aumento, y por ende, se requiere mayor consumo y producción de materiales
de construcción, siendo uno de los principales el mortero usado para enlucidos, puesto
que este tiene la función de proteger y decorar los elementos constructivos.
Es por esta razón que se ha investigado y trabajado el tema de enlucidos, con la
finalidad de conocer sus propiedades físicas y mecánicas; de esta manera, poder dar
un mejor acabado a la edificación y saber con precaución las propiedades que
presenta cada dosificación de mortero.
Los morteros para enlucidos en nuestra ciudad de Trujillo se elaboran a base de
cemento Portland, arena fina y agua, además las dosificaciones por peso aproximadas
que se utilizan son: cemento/arena = 1/3.5 y agua/cemento = 0.71. Esto se puede
constatar en la Tabla 1, donde se visitó tres obras en la ciudad de Trujillo.
Fig. 1: Tasa de crecimiento del sector construcción
Fuente: Banco Central de Reservas del Perú (BCRP)
2
I.2. ANTECEDENTES
I.2.1. Antecedente N° 01:
En primer lugar se tiene que, en 1998 fue presentado en la Escuela Superior
Politécnica del Litoral en Ecuador, la tesis de grado Análisis de mezclas para morteros
de enlucidos utilizando arena cuarcífera de la formación Hollín por Guillermo Leónidas
Guerrero Alarcón, como requisito para optar el título de Ingeniero Civil.
La investigación es un estudio de las propiedades mecánicas de morteros elaborados
con arena cuarcífera de la formación Hollín, con la finalidad de obtener un mejor
mortero para los enlucidos. El estudio es concebido como una investigación de
laboratorio del tipo correlacional, pues se concentró en mayor medida en la
elaboración y comparación de dos tipos de morteros, donde se comprobó que la arena
cuarcífera da una mejor resistencia de compresión y flexión al mortero. El análisis de
los resultados permitió determinar los aspectos positivos y negativos de los morteros,
en donde nos muestran los patrones para las dosificaciones de morteros para
enlucidos.
Tabla 1: Dosificación de morteros
Morteros patrón N-1 N-2 S-1 S-2 S-3
Relación cemento/arena 1 : 3 1 : 4 1 : 3 1 : 4 1 : 3
Relación cemento/cal 1 : 0.50 1 : 0.50 1 : 0.25 1 : 0.25 1 : 0.25
Peso total (kg) 17.00 17.15 13.39 9.80 9.66
Peso cemento (kg) 2.33 1.86 2.20 1.28 1.60
Adición cemento (kg) 1.17 0.93 0.55 0.32 0.40
Peso arena (kg) 10.50 11.20 8.25 6.40 6.00
Peso agua (kg) 3.00 3.15 2.39 1.80 1.66
Relación agua/cemento 0.86 1.13 0.87 1.12 0.83
Peso volumen (kg/m3) 2.11 2.01 2.17 2.01 2.02
Contenido de aire (%) 0.00% 0.00% 0.00% 3.71% 1.19%Fuente: Tesis de grado de antecedente N°1
3
Tabla 2: Resistencia a compresión de morteros
Resistencia a la compresión (Kgf/cm2)
Morteros 3 días 7 días 28 días
N-1 57.10 63.73 106.76
N-2 37.32 45.89 65.06
S-1 57.10 100.54 151.02
S-2 50.48 62.00 87.90
S-3 61.49 63.71 129.20Fuente: Tesis de grado de antecedente N°1
Esta investigación ayudó en la comprensión de cómo se deben elaborar los ensayos
físicos y mecánicos para los morteros antes y después de endurecidos, además nos
ayudó en las relaciones cemento/arena que debe tener nuestra diseño de mezcla para
morteros de enlucidos.
I.2.2. Antecedente N° 02:
También se consultó el trabajo especial de grado que en diciembre del 2010, fue
presentado por Julián Andrés Arroyo Cabezas como requisito para optar el título de
Ingeniero Civil que se dicta en la Facultad de Ingeniería en Ecuador titulado Morteros Larga Vida: Diseño y aplicación.
El trabajo tiene como objetivo diseñar mezclas de MLV para pega y enlucido (de 12
horas de vida útil) para acoplarlos a la hormigonera Holcim Ecuador para su
comercialización. Ello permitirá evaluar el tiempo de vida útil del mortero en obra.
Los objetivos específicos están orientados a los ensayos e investigación necesaria
para poder determinar el tiempo que el cliente dispone con este tipo de mortero. Por
otra parte, elaborar un procedimiento de control de calidad para Morteros Larga Vida.
Enfocado en el estudio de las mezclas de MLV (mortero larga vida) de doce horas de
vida útil, utilizadas para pegar unidades de mampostería y para enlucir tanto paredes
como secciones estructurales. Para evaluar el tiempo de vida útil se hicieron ensayos
de las características físicas y mecánicas de las mezclas de MLV, para lo cual se
elaboraron dos diseños de mezclas donde al realizarse las pruebas industriales se
concluyó que el tiempo de vida útil para el cliente fue de 36 horas y no de 12 horas
como se había probado en laboratorio.
4
Este estudio nos sirvió de guía para realizar los ensayos del mortero en estado fresco
y endurecido. De este trabajo podemos destacar que las dosificaciones de morteros
para enlucidos de obra en la ciudad de Quito son las siguientes:
Tabla 3: Dosificación en obras de morteros para enlucidos
Dosificaciones: Morteros para enlucidos
Obra Cemento Arena
Drom plaza 1 5
Sarassy 1 5
Albra 1 6
Vitra 1 5
Sierra I 1 6
Fuente: Tesis de grado de antecedente N°2
Además de las resistencias patrón que se utilizaron para la elaboración de morteros de
larga vida, estas resistencias se pueden observar en la siguiente tabla:
Tabla 4: Resistencias promedio de morteros para enlucidos
Resistencias promedio de mortero patrón (kgf/cm2)
7 días 14 días 28 días
Diseño con arena rosada 69.90 95.40 107.68
Diseño con arena café claro 76.93 104.50 120.10Fuente: Tesis de grado de antecedente N°2
I.3. MARCO TEÓRICO
I.3.1. MORTEROEn el sentido general de la palabra, el mortero puede definirse como la mezcla de un
material aglutinante (cemento portland y otros materiales cementantes), un material de
relleno (agregado fino o arena), agua y eventualmente aditivos, que al endurecerse
presenta propiedades químicas, físicas y mecánicas similares a la del concreto y es
ampliamente utilizado para pegar piezas de mampostería en la construcción de muros
o para recubrirlos, en cuyo caso se le conoce como pañete, repello o revoque. En el
mortero de cemento al igual que en el hormigón, las características de la arena, tales
como la granulometría, módulo de finura, forma y textura de las partículas, así como el
contenido de materia orgánica, juegan un papel decisivo en su calidad. En algunos
casos se emplean arenas con ligeros contenidos de limo o arcilla, para darle mayor
trabajabilidad al mortero, sin embargo, los morteros fabricados con este tipo de arena
5
no son muy resistentes. Si el mortero tiene muy poco cemento la mezcla se hace
áspera y poco trabajable ya que las partículas de arena se rozan entre sí, pues no
existe suficiente pasta de cemento que actúe como lubricante. Por otro lado si el
mortero es muy rico, es decir, con alto contenido de cemento, es muy resistente pero
con alta retracción en el secado, o sea muy susceptible de agrietarse; estos morteros
muy ricos sólo se usan en obras de ingeniería que exijan altas resistencias, tales como
muros de contención o cimientos.
I.3.2. PROPIEDADES DEL MORTERO
I.3.2.1. TRABAJABILIDADLa manejabilidad es una medida referente a la facilidad de colocación del mortero en
las unidades de mampostería. La manejabilidad está relacionado con la consistencia la
cual nos dice que tan seca o que tan fluida se encuentra la mezcla. Esta propiedad
depende de la granulometría de la arena, y en la cantidad de agua usada ver TABLA
4. La medida de la consistencia del mortero se realiza con el método de ensayo del
cono de penetración que consiste en un aparato de Vicat modificado y se encuentra
especificado en el anexo del método de ensayo de la norma ASTM 780.
Tabla 5: Influencia del agua y arena en la trabajabilidad del mortero
T R A B A J A B I L I D A DC O N T E N I D O
AGUA AGREGADO FINO
F L U I D E Z
C O N S I S T E N C I A
Fuente: Tesis enlucidos formación de Hollín
Dónde:
: Aumenta
: Disminuye
I.3.2.2. TIEMPO DE FRAGUADO DEL MORTEROEl tiempo de fraguado de una pasta de cemento varía de acuerdo a factores como
temperatura, proporción de agua a cemento y cemento arena, tipo de cemento. Para
establecer un procedimiento estándar se escoge la proporción de agua a cemento
establecidos en el estudio y el de cemento arena también. El método a ser utilizado
6
será el del aparato de Vicat. Esto es una designación arbitraria de tiempo de fraguado.
El fraguado inicial se produce cuando la aguja de 1 mm de diámetro penetra 30mm.
I.3.2.3. RESISTENCIA A COMPRESIÓNLa resistencia de un mortero depende de la cohesión de la pasta de cemento, de su
cohesión a las partículas de los agregados, de la resistencia del agregado, de la
relación agua/cemento usada en la mezcla. El mortero deberá tener una resistencia tal
que las tensiones producidas no sobrepasen su capacidad resistente, por lo cual se
debe analizar su resistencia a compresión utilizando el método expuesto por la norma
ASTM C109.
I.3.2.4. DURABILIDADLa durabilidad del mortero es la resistencia a los agentes externos tales como las
bajas temperaturas, desgaste por abrasión, penetración de agua retracción al secado,
agentes corrosivos, entre otros, sin deterioro de sus condiciones físico-químicas con el
tiempo. Se puede decir que los morteros de altas resistencias tienen una buena
durabilidad ya que tiene la capacidad de soportar condiciones extremas.
I.3.2.5. APARIENCIAUn mortero utilizado para enlucido tiene que tener un buen aspecto ya que es utilizado
en la parte estética de la construcción. La plasticidad del mortero, la selección y la
dosificación adecuada de sus componentes son muy importantes para el acabado de
las superficies enlucidas.
I.3.3. RELACIÓN AGUA/CEMENTOLa relación agua / cemento constituye un parámetro importante de la composición del
hormigón. Tiene influencia sobre la resistencia, la durabilidad y la retracción del
hormigón. La relación agua / cemento es el valor característico más importante de la
tecnología del hormigón. De ella dependen la resistencia y la durabilidad, así como los
coeficientes de retracción y de fluencia. También determina la estructura interna de la
pasta de cemento endurecida. La relación agua cemento es el cociente entre las
cantidades de agua y de cemento existentes en el hormigón fresco.
Rw /c=MwMc
R w/c: Relación agua/cemento.
Mw: Masa del agua en el hormigón fresco.
7
Mc: Masa del cemento en el hormigón.
Para la confección de morteros debe emplearse la cantidad de agua necesaria para la
hidratación de todo el conglomerante, por lo que habrá que añadir la cantidad de agua
necesaria para obtener una plasticidad acorde con el uso al que se destine.
I.3.4. DOSIFICACIÓN DE MEZCLA PARA MORTEROS DE CEMENTO PORTLAND
En diversos sitios de Latinoamérica se tiene la tendencia a dosificar los morteros por
volumen, debido básicamente a la tecnología existente en las obras (sistemas
rudimentarios de producción) y a los volúmenes de mezcla que se manejan a diario.
Sin embargo las dosificaciones de los materiales cementantes y los agregados
siempre debe hacerse por peso, pues la medida de estos o cualquier otro solido con
base en su volumen puede conducir a grandes errores al no tenerse en cuenta el
grado de compactación o abultamiento de las partículas, el grado de saturación o
humedad de los agregados, ni el volumen absoluto de cada ingrediente en el momento
de la dosificación. Por ello, únicamente e agua puede ser medido con precisión con
base en el volumen.
I.4. PROBLEMA
¿Cómo influyen las dosificaciones cemento/arena y relación agua/cemento sobre la
resistencia a la compresión, tiempo de fraguado y absorción en morteros para
enlucidos, en la ciudad de Trujillo?
I.5. HIPÓTESIS
Al aumentar las relaciones cemento/arena y agua/cemento, aumentara el tiempo de
fraguado y porcentaje de absorción, sin embargo la resistencia a compresión de un
mortero para enlucidos tiende a disminuir.
I.6. VARIABLES
Variable independiente:
Relación cemento/arena: 1/3 y 1/4.
Relación agua/cemento: 0.6, 0.7, 0.8.
Variable dependiente:
Resistencia a la compresión (kg/cm2).
Absorción (g).8
Tiempo de fraguado (min).
I.7. OBJETIVOS
I.7.1. OBJETIVO GENERAL Evaluar el mejor mortero para enlucidos, según su dosificación cemento/
arena y relación agua/cemento.
I.7.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS Determinar los resultados óptimos de resistencia a compresión a 7 y 14
días de curado.
Evaluar el tiempo de fraguado y porcentaje de absorción de nuestras
muestras de mortero.
Determinar la influencia de la relación agua/cemento, en las propiedades
físicas y mecánicas de morteros para enlucidos.
Determinar cómo influye la relación cemento/arena en las propiedades
físicas y mecánicas de morteros para enlucidos.
I.8. IMPORTANCIA DEL PROYECTO
El presente informe científico es muy importante, pues nos muestra las características
físicas y mecánicas que tienen los morteros para enlucidos, de esta manera proyectar
un mejor uso a su elaboración y evitar complicaciones o fallos que se puedan
presentar en la elaboración de los morteros para enlucidos.
9
II. MATERIALES Y MÉTODOS
II.1. MATERIALES
II.1.1. CEMENTO PORTLANDEl cemento portland es un aglomerante hidráulico que se obtiene a partir de materiales
minerales calcáreos, tales como la piedra caliza (contiene más del 60% de carbonato
de calcio), y de arcilla proveniente de la naturaleza en forma de alúmina y sílice. La
fabricación de este cemento consiste en mezclar la piedra caliza pulverizada con
arcilla (arcilla contiene oxido de sílice, óxido de hierro y oxido de aluminio) para luego
calcinar la mezcla a grandes temperaturas en hornos de hasta 1500 °C. Luego de la
calcinación el producto que se obtiene se llama Clinker, al cual se agrega una
pequeña adición de yeso (2 a 5%) que evita el fraguado rápido del cemento y regula la
velocidad del endurecimiento del mismo.
II.1.1.1. CEMENTO PORTLAND COMPUESTO TIPO ICOEs utilizado en obras generales de construcción y obtenido por pulverización conjunta
de Clinker Portland, materias calizas y/o inertes hasta un máximo de 30%.
Para las mezclas de nuestras muestras de morteros se usara como aglutinante el
cemento portland compuesto Tipo Ico, de la empresa Pacasmayo. Las principales
características de este cemento son:
- Buena resistencia a la compresión.
- Mejor maleabilidad.
- Moderado calor de hidratación.
- Mejor trabajabilidad.
Densidad del cemento que se utilizó para la dosificación del mortero: 2,96 g/cm3.
II.1.2. AGUAEl agua, en contacto con el cemento produce la reacción química que endurece la
mezcla. Por esta razón el agua debe cumplir con ciertas limitaciones y características
presentadas a continuación:
- El agua no debe contener sustancias en suspensión o disueltas que alteren el
fraguado del cemento.
- Sales de hierro con concentraciones menores a 40 000 ppm.
10
- Tener un pH de 6 a 8.
- Materia orgánica con concentraciones menores a 20 ppm.
- Azúcar, concentraciones menores a 500 ppm.
Para los diseños de nuestros morteros se utilizó agua potable, la cual generalmente
cumple con estas características:
Tabla 6: Requisitos del agua potable usada en la mezcla para mortero
Sustancia Miligramo por litro
PH 6.550
Alcalinidad total CaCO3 29.100
Acidez 14.100
Sulfatos 14.000
Cloruros 10.500
Hierro 0.190
Manganeso 0.050
Nitratos 1.500
Nitritos 0.004
Solidos totales 71.000
Cloro residual 0.100
Fuente: Tesis de grado de antecedente 2
II.1.3. AGREGADOSEl agregado que se utiliza para las mezclas de mortero es la arena (agregado fino).
Para elegir la arena adecuada para el proyecto se siguieron las recomendaciones de
la norma ASTM C 144-93.
II.1.3.1. AGREGADO FINOSe define como agregado fino al proveniente de la desintegración natural o artificial de
las rocas, que pasan el tamiz 9.51 mm. (3/8’’) y queda retenido en el tamiz 74 µm (N°
200) que cumple con los límites establecidos en la NTP 400.037.
11
Se eligió la arena fina proveniente de la cantera de Wichanzao, ubicado en el distrito
de La Esperanza.
II.2. MÉTODOS
II.2.1. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTALSe realizaran los ensayos correspondientes de acuerdo a las normas ASTM para la
caracterización de la arena fina.
Se realizaran ensayos de los distintos morteros elaborados en estado fresco y
endurecido. Posteriormente se verificara cual de nuestros tipos de morteros tiene
mejores propiedades físicas y mecánicas, para ser elaborados en enlucidos.
II.2.1.1. CARACTERIZACIÓN DE LA ARENA CONTENIDO DE HUMEDAD
Procedimiento de ensayo: El método de ensayo se encuentra especificado en la
norma ASTM C 70. Para obtener el contenido de humedad se debe pesar una muestra
de 2000 gramos de arena, en estado natural (Ph), luego colocar en el horno a una
temperatura de 100°C±5ºC por 24 horas, hasta peso constante (Ps) y determinar el
peso seco de la muestra. Por último determinar el contenido de humedad usando la
siguiente expresión:
Ecuación 1: Contenido de humedad
ω%=Ph−P s
Ps×100
PESO UNITARIO VOLUMETRICO SUELTO SECOProcedimiento de ensayo: El método de ensayo se encuentra especificado en la
norma ASTM C29-91A. Para obtener el peso unitario volumétrico suelto seco, se pesa
el recipiente o molde vacío, luego se determina el volumen interno del recipiente en
m3; para lo llenarlo con agua y conociendo la temperatura del agua determinar su
densidad, con ello es posible determinar el volumen del recipiente metálico, después
se seca el molde y se vierte la muestra a una altura aproximada de 15 centímetros
sobre el borde superior del recipiente, de agregado hasta llenarlo, se enraza la
superficie con ayuda de la varilla de 5/8” y se pesa la muestra con el molde. El
procedimiento se debe repetir mínimo 3 veces, verificando una variación menor de 1%.
Para la Determinación de peso volumétrico unitario se usan las siguientes
expresiones:
12
F : Factor de calibración de recipiente
Ecuación 2: Factor de calibración del recipiente
F=1000Wa
Wa: Peso del agua para llenar el recipiente a 16.7°C; caso contrario buscar la
densidad del agua según la temperatura del ambiente.
Ecuación 3: Peso Unitario Suelto Seco
PUSS=Ws∗f
- Ws :Peso neto del agregado
GRANULOMETRÍAProcedimiento de ensayo: El método de ensayo se encuentra especificado en la
norma ASTM C136-92. El ensayo consiste en hacer pasar la arena seca por una serie
de tamices de aberturas cuadradas: N°4, N°8, N°16, N°30, N°50, N°100 (tamaño de la
abertura: 4.75mm, 2.36 mm, 1.18 mm, 0.60 mm, 0.30 mm, 0.15 mm respectivamente).
El número corresponde aproximadamente al número de aberturas del tamiz por
centímetro cuadrado.
DENSIDAD Y PORCENTAJE DE ABSORCIÓN:Procedimiento de ensayo: el método de ensayo se encuentra especificado en la norma
ASTM C128-93. El ensayo consiste en secar la arena en horno, y luego sumergirla en
agua por 24 horas con el propósito de llenar los poros. Cumpliendo este tiempo, la
muestra es retirada del agua y es secada sutilmente para obtener la superficie seca y
los poros saturados. Para saber si la arena se encuentra con superficie seca es
necesario realizar la prueba del cono truncado. Esta prueba consiste en llenar el cono
con la muestra, luego se apisona 25 veces dejando caer el pisón desde una altura de
5 mm, al final se debe enrasar. Cuando se retira el cono, la arena tiene la forma de
este, luego se debe golpear ligeramente el cono de arena y si la arena resbala a un
ángulo de 45° es porque ya se obtuvo la condición de saturado con superficie seca.
Para obtener la densidad se llena parcialmente una fiola con agua. Se introduce en la
fiola 500 gramos de la arena fina saturada con superficie seca y se completa con agua
hasta la marca de calibración de la fiola. Se debe agitar la fiola para eliminar las
burbujas de aire. A continuación se determina la masa total de la fiola, la muestra y el
agua. Finalmente, la muestra se seca al horno y se determina su masa para obtener el
porcentaje de absorción.13
Ecuación 4: Peso específico
Pe= WoV−Va
Dónde:
Pe: Peso específico.
Wo: Peso seco.
V: Volumen del frasco.
Va: Volumen del agua añadida al frasco.
Ecuación 5: Porcentaje de absorción
%|¿|(S−Wo)Wo
∗100
Dónde:
S: Masa de muestra saturada con superficie seca.
Wo: masa de muestra seca al horno.
II.2.1.2. ELABORACIÓN DE LOS ESPECÍMENES DE MORTERO
CEMENTO-ARENA
Los moldes que se usaron fueron de madera barnizada, de manera que se evitó en lo
posible de que absorba agua de amasado.
Al finalizar la compactación las caras superiores de los cubos deben quedar un poco
más altas que el borde superior de los moldes. La superficie de los cubos debe ser
alisada con la parte plana de la espátula, retirando el mortero sobrante con un
movimiento de vaivén. (NTP 334.051:1998 - ASTM C 109) para finalmente, rotularlos a
las probetas de mortero elaborados.
Luego de 24 horas de fraguado, se procedió a desencofrar, para poder etiquetarlo. Y
se inició el proceso de curado, por un tiempo de 7 y 14 días. Finalmente, dejar secar a
temperatura ambiente.
14
II.2.1.3. PORCENTAJE DE ABSORCIÓN DEL MORTERO CEMENTO-ARENA
Luego de haber colocado los especímenes de mortero cemento/arena en agua
durante 7 y 14 días, se debe sacar las muestras para secar con un paño y así remover
el agua excedente de la superficie de la muestra y determinar la masa de la muestra
saturada en agua, es decir obtener “M”. Luego pesamos la muestra cuando ésta se
encuentra suspendida en agua, obteniendo así la masa “S”, empleando un dispositivo
de densidad basado en el principio de Arquímedes.
Por último llevamos a secar la muestra a la estufa a 110 ± 5ºC durante un tiempo de
24 horas, luego dejamos enfriar hasta temperatura ambiente; después pesamos para
determinar la masa seca “D”.
Ecuación 6: Porcentaje de absorción
%A= {[(M−D)/D ] } x100
Dónde:
D = Masa seca
M = Masa saturada
S = Masa sumergida
%A = Porcentaje de absorción de agua
II.2.1.4. DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA A COMPRESIÓN DEL MORTERO CEMENTO-ARENA
Se determinó las dimensiones promedio de la probeta, y el área neta que soportará la
carga. Además, se colocó una lámina de papel entre la cara del mortero y el platillo,
esto para impedir el contacto directo del acero con el mortero. Posteriormente se
sometió a compresión y después de leer la carga máxima se halló el esfuerzo a
compresión, según la fórmula:
Ecuación 7: Resistencia a compresión
Rc= PA
P = Carga
A = Área
15
III. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
III.1. RESULTADOS DE LA CARACTERIZACIÓN DE LA ARENA
Tabla 7: Resultados de la caracterización de la arena
ENSAYOS RESULTADOS
Contenido de humedad 1.72 %
Peso unitario volumétrico suelto seco 1292.86
Peso especifico 2.38
Absorción 5.09 %
Módulo de finura 2.06%
Coeficiente de uniformidad 1.24Fuente: Elaboración propia
DISCUSIÓN:
La caracterización de la arena fina que se utilizó para la preparación de morteros,
están dentro de los límites permisibles mencionados por la norma ASTM para la
preparación de morteros.
III.2. ENSAYOS DE TRABAJABILIDAD DEL MORTERO EN ESTADO
FRESCO
III.2.1. TIEMPO DE FRAGUADOTabla 8: Resultados del tiempo de fraguado de cada tipo de mortero
TIEMPO DE FRAGUADO DE CADA TIPO DE MORTERO
Tipo de mortero M1 M2 M3 M4 M5 M6
Tiempo (min) 180 210 240 120 180 210Fuente: Elaboración propia
DISCUSIÓN:
Para una mejor compresión de los resultados se presentan las Gráficas 1,2 y 3.
16
Gráfica 1: Influencia de la relación cemento arena y agua/cemento en el tiempo de fraguado del mortero
0.6 0.7 0.80
50
100
150
200
250
300
Rc/a = 1/3Rc/a = 1/4
Relación agua/cemento
Tiem
po d
e fr
agua
do (m
in.)
M1
M4
M5M2
M3M6
Se puede observar en la Gráfica 1, que el tiempo de fraguado del mortero aumenta
conforme aumenta la relación agua/cemento. Esto se debe a que mayor cantidad de
agua los cristales de Silicato de Calcio Hidratados (formados por la interacción del
cemento y agua) están más distanciados, lo que provoca un mayor tiempo de
fraguado.
También se observa, que a mayor relación cemento/arena el tiempo de fraguado
tiende a disminuir, debido a que mientras mayor cantidad de sólidos tiene la mezcla,
más consistente y seca se vuelve.
Gráfica 2: Comportamiento de los morteros con R c/a = 1/3, durante su tiempo de fraguado
0 50 100 150 200 250 3000
5
10
15
20
25
30
35
40
45
M1M2M3
Tiempo de fraguado
Pene
trac
ión
de la
agu
ja d
e Vi
cat (
mm
)
17
En la Gráfica 2, se observa el comportamiento de los morteros M1, M2 y M3 (relación
agua/cemento de 0.6, 0.7 y 0.8 respectivamente) durante su tiempo de fraguado,
donde se indica que son curvas uniformes dependientes de la relación agua/cemento.
Además se puede constatar que la curva se amplía y ensancha conforme aumenta la
relación agua/cemento. Esto se debe a que mientras la relación cemento arena va en
aumento el tiempo de fraguado también aumentara ya que mientras mayor sea la
cantidad de agua, el mortero será más fluido y su cristalización de las partículas de
cemento será más lejana, por lo que aumentara el tiempo de fraguado.
Gráfica 3: Comportamiento de los morteros con R c/a = 1/4, durante su tiempo de fraguado
0 50 100 150 200 2500
5
10
15
20
25
30
35
40
45
M4M5M6
Tiempo de fraguado
Pene
trac
ión
de la
agu
ja d
e Vi
cat (
mm
)
En los morteros M4, M5 y M6 (Relación agua/cemento de 0.6, 0.7 y 0.8
respectivamente); sucede exactamente lo mismo de lo ya explicado en la gráfica 3.
III.3. ENSAYOS DEL MORTERO EN ESTADO ENDURECIDO
III.3.1. PORECENTAJE DE ABSORCIÓN DE LAS PROBETAS DE MORTERO
Tabla 9: Resultados del porcentaje de absorción promedio de los morteros
PORCENTAJE DE ABSORCIÓN PROMEDIO DE LOS MORTEROS18
Tipo de mortero Tiempo de curado: 7 días Tiempo de curado: 14 días
M1 3.261 % 2.749 %
M2 5.176 % 4.873 %
M3 7.597 % 7.093 %
M4 4.415 % 3.822 %
M5 6.659 % 6.194 %
M6 9.666 % 9.319 %Fuente: Elaboración propia
DISCUSIÓN:
En la Tabla11, se puede constatar que el porcentaje de absorción está en función de
la relación agua/cemento, relación cemento/arena y tiempo de curado. Para un mejor
estudio ver la Gráfica 4.
Gráfica 4: Porcentaje de absorción de las muestras de mortero según el tiempo de curado
M1 M2 M3 M4 M5 M60.00%
2.00%
4.00%
6.00%
8.00%
10.00%
12.00%
7 Días14 Días
Tipo de mortero
Porc
enta
je d
e ab
sorc
ión
(%)
En la Gráfica 4, se observa que el porcentaje de absorción de los morteros aumenta,
mientras mayor es la relación agua/cemento y mayor sea la relación cemento/arena.
El porcentaje de absorción también está en función del tiempo de curado, ya que a
mayor tiempo de curado menor es el porcentaje de absorción.
III.3.2. RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN DEL MORTEROTabla 10: Resistencia a la compresión promedio de los morteros
RESISTENCIA A COMPRESIÓN PROMEDIO DE LOS MORTEROS
Tipo de mortero Tiempo de curado: 7 días Tiempo de curado: 14 días
19
M1 110.82 155.39
M2 86.05 104.52
M3 79.80 95.39
M4 75.06 85.69
M5 48.87 58.40
M6 43.07 48.50Fuente: Elaboración propia
DISCUSIÓN:
Como se puede apreciar en la Tabla 12, las resistencias a compresión de los morteros
están en función a la relación agua/cemento, relación cemento/arena y a tiempo de
curado. Ya que a mayor tiempo de curado mayor será la resistencia del mortero.
Gráfica 5: Resistencia a compresión de los morteros, a 7 y 14 días de curado
M1 M2 M3 M4 M5 M60
20
40
60
80
100
120
140
160
180
7 Días14 Días
Tipo de mortero
Resis
tenc
ia a
la co
mpr
esió
n (k
gf/c
m2)
Fuente: Elaboración propia
En la Gráfica 5, se puede visualizar que la resistencia a compresión aumenta,
conforme aumenta el tiempo de curado y disminuyen las relaciones cemento/arena y
agua/cemento. Esto se debe a que los cristales de Silicato de Calcio Hidratado (CSH)
que se forman en el mortero se unen mejor cuanta mayor es la cantidad de cemento
usado en el diseño de mezcla.
20
Gráfica 6: Resistencia a compresión de Antecedente N°1 VS Probetas usadas en el proyecto a 7 días de curado, con R c/a = 1/3
Antecedente N°1 Probetas de proyecto0
20
40
60
80
100
120
Morteros usados en Antecedente N° 1 y en el proyecto
Resis
tenc
ia a
com
pres
ión
(kgf
/cm
2)
Fuente: Elaboración propia
En la Grafica N° 6, se muestra que la resistencia a compresión obtenida en el presente
proyecto son mayores a las que se usaron en nuestro antecedente N°1.
Gráfica 7: Resistencia a compresión de probetas de Antecedentes VS probetas usadas en el proyecto a 7 días de curado, con R c/a = 1/4
Antecedentes N°1 Antecedentes N°2 Probetas de proyecto0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
Morteros usados en antecendete 1, antecedentes 2 y en proyecto
Resis
tenc
ia a
com
pres
ión
(kgf
/cm
2)
Fuente: Elaboración propia
En la Gráfica N° 7, se muestra que las probetas usadas en el proyecto con relación
cemento/arena de ¼, son menores que los resultado de nuestro antecedente N°2,
pero relativamente parecidas a nuestro Antecedente N°1.
21
IV. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
IV.1. CONCLUSIONES
Se determinó que a mayor relación agua/cemento (R w/c), mayor será el
tiempo de fraguado y porcentaje de absorción pero menor la resistencia a
compresión.
Se determinó que a mayor relación cemento/arena (R c/a), menor será el
tiempo de fraguado, porcentaje de absorción y resistencia a la compresión.
Los resultados obtenidos en la resistencia a compasión de los morteros a 7
días de curado y con una relación cemento/arena de 1/3, son mayores que las
empleadas en nuestro antecedente N° 1. (Ver Gráfica 6)
Los resultados obtenidos en la resistencia a compasión de los morteros a 7
días de curado y con una relación cemento/arena de 1/4, son menores que las
empleadas en nuestro antecedente N° 2 y relativamente iguales a nuestro
antecedente N° 1. (Ver Gráfica 7)
El mortero con mayor resistencia a la compresión fue el de tipo M1, con una
resistencia de 110.82 kgf/cm2 y 155.39 kgf/cm2 a 7 y 14 días de curado. Esto
se debe a que este mortero presento menor relación agua/cemento y menor
relación cemento/arena, por lo que la hidratación del mortero fue mas
completa.
El mortero que tuvo un mayor tiempo de fraguado fue el del tipo M3, tardando
240 minutos, esto se debe a que su relación agua/cemento fue mayor y su
relación cemento/arena fue menor.
El mortero con mayor porcentaje de absorción fue el del tipo M6, con 9.666%
de absorción a 7 días de curado. Se debe a que su relación cemento/arena y
agua/cemento fueron mayor en comparación a las demás muestras.
Las relaciones cemento/arena y agua/cemento en un diseño de mezcla son
determinantes para las propiedades del mortero.
IV.2. RECOMENDACIONES
El agregado debe ser durable, fuerte, limpio, duro y libre de materias impuras
como polvo limo, pizarra, álcalis y materias orgánicas. No debe tener más de
5% de arcilla o limos ni más de 1.5% de materias orgánicas. Sus partículas
deben tener un tamaño menor a ¼” y su gradación debe satisfacer los
requisitos propuestos los requisitos propuestos en la norma ASTM-C33.
22
En caso de construcciones de obras grandes, se recomienda usar aditivos
plastificantes para disminuir costos y mejorar las propiedades de los morteros
para enlucidos.
Se recomienda variar las dosificaciones agua/cemento y cemento/arena, con la
finalidad de tener un estudio más amplio de la influencia de estos parámetros
en las propiedades del mortero.
23
V. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Sánchez, D. (2001). Tecnología del concreto y del mortero (quinta edición).
Santafé de Bogotá, Colombia: Bandar Editores Ltda.
Guerrero, G. (1998). Análisis e mezclas para morteros de enlucidos utilizando
arena cuarcífera de la formación hollín. Tesis de Grado, Escuela Superior
Politécnica del Litoral, Guayaquil, Ecuador.
Arroyo, J. (2010). Morteros larga vida: Diseño y aplicación. Tesis de Grado,
Universidad San Francisco de Quito, Quito, Ecuador.
Gutiérrez, L. (2003). Morteros, concreto y otros materiales para la construcción
(pp. 115-123). Colombia: Centro de publicaciones de la Universidad de
Colombia.
Harmsen, T. (2005). Diseño de Estructuras de Concreto Armado, (cuarta
edición). [en línea] Recuperado el 30 de abril de 2015, de
https://books.google.com.pe/books?
id=Gr3Ga9__NB4C&pg=PA12&dq=agregado+fino&hl=es-
419&sa=X&ei=z4VCVc-
8OYyaNuz5gLgI&ved=0CBsQ6AEwAA#v=onepage&q=agregado
%20fino&f=true
24
VI. ANEXOS
VII. APÉNDICE
VII.1. DETEMINACIÓN DEL PESO ESPECÍFICO Y ABSORCIÓN DEL
AGREGADO FINO
MUESTRA 1
W o=¿ Peso seco: 475.8
V=500
25
FIGURA 3: ENSAYO DE VICAT
FIGURA 5: ENSAYO DE PH DEL AGUA
FIGURA 2: MOLDES PARA MORTEROS
FIGURA 1SUMERGIDO DE
PROBETAS
FIGURA 4: CURADO DE PROBETAS
FIGURA 7: ENSAYO DE COMPRESIÓNFIGURA 6: FALLA DE PROBETA DESPUES DE COMPRESIÓN
V a= 300
P .e .m=(Wo)¿¿
P .e .m= 475.8500−300
P .e .m=2.38
P .emSSS= 500(V−Va)
P .emSSS= 500(500−300)
P .emSSS=2.50
P .e .a= Wo((V−Va)−(500−Wo))
P .e .a= Wo((500−300)−(500−475.8))
P .e .a=2.71
%|¿|(500−Wo)
Wo∗100
%|¿|(500−475.8)475.8
∗100
%|¿|5.09
VII.2. DETERMINCAIÓN DEL CONTENIDO DE HUMEDAD NATURAL
DEL AGREGADO FINO
Peso del agregado grueso: 2 kg
Luego del cuarteo se escogió tres muestras y se pesaron en su
estado natural:
26
MUESTRA 1
Peso muestra:
574.73 kg
MUESTRA 2
Peso muestra:
561.36 kg
MUESTRA 3
Peso muestra:
460.32 kg
Luego de haber colocado las muestras de agregado grueso en el
horno por 24 horas se halló su peso constante
El porcentaje de humedad de las muestras es:
MUESTRA 1:
ω%=Ph−P s
Ps∗100
ω%=574.73−563.83565.73
∗100
ω%=1.93%
MUESTRA 2
ω%=Ph−P s
Ps∗100
ω%=561.36−550.96550.96
∗100
ω%=1.89%
MUESTRA 3
ω%=Ph−P s
Ps∗100
ω%= 460.32−452.12452.12
x 100
ω%=1.81%
Contenido de humedad promedio
27
MUESTRA 2
Peso muestra:
550.96 kg
MUESTRA 1
Peso muestra:
563.83 kg
MUESTRA 3
Peso muestra:
452.12 kg
Desviación estándar:
S=√ 1.932+1.892+1.8123−1.882
S=0.0611
Coeficiente de variación:
CV=0.06111.88
×100
CV=3.25%
VII.3. DETERMINACIÓN DEL PESO UNITARIO VOLUMÉTRICO SUELTO
SECO (PUSS).
Peso del recipiente (kg) = 5.314 Kg
Peso del recipiente más material
o Muestra 1= 23.378
o Muestra 2=23.356
o Muestra 3=23.332
Peso del material=
o Muestra 1= 18.064
28
1.93
1.89
1.81
X=1.88%
o Muestra 2=18.042
o Muestra 3=18.018
T°=24 °
Factor de calibración:
F=997.38W a
F=997.3813.918
F=71.66
Peso unitario suelto seco:
Muestra 1
PUSS=W s∗f
PUSS=18.64∗71.66
PUSS=1249.49
Muestra 2
PUSS=W s∗f
PUSS=18.042∗71.66
PUSS=1292.91
Muestra 3
PUSS=W s∗f
PUSS=18.018∗71.66
PUSS=1291.19
Peso unitario suelto seco promedio
29
Desviación estándar:
S=√ 1249.492+1292.912+1291.1923−1292.862
S=1.65 Kgm3
Coeficiente de variación
CV= 1.651292.86
×100
CV=0.13%
VII.4. DETERMINACIÓN DEL COEFICIENTE DE UNIFORMIDAD Y
MÓDULO DE FINURA
MÓDULO DE FINURA
MF=∑%RETENIDO ACUMULADOS
100
MF=0.054+2.222+27.646+84.972+91.005100
30
1249.49
1292.91
1291.19
MF=205.899100
MF=2.059
COEFICIENTE DE UNIFORMIDAD
CU=D60
D10
CU=0.310.25
CU=1.24
Tabla 11: Módulo de finura y coeficiente de uniformidad
MODULO DE FINURACOEFICIENTE DE
UNIFORMIDAD
2.059 1.24
VII.5. COMPORTAMIENTO FÍSICO DEL MORTERO
Tabla 12: Peso saturado de probetas a 7 días de curado
Rc /a Rw /c N° de probeta Peso saturado
1/3
0.6
1.1 2035.67
1.2 2070.06
1.3 2038.29
0.7
2.1 1869.37
2.2 1923.80
2.3 1865.00
31
0.8
3.1 1915.32
3.2 1946.40
3.3 1947.24
¼
0.6
4.1 1976.57
4.2 1974.63
4.3 2020.97
0.7
5.1 1948.68
5.2 2007.83
5.3 1942.20
0.8
6.1 2000.50
6.1 1979.78
6.3 2013.60
Tabla 13: Peso saturado de probetas a 14 días de curado
Rc /a Rw /c N° de probetaPESO
SATURADO
1/3
0.6
1.4 2108.20
1.5 2103.21
1.6 2101.69
0.7
2.4 1932.82
2.5 2090.09
2.6 1992.30
32
0.8
3.4 1951.90
3.5 1948.30
3.6 2013.89
¼
0.6
4.4 2036.19
4.5 2068.37
4.6 2063.43
0.7
5.4 1969.28
5.5 2000.74
5.6 2015.21
0.8
6.4 1929.20
6.5 1994.33
6.6 1990.60
VII.6. DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN DEL
MORTERO CEMENTO/ARENA
a. Resultados:
Probeta tipo 1 (M1):
Relación cemento/arena: 1/3
Relación agua/cemento: 0.6
Tabla 14: Esfuerzo a la compresión del mortero M1
MORTERO TIPO 1 (M1) Carga (kg.f) Área (cm2) Esfuerzo a la
33
compresión
(kg/cm2)
Tiempo de
fraguadoProbeta N°
A 7 días
1.1 11365 102.84 110.51
1.2 11218 102.95 108.97
1.3 11654 103.14 112.99
A 14 días
1.4 15748 103.83 151.67
1.5 15875 102.00 155.64
1.6 15916 100.20 158.84
Probeta tipo 2 (M2):
Relación cemento/arena: 1/3
Relación agua/cemento: 0.7
Tabla 15: Esfuerzo a compresión del mortero M2
MORTERO TIPO 2 (M2)
Carga (kg.f) Área (cm2)
Esfuerzo a la
compresión
(kg/cm2)Tiempo de
fraguadoProbeta N°
A 7 días
2.1 8664 98.50 87.96
2.2 8576 100.35 85.46
2.3 8275 97.67 84.73
A 14 días 2.4 10400 98.32 105.78
34
2.5 10487 101.80 103.02
2.6 10459 99.84 104.76
Probeta tipo 3 (M3):
Relación cemento/arena: 1/3
Relación agua/cemento: 0.8
Tabla 16: Esfuerzo a la compresión del mortero M3
MORTERO TIPO 3 (M3)
Carga (kg.f) Área (cm2)
Esfuerzo a la
compresión
(kg/cm2)Tiempo de
fraguadoProbeta N°
A 7 días
3.1 7469 97.31 76.75
3.2 7857 97.30 80.75
3.3 8149 99.50 81.90
A 14 días
3.4 9542 98.13 97.24
3.5 9324 100.79 92.51
3.6 9802 101.66 96.42
Probeta tipo 4 (M4):
Relación cemento/arena: 1/4
Relación agua/cemento: 0.6
Tabla 17: Esfuerzo a compresión del mortero M4
MORTERO TIPO 4 (M4) Carga (kg.f) Área (cm2) Esfuerzo a la
35
compresión
(kg/cm2)
Tiempo de
fraguadoProbeta N°
A 7 días
4.1 7535 102.13 73.78
4.2 7933 103.65 76.54
4.3 7702 102.87 74.87
A 14 días
4.4 8677 100.90 86.00
4.5 8368 104.23 80.28
4.6 9439 103.97 90.79
Probeta tipo 5 (M5):
Relación cemento/arena: 1/4
Relación agua/cemento: 0.7
Tabla 18: Esfuerzo a la compresión del mortero M5
MORTERO TIPO 5 (M5)
Carga (kg.f) Área (cm2)
Esfuerzo a la
compresión
(kg/cm2)Tiempo de
fraguadoProbeta N°
A 7 días
5.1 4829 100.22 48.18
5.2 5112 100.52 50.86
5.3 4780 100.50 47.56
A 14 días
5.4 5774 99.79 57.86
5.5 5830 99.80 58.42
5.6 6024 102.25 58.91
Probeta tipo 6 (M6):
Relación cemento/arena: 1/4
36
Relación agua/cemento: 0.8
Tabla 19: Esfuerzo a la compresión del mortero M6
MORTERO TIPO 6 (M6)
Carga (kg.f) Área (cm2)
Esfuerzo a la
compresión
(kg/cm2)Tiempo de
fraguadoProbeta N°
A 7 días
6.1 4442 100.32 44.28
6.2 4349 100.38 43.33
6.3 4222 101.47 41.61
A 14 días
6.4 4938 103.43 47.74
6.5 4742 102.28 46.36
6.6 5279 102.70 51.40
37
VII.7. DISEÑO DE MEZCLAS DE MORTEROS CON DOSIFICACIONES
DADAS
R c/a 1/3R w/c 0.6
POR VOLUMEN SE TIENE: ENTONCES PARA 1 M3:
cemento 1.00 k k = 0.22arena 3.00 kagua 0.60 k
REEMPLAZANDO
cemento 0.22 m3arena 0.65 m3agua 0.13 m3TOTAL 1.00 m3
densidad cemento: 2960 kg/m3 peso de cemento: 643.48 kgdensidad de arena: 2380 kg/m3 peso de arena: 1552.17 kgdensidad de agua: 1000 kg/m3 peso de agua: 130.43 kg
total: 2326.09 kg
%W 1.88%A 5.09
P_AF = P_AF * (1 + %W) cemento 643.48 kgP_AF = 1552.17 1.0188 arena 1581.35 kgP_AF = 1581.35 kg agua 180.26 kg
TOTAL 2405.09 kg
AGUA_AF = P_AF * (%A - %W) cemento 4.82 kgAGUA_AF = 1552.17 0.0321 arena 11.84 kgAGUA_AF = 49.82 kg agua 1.35 kg
TOTAL 18.00 kg
CEMENTO = 643.48 kg
A)PESO DEL AGREGADO FINO D) DOSIFICACIONES (1 m3)
B) PESO DEL AGUA E) DOSIFICACIONES PARA 18 KG
C) PESO DEL CEMENTO
DISEÑO DE MEZCLA -M1
DOSIFICACION POR PESO DISEÑO SIN CORREGIR
DISEÑO DE MEZCLA CORREGIDO
ARENA
38
R c/a 1/3R w/c 0.7
POR VOLUMEN SE TIENE: ENTONCES PARA 1 M3:
cemento 1.00 k k = 0.21arena 3.00 kagua 0.70 k
REEMPLAZANDO
cemento 0.21 m3arena 0.64 m3agua 0.15 m3TOTAL 1.00 m3
densidad cemento: 2960 kg/m3 peso de cemento: 629.79 kgdensidad de arena: 2380 kg/m3 peso de arena: 1519.15 kgdensidad de agua: 1000 kg/m3 peso de agua: 148.94 kg
total: 2297.87 kg
%W 1.88%A 5.09
P_AF = P_AF * (1 + %W) cemento 629.79 kgP_AF = 1519.15 1.0188 arena 1547.71 kgP_AF = 1547.71 kg agua 197.70 kg
TOTAL 2375.20 kg
AGUA_AF = P_AF * (%A - %W) cemento 4.77 kgAGUA_AF = 1519.15 0.0321 arena 11.73 kgAGUA_AF = 48.76 kg agua 1.50 kg
TOTAL 18.00 kg
CEMENTO = 629.79 kg
B) PESO DEL AGUA E) DOSIFICACIONES PARA 18 KG
C) PESO DEL CEMENTO
DISEÑO DE MEZCLA -M2
DOSIFICACION POR PESO DISEÑO SIN CORREGIR
DISEÑO DE MEZCLA CORREGIDO
ARENA
A)PESO DEL AGREGADO FINO D) DOSIFICACIONES (1 m3)
39
R c/a 1/3R w/c 0.8
POR VOLUMEN SE TIENE: ENTONCES PARA 1 M3:
cemento 1.00 k k = 0.21arena 3.00 kagua 0.80 k
REEMPLAZANDO
cemento 0.21 m3arena 0.63 m3agua 0.17 m3TOTAL 1.00 m3
densidad cemento: 2960 kg/m3 peso de cemento: 616.67 kgdensidad de arena: 2380 kg/m3 peso de arena: 1487.50 kgdensidad de agua: 1000 kg/m3 peso de agua: 166.67 kg
total: 2270.83 kg
%W 1.88%A 5.09
P_AF = P_AF * (1 + %W) cemento 616.67 kgP_AF = 1487.50 1.0188 arena 1515.47 kgP_AF = 1515.47 kg agua 214.42 kg
TOTAL 2346.55 kg
AGUA_AF = P_AF * (%A - %W) cemento 4.73 kgAGUA_AF = 1487.50 0.0321 arena 11.62 kgAGUA_AF = 47.75 kg agua 1.64 kg
TOTAL 18.00 kg
CEMENTO = 616.67 kg
DISEÑO DE MEZCLA -M3
DOSIFICACION POR PESO DISEÑO SIN CORREGIR
DISEÑO DE MEZCLA CORREGIDO
ARENA
A)PESO DEL AGREGADO FINO D) DOSIFICACIONES (1 m3)
B) PESO DEL AGUA E) DOSIFICACIONES PARA 18 KG
C) PESO DEL CEMENTO
40
R c/a 1/4R w/c 0.6
POR VOLUMEN SE TIENE: ENTONCES PARA 1 M3:
cemento 1.00 k k = 0.18arena 4.00 kagua 0.60 k
REEMPLAZANDO
cemento 0.18 m3arena 0.71 m3agua 0.11 m3TOTAL 1.00 m3
densidad cemento: 2960 kg/m3 peso de cemento: 528.57 kgdensidad de arena: 2380 kg/m3 peso de arena: 1700.00 kgdensidad de agua: 1000 kg/m3 peso de agua: 107.14 kg
total: 2335.71 kg
%W 1.88%A 5.09
P_AF = P_AF * (1 + %W) cemento 528.57 kgP_AF = 1700.00 1.0188 arena 1731.96 kgP_AF = 1731.96 kg agua 161.71 kg
TOTAL 2422.24 kg
AGUA_AF = P_AF * (%A - %W) cemento 3.93 kgAGUA_AF = 1700.00 0.0321 arena 12.87 kgAGUA_AF = 54.57 kg agua 1.20 kg
TOTAL 18.00 kg
CEMENTO = 528.57 kg
B) PESO DEL AGUA E) DOSIFICACIONES PARA 18 KG
C) PESO DEL CEMENTO
A)PESO DEL AGREGADO FINO D) DOSIFICACIONES (1 m3)
DISEÑO DE MEZCLA -M4
DOSIFICACION POR PESO DISEÑO SIN CORREGIR
DISEÑO DE MEZCLA CORREGIDO
ARENA
41
R c/a 1/4R w/c 0.7
POR VOLUMEN SE TIENE: ENTONCES PARA 1 M3:
cemento 1.00 k k = 0.18arena 4.00 kagua 0.70 k
REEMPLAZANDO
cemento 0.18 m3arena 0.70 m3agua 0.12 m3TOTAL 1.00 m3
densidad cemento: 2960 kg/m3 peso de cemento: 519.30 kgdensidad de arena: 2380 kg/m3 peso de arena: 1670.18 kgdensidad de agua: 1000 kg/m3 peso de agua: 122.81 kg
total: 2312.28 kg
%W 1.88%A 5.09
P_AF = P_AF * (1 + %W) cemento 519.30 kgP_AF = 1670.18 1.0188 arena 1701.57 kgP_AF = 1701.57 kg agua 176.42 kg
TOTAL 2397.29 kg
AGUA_AF = P_AF * (%A - %W) cemento 3.90 kgAGUA_AF = 1670.18 0.0321 arena 12.78 kgAGUA_AF = 53.61 kg agua 1.32 kg
TOTAL 18.00 kg
CEMENTO = 519.30 kg
A)PESO DEL AGREGADO FINO D) DOSIFICACIONES (1 m3)
B) PESO DEL AGUA E) DOSIFICACIONES PARA 18 KG
C) PESO DEL CEMENTO
DISEÑO DE MEZCLA -M5
DOSIFICACION POR PESO DISEÑO SIN CORREGIR
DISEÑO DE MEZCLA CORREGIDO
ARENA
42
R c/a 1/4R w/c 0.8
POR VOLUMEN SE TIENE: ENTONCES PARA 1 M3:
cemento 1.00 k k = 0.17arena 4.00 kagua 0.80 k
REEMPLAZANDO
cemento 0.17 m3arena 0.69 m3agua 0.14 m3TOTAL 1.00 m3
densidad cemento: 2960 kg/m3 peso de cemento: 510.34 kgdensidad de arena: 2380 kg/m3 peso de arena: 1641.38 kgdensidad de agua: 1000 kg/m3 peso de agua: 137.93 kg
total: 2289.66 kg
%W 1.88%A 5.09
P_AF = P_AF * (1 + %W) cemento 510.34 kgP_AF = 1641.38 1.0188 arena 1672.24 kgP_AF = 1672.24 kg agua 190.62 kg
TOTAL 2373.20 kg
AGUA_AF = P_AF * (%A - %W) cemento 3.87 kgAGUA_AF = 1641.38 0.0321 arena 12.68 kgAGUA_AF = 52.69 kg agua 1.45 kg
TOTAL 18.00 kg
CEMENTO = 510.34 kg
DISEÑO DE MEZCLA -M6
DOSIFICACION POR PESO DISEÑO SIN CORREGIR
DISEÑO DE MEZCLA CORREGIDO
ARENA
A)PESO DEL AGREGADO FINO D) DOSIFICACIONES (1 m3)
B) PESO DEL AGUA E) DOSIFICACIONES PARA 18 KG
C) PESO DEL CEMENTO
43