optimizaciÓn del diseÑo de una mezcla de … · “optimizaciÓn del diseÑo de una mezcla de...

ii

UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR

FACULTAD DE INGENIERÍA, CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICA

CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL

OPTIMIZACIÓN DEL DISEÑO DE UNA MEZCLA DE

HORMIGÓN PERMEABLE A PARTIR DE TRES DISTINTAS

GRADUACIONES

TRABAJO DE GRADUACIÓN, PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE:

INGENIERO CIVIL

AUTORES:

LEÓN ALTAMIRANO CRISTIAN ANDRES

ROSERO SANGUCHO GINA ELIZABETH

TUTOR: ING. CARLOS ALBERTO LASSO MOLINA

QUITO – 05 DE SEPTIEMBRE

2016

ii

DEDICATORIA

En primer lugar, quiero dedicar este proyecto a Dios; ya que estuvo a mi lado en todo

el transcurso de mi carrera estudiantil, porque tú eres y serás la roca en la cual debo

apoyarme, siempre me has dado la fortaleza de seguir adelante, para así poder hacer

este sueño realidad. Has guiado mi camino y me has dado la sabiduría necesaria; por

eso te doy gracias por todo lo que has hecho en mi vida, pero sobre todo gracias por

enseñarme que a tu lado lo podremos todo y sin ti no tendremos nada.

A mis Padres, Blanca y Hugo porque este logro es de ellos, son el pilar más importante

de mi vida, gracias por su apoyo incondicional, porque sé que estarán conmigo pase lo

que pase sin importar la diferencia de opiniones que tengamos. Dios me dio a los

mejores Padres del mundo. A mi hermana Johanna, por soportar mi mal genio cuando

llego a casa y cambiar ese genio solo con tu sonrisa; eres única y te mereces lo mejor

del mundo gracias por todo apoyo, por consentirme, pero sobre todo gracias por ser mi

hermana.

A mis abuelitos; Barbarita, Medardo, Digna y Nelson, por darme su amor, consejos y

ayuda desde el primer día que llegue a este mundo. Y aunque ya no estén presentes

Barbarita y Nelson, todo esto es por y para ustedes, los extraño mucho.

Finalmente quiero dedicar este proyecto a la persona más especial que he conocido,

Gina; Dios no se equivocó al cruzar nuestros caminos, fuiste la compañera ideal para

realizar este proyecto, has luchado a mi lado no solo ahora sino desde el primer día que

te conocí, has sido un gran apoyo durante todo el transcurso de mi carrera, te agradezco

por siempre darme consejos cuando más los necesito. Eres una gran mujer y Dios va a

bendecir tu vida siempre. Gracias por aparecer y quedarte en mi vida.

Cristian León A.

iii

DEDICATORIA

El triunfo es de Dios, es por ello que todo el esfuerzo reflejado en el trascurso de mi

carrera, así como en el presente trabajo te lo dedico a ti mi Padre Eterno, porque tú eres

el motor de mi vida quien ha estado conmigo brindándome la fuerza para permitirme

llegar hasta donde estoy.

A los mejores padres que Dios me pudo dar, América y Rejino que con su esfuerzo y

dedicación han hecho de mí una mejor persona, por ser mi guía y apoyo incondicional,

por sus palabras y amor que me alientan día a día para seguir creciendo y no dejarme

caer.

A mis hermanos, Mery, Myke y Santiago porque son parte fundamental de mi vida,

por conservar siempre esos lasos de hermandad que nos caracteriza y por todos los

momentos de alegría, a mi sobrino Mauricio, que es una de las más grandes bendiciones

que llegó a nuestras vidas, como no mencionar a mi hermanito y gran amigo brandon,

que por varias noches de desvelo él siempre estuvo a mi lado, no puedo dejar de lado

a mi chiquito milo, que a pesar de sus travesuras es una alegría más en mi vida.

A mi amado Cristian por el esfuerzo y dedicación en nuestro trabajo y sobre todo por

el apoyo durante toda nuestra carrera, por las noches de desvelo que, aunque no fue

sencillo culminarla, siempre estás ahí para darme ánimos. ¡Muchas gracias, Príncipe!

Gina Rosero S.

iv

AGRADECIMIENTOS

Agradecemos a Dios por darnos la vida y permitirnos culminar una meta más a lo largo

de nuestra carrera. A nuestros queridos padres, hermanos, familiares y amigos que han

depositado en nosotros toda su confianza, teniendo esa disposición de brindarnos su

apoyo en cada momento de nuestras vidas.

A nuestro tutor del proyecto de investigación, Ing. Carlos Lasso por su bondad,

humildad, carisma y paciencia, ayudo con su conocimiento para que nuestro proyecto

de desarrolle de la mejor manera. A la Ing. Cristina Guzmán y al Ing. José Luis Romo

que, con su experiencia, supieron dar las observaciones pertinentes para la culminación

del proyecto.

Al Instituto Ecuatoriano del Cemento y del Hormigón INECYC, gracias Ing. Julio

Córdova (Director Ejecutivo INECYC) por la apertura y la oportunidad de utilizar el

laboratorio, para realizar las pruebas y los diferentes ensayos de nuestro proyecto. Al

Ing. Alexander Cadena (Departamento Técnico) por convertirse en nuestro amigo

incondicional, por su paciencia, humildad, confianza y dedicación de impartirnos su

conocimiento.

A la gloriosa Universidad Central del Ecuador, a la Facultad de Ingeniería Ciencias

Físicas y Matemáticas, pero sobre todo a la hermosa Carrera de Ingeniería Civil, gracias

por la acogida brindado en el transcurso de estos años. A cada uno de los docentes que

con sus conocimientos guiaron nuestros pasos y nos enseñaron lo necesario para

aplicarlo en este proyecto de investigación.

A todos, gracias por formar parte de nuestras vidas, sin su ayuda no hubiese sido

posible alcanzar esta etapa de nuestra vida. Gracias por todo.

Cristian & Gina

v

AUTORIZACIÓN DE LA AUTORÍA INTELECTUAL

Nosotros, LEÓN ALTAMIRANO CRISTIAN ANDRES y ROSERO SANGUCHO

GINA ELIZABETH en calidad de autores del trabajo de investigación que versa sobre:

“OPTIMIZACIÓN DEL DISEÑO DE UNA MEZCLA DE HORMIGÓN

PERMEABLE A PARTIR DE TRES DISTINTAS GRADUACIONES”,

autorizamos mediante la presente a la Universidad Central del Ecuador a hacer uso de

todos los contenidos que nos pertenecen o parte de los que contiene esta obra, con fines

estrictamente académicos o de investigación.

Los derechos que como autores nos corresponden, con excepción de la presente

autorización, seguirán vigentes a nuestro favor, de conformidad con lo establecido en

los artículos 5, 6, 8; 19 y demás pertinentes de la Ley de Propiedad Intelectual y su

Reglamento.

En la ciudad de Quito a los 05 días del mes de septiembre del año 2016.

León Altamirano Cristian Andres Rosero Sangucho Gina Elizabeth

C.I. 1723293120 C.I. 1719240820

Cel. 0979349894 Cel. 0984432523

E-mail: [email protected] E-mail: [email protected]

mailto:[email protected]

mailto:[email protected]

vi

CERTIFICACIÓN DEL TUTOR

Ing. Carlos Alberto Lasso Molina

C.I. 1706862065

Cel. 0998215715

E-mail: [email protected]

x

CONTENIDO

LISTA DE ILUSTRACIONES .................................................................................. xix

LISTA DE FOTOGRAFÍAS...................................................................................... xix

LISTA DE GRÁFICAS ............................................................................................ xxii

LISTA DE ANEXOS ............................................................................................... xxiii

RESUMEN ............................................................................................................... xxiv

ABSTRACT ................................................................................................................ xx

CAPÍTULO I ............................................................................................................... 1

1. INTRODUCIÓN ............................................................................................ 1

1.1. ANTECEDENTES ......................................................................................... 2

1.2. DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA .............................................................. 3

1.3. ALCANCE ..................................................................................................... 3

1.4. JUSTIFICACIÓN ........................................................................................... 4

1.5. OBJETIVOS ................................................................................................... 4

1.5.1. Objetivo General ............................................................................................ 4

1.5.2. Objetivos Específicos ..................................................................................... 4

1.6. HIPÓTESIS .................................................................................................... 5

CAPÍTULO II.............................................................................................................. 6

2. FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA ................................................................ 6

2.1. MARCO TEÓRICO ....................................................................................... 6

2.1.1. DEFINICIÓN Y ASPECTOS TÉCNICOS DEL HORMIGÓN

PERMEABLE ............................................................................................................... 6

2.1.2. PROPIEDADES FÍSICAS Y MECÁNICAS ................................................. 6

2.1.3. COMPONENTES Y PROPIEDADES DEL HORMIGÓN PERMEABLE .. 7

a) Cemento .......................................................................................................... 7

Humo de sílice ................................................................................................ 7

xi

b) Agregados ....................................................................................................... 8

c) Agua ............................................................................................................... 8

d) Aditivos .......................................................................................................... 9

2.1.3.1. PROPIEDADES DEL HORMIGÓN PERMEABLE EN ESTADO FRESCO

10

a) Trabajabilidad ............................................................................................... 10

b) Consistencia .................................................................................................. 10

c) Densidad o Peso Unitario ............................................................................. 12

d) Contenido de Aire......................................................................................... 13

2.1.3.2. PROPIEDADES EN ESTADO ENDURECIDO ......................................... 14

a) Permeabilidad ............................................................................................... 14

b) Durabilidad ................................................................................................... 15

c) Absorción acústica........................................................................................ 15

2.1.3.3. PROPIEDADES MECÁNICAS .................................................................. 17

a) Resistencia a la Compresión ......................................................................... 17

b) Tracción Indirecta ......................................................................................... 17

2.2. MARCO CONCEPTUAL ............................................................................ 18

2.2.1. GLOSARIO .................................................................................................. 18

2.3. MARCO REFERENCIAL ........................................................................... 20

2.4. MARCO LEGAL ......................................................................................... 22

CAPÍTULO III .......................................................................................................... 25

3. METODOLOGÍA......................................................................................... 25

3.1. AGREGADOS ............................................................................................. 26

3.1.1. AGREGADOS FINO Y GRUESO .............................................................. 26

3.1.2. CARACTERIZACIÓN DE LOS AGREGADOS GRUESO Y FINO SEGÚN

NORMAS ESPECIFICADAS .................................................................................... 27

3.1.2.1. Colorimetría (Determinación de las impurezas orgánicas en el árido fino para

Hormigón) ................................................................................................................... 27

3.1.2.2. Granulometría Agregado Fino ...................................................................... 30

3.1.2.3. Granulometría Agregado Grueso ................................................................. 33

xii

3.1.2.4. Abrasión ....................................................................................................... 36

3.1.2.5. Peso Específico y Capacidad de Absorción del Agregado Grueso .............. 39

3.1.2.6. Peso Específico y Capacidad de Absorción del Agregado Fino .................. 43

3.1.2.7. Densidad Aparente Suelta y Compactada del Agregado Fino y agregado

Grueso. 46

3.2. CEMENTO ................................................................................................... 51

3.2.1. Densidad del Cemento .................................................................................. 51

3.2.2. Consistencia Normal del Cemento ............................................................... 55

3.2.3. Tiempo de Fraguado del Cemento ............................................................... 58

3.2.4. Flujo de Morteros ......................................................................................... 61

3.3. ADITIVO ..................................................................................................... 64

3.3.1. SIKAMENT - N 100 .................................................................................... 64

3.3.2. SIKA Aer RMC ............................................................................................ 64

3.3.3. PLASTIMENT 261 R................................................................................... 65

3.3.4. VISCOCRETE 4100 .................................................................................... 65

3.3.5. HUMO DE SILICE (SIKAFUME) .............................................................. 65

3.4. INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS................................................... 66

CAPÍTULO IV .......................................................................................................... 69

4. DISEÑO DE MEZCLA DEL HORMIGÓN PERMEABLE ....................... 69

4.1. PRIMERA FASE DE DISEÑO.................................................................... 70

4.2. SEGUNDA FASE DE DISEÑO .................................................................. 76

4.2.1. DISEÑO DE MEZCLA DE HORMIGÓN PERMEABLE CON

AGREGADO DE SAN ANTONIO. ........................................................................... 83


AGREGADO DE PINTAG. ....................................................................................... 87

CAPÍTULO V ............................................................................................................ 91

5. EJECUCIÓN DE ENSAYOS MECÁNICOS .............................................. 91

5.1. Resistencia a la Compresión ......................................................................... 91

5.2. Resistencia a la Tracción Indirecta ............................................................. 102

5.3. Ensayo de Permeabilidad ........................................................................... 105

xiii

5.4. Ensayo de Densidad y el Porcentaje de Vacíos del Hormigón Permeable. 109

5.5. Resumen de resultados ............................................................................... 116

5.6. Aplicaciones ............................................................................................... 117

5.6.1. Aplicación de un hormigón permeable con agregado de San Antonio ...... 117

5.6.2. Aplicación de un hormigón permeable con agregado de Pintag ................ 118

5.7. Análisis de costos ....................................................................................... 119

CAPÍTULO VI ........................................................................................................ 124

6. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ......................................... 124

6.1. CONCLUSIONES ...................................................................................... 124

6.2. RECOMENDACIONES ............................................................................ 127

BIBLIOGRAFÍA....................................................................................................... 129

ANEXOS....................................................................................................................... 0

xix

LISTA DE ILUSTRACIONES

Ilustración 1 Hormigón permeable ...........................................................................................2

Ilustración 2 Estructura Interna de un Hormigón Permeable ..................................................13

Ilustración 3 Permeabilidad del Hormigón convencional y Hormigón Permeable .................14

Ilustración 4 Capacidad de filtración del Hormigón Permeable .............................................15

Ilustración 5 Reflexión de Ondas Sonoras debido al movimiento de vehículos .....................16

Ilustración 6 Estructura del Pavimento de hormigón permeable ..........................................119

LISTA DE FOTOGRAFÍAS

Fotografía 1 Cono de Abrams (Asentamiento del Hormigón Permeable) .............................. 11

Fotografía 2 Agregado Grueso de la Cantera Pintag de Gradación 3/8”, N° 4 y N° 8. ........... 25

Fotografía 3 Agregado Grueso de la Cantera San Antonio de Gradación 3/8”, N° 4 y N° 8 .. 25

Fotografía 4 Agregado de la Cantera Pintag........................................................................... 26

Fotografía 5 Agregado de la Cantera San Antonio ................................................................. 27

Fotografía 6 Preparación de la muestra Estado SSS ............................................................... 40

Fotografía 7 Realización del ensayo....................................................................................... 40

Fotografía 8 Realización del ensayo....................................................................................... 43

Fotografía 9 Densidad Suelta y Compactada del Agregado Grueso ....................................... 46

Fotografía 10 Materiales a emplearse, Frasco de Lechatelier y gasolina ................................ 52

Fotografía 11 Determinación de la densidad del cemento ...................................................... 52

Fotografía 12 Mezclado de la pasta de Cemento .................................................................... 55

Fotografía 13 Realización de ensayo, Medición de los diámetros de la pasta ........................ 61

Fotografía 14 Ensayo de Resistencia a la Compresión de Hormigón Permeable.................... 92

Fotografía 15 Moldes cilíndricos de plástico.......................................................................... 92

Fotografía 16 Realización de especímenes de hormigón ........................................................ 94

Fotografía 17 Curado del Hormigón Permeable en Piscinas con Cal ..................................... 95

Fotografía 18 Capas no adheridas de Neopreno en Anillos de Retención .............................. 95

Fotografía 19 Probeta cilíndrica de Hormigón Permeable con uso de Neopreno ................... 96

Fotografía 20 Ensayo de Tracción Indirecta de Hormigón Permeable ................................. 102

xx

Fotografía 21 Ensayo de Permeabilidad de Hormigón Permeable ....................................... 105

Fotografía 22 Curado de especímenes para medir la Permeabilidad .................................... 107

Fotografía 23 Especímenes secados al horno ....................................................................... 110

Fotografía 24 Probeta de Hormigón Permeable sumergida .................................................. 110

LISTA DE TABLAS

Tabla 1 Clasificación de los aditivos ......................................................................................10

Tabla 2 Revenimiento recomendado en Diversas Obras de Concreto ....................................12

Tabla 3 Hormigón permeable Vs. Hormigón Convencional ..................................................18

Tabla 4 Tamaño de la muestra para ensayo de granulometría en árido grueso .......................33

Tabla 5 Especificaciones para la carga ...................................................................................36

Tabla 6 Muestra mínima de la muestra para ensayo ...............................................................39

Tabla 7 Interpretación del Análisis Granulométrico ...............................................................66

Tabla 8 Interpretación del Ensayo de Impurezas Orgánicas en el Agregado Fino ..................67

Tabla 9 Interpretación del Ensayo de Abrasión ......................................................................67

Tabla 10 Interpretación del Ensayo de Peso Específico y Capacidad de Absorción ...............68

Tabla 11 Relación agua/cemento para un hormigón permeable usando agregado de San

Antonio ..................................................................................................................................70

Tabla 12 Relación agua/cemento para un hormigón permeable usando agregado de Pintag ..71

Tabla 13 Dosificación establecida por el ACI 522R ..............................................................72

Tabla 14 Mezclas de Pruebas Empíricas ................................................................................73

Tabla 15 Mezclas De Prueba Óptima .....................................................................................76

Tabla 16 Porcentajes de aportación de arena y ripio en una mezcla de hormigón permeable con

su respectiva resistencia .........................................................................................................79

Tabla 17 Porcentajes y densidades de la arena y el ripio, una mezcla de hormigón permeable

...............................................................................................................................................84

Tabla 18 Determinación de Pasta en función del Asentamiento ............................................85

Tabla 19 Dosificación de la mezcla de Hormigón permeable con agregado de la Cantera San

Antonio ..................................................................................................................................86

xxi

Tabla 20 Porcentajes y densidades de la arena y ripio, para una mezcla de hormigón permeable

...............................................................................................................................................87

Tabla 21 Determinación de Pasta en función del Asentamiento .............................................88

Tabla 22 Dosificación de la mezcla de Hormigón permeable con Agregado de la Cantera de

Pintag .....................................................................................................................................90

Tabla 23 Energía de Compactación en función del Diámetro del Molde ...............................93

Tabla 24 Tipo de tamaño de espécimen Modo de Consolidación Número de capas

aproximadamente igual espesor 97

Tabla 25 Resistencia a la compresión del Hormigón Permeable con relación a las diferentes

edades (San Antonio) .............................................................................................................99


edades (Pintag) .....................................................................................................................100

Tabla 27 Resistencia a la tracción indirecta del Hormigón Permeable a los 28 días (Agregado

de Pintag y San Antonio) .....................................................................................................103

Tabla 28 Influencia de la Resistencia a la tracción indirecta del Hormigón Permeable en la

Resistencia a la Compresión ................................................................................................104

Tabla 29 Cálculo del coeficiente de permeabilidad k para agregado de San Antonio y Pintag

.............................................................................................................................................108

Tabla 30 Densidad del Agua ................................................................................................111

Tabla 31 Resultados de Densidad y Porcentajes de Vacíos para los dos tipos de agregados 112

Tabla 32 Resumen de resultados ..........................................................................................117

Tabla 33 Análisis de costos para 1m3 de Hormigón permeable (Agregado de San Antonio)

.............................................................................................................................................120

Tabla 34 Análisis de costos para 1m3 de Hormigón permeable (Agregado de Pintag) ........121

Tabla 35 Análisis de costos para 1m3 de Hormigón Convencional ......................................122

xxii

LISTA DE ECUACIONES

Ecuación 1 Densidad del Hormigón Permeable recién mezclado........................................... 12

Ecuación 2 Contenido de vacíos del Hormigón Permeable .................................................... 13

Ecuación 3 Densidad Real de la mezcla ................................................................................. 84

Ecuación 4 Porcentaje óptimo de vacíos ................................................................................ 84

Ecuación 5 Cantidad de cemento ........................................................................................... 85

Ecuación 6 Cantidad de Arena ............................................................................................... 86

Ecuación 7 Cantidad de Ripio ................................................................................................ 86

Ecuación 8 Resistencia a la Compresión ................................................................................ 96

Ecuación 9 Densidad del Hormigón Permeable en estado Endurecido .................................. 97

Ecuación 10 Tracción Indirecta ............................................................................................ 102

Ecuación 11 Permeabilidad de la Muestra ........................................................................... 107

Ecuación 12 Densidad del Hormigón Permeable en estado Endurecido .............................. 111

Ecuación 13 Porcentaje de Vacíos en estado Endurecido..................................................... 112

LISTA DE GRÁFICAS

Gráfica 1 Resistencia vs W/C (SAN ANTONIO) ..................................................................71

Gráfica 2 Resistencia vs W/C (PINTAG)...............................................................................72

Gráfica 3 Resistencia vs W/C (Mezclas de pruebas empíricas) ..............................................74

Gráfica 4 Densidad Óptima vs %Ripio-Arena (Agregado de San Antonio) ...........................77

Gráfica 5 Densidad Óptima vs %Ripio-Arena (Agregado de Pintag) .....................................78

Gráfica 6 Resistencia vs %Agregados ....................................................................................80

Gráfica 7 Resistencia vs %Agregado de San Antonio ............................................................81

Gráfica 8 Resistencia vs %Agregados ....................................................................................81

Gráfica 9 Determinación de Densidad Óptima y Porcentaje de cemento a través del %Ripio-

Arena -Agregado de San Antonio ..........................................................................................82


Arena - Agregado de Pintag ...................................................................................................83

Gráfica 11 Línea de tendencia de los resultados a compresión ..............................................98

xxiii

Gráfica 12 Resistencia a lo largo de la edad- Agregado de San Antonio................................99

Gráfica 13 Resistencia a lo largo de la edad- Agregado de Pintag .......................................100

Gráfica 14 Influencia de la Relación w/c en la Resistencia a los 28 días .............................101

Gráfica 15 Relación de la Resistencia a la tracción indirecta del Hormigón Permeable con la

Resistencia a la Compresión ................................................................................................105

Gráfica 16 Influencia de las graduaciones en la permeabilidad ............................................108

Gráfica 17 Influencia de la Permeabilidad en la Resistencia a la Compresión .....................109

Gráfica 18 Relación de la Densidad con el porcentaje de Vacíos .........................................113

Gráfica 19 Influencia de la Densidad en la Resistencia ........................................................114

Gráfica 20 Influencia del porcentaje de Vacíos en la Resistencia ........................................115

Gráfica 21 Relación entre la Densidad con la permeabilidad ...............................................115

Gráfica 22 Relación entre del porcentaje de Vacíos con la permeabilidad ...........................116

LISTA DE ANEXOS

Anexo A: Certificación de ensayos de laboratorio

Anexo B: Densidad óptima del agregado de San Antonio

Anexo C: Densidad óptima del agregado de Pintag

Anexo D: Aplicación de líneas de tendencia a los resultados de la compresión de San

Antonio.

Anexo E: Aplicación de líneas de tendencia a los resultados de la compresión de Pintag.

Anexo F: Descripción del cemento Hólcim fuerte tipo GU

Anexo G: Certificado del cemento Chimborazo, tipo HE

Anexo H: Registro fotográfico

xxiv

RESUMEN

TEMA: “OPTIMIZACIÓN DEL DISEÑO DE UNA MEZCLA DE HORMIGÓN

PERMEABLE A PARTIR DE TRES DISTINTAS GRADUACIONES”

Autores: León Altamirano Cristian Andres

Rosero Sangucho Gina Elizabeth

Tutor: Ing. Carlos Alberto Lasso Molina

El hormigón permeable es una mezcla conformada por cemento, agua, agregado grueso

y en ocasiones puede contar o no con agregado fino, con la finalidad de obtener una

permeabilidad aceptable. Se considera a este tipo de hormigón como un material de

construcción ecológico porque facilita el manejo del agua lluvia, ya que en la actualidad

las inundaciones generan inconvenientes en ciudades y el medio ambiente. Debido a

los beneficios que presenta este hormigón, la presente investigación permite optimizar

una mezcla de hormigón permeable enfocándose en su resistencia y permeabilidad, ya

que estas deben de ser equilibradas para que este hormigón tenga un comportamiento

adecuado; para esto se analizó cada una de sus propiedades tanto físicas como

mecánicas y sobre todo el efecto que tiene variar la relación agua/cemento en cada una

de las mezclas realizadas, a su vez se estudia la incidencia que tienen la variación de la

granulometría en las propiedades de la mezcla. Además, se propone un diseño para

este tipo de hormigón basándose en el método de la densidad óptima y en la

dosificación establecida por el código ACI 522R, con el objetivo de alcanzar una

resistencia que supere los 21 MPa. Como complemento se efectuaron ensayos de

resistencia a la compresión y de tracción indirecta, así como la medición de la

permeabilidad a los 28 días, para examinar la mezcla óptima.

PALABRAS CLAVE: HORMIGÓN PERMEABLE / PROPIEDADES DE

MATERIALES / DOSIFICACIÓN DE MEZCLA / RESISTENCIA A LA

COMPRESIÓN / PERMEABILIDAD / CEMENTO CHIMBORAZO

xx

ABSTRACT

TITLE: “OPTIMIZATION OF THE DESIGN OF A PERMEABLE

CONCRETE MIX USING THREE DIFFERENT CALIBRATIONS.”

Authors: León Altamirano, Cristian Andres

Rosero Sangucho, Gina Elizabeth

Tutor: Ing. Carlos Alberto Lasso Molina

Permeable concrete is a mix consisting of cement, water, coarse aggregate and,

occasionally, fine aggregate, seeking to obtain an acceptable level of permeability. This

type of concrete is considered an eco-friendly construction material because it

facilitates managing rain water; floods cause inconveniences for cities and the

environment. Considering the benefits of using this type of concrete, this research work

seeks optimizing a permeable concrete mix focusing on resistance and permeability,

both of which must be balanced in order to have a good final product. To this end, this

study analyzed each of the concrete’s physical and mechanical properties, and

especially, the effects of varying the water/cement ratio in each of the mixes, while at

the same time studying the incidence of granulometric variations on the properties of

the mix. Further, this study proposes a design for this type of concrete based on the

optimal density method and on the doses established in code ACI 522R, seeking to

reach a resistance higher than 21 MPa. Complementarily, this work conducted

resistance to compression and indirect traction assays, and it measured permeability on

day 28 in order to assess the optimal mix.

KEYWORDS: PERMEABLE CONCRETE/ PROPERTIES MATERIALS/ DOSAGE

MIX/ RESISTANCE COMPRESSION/ PERMEABILITY/ CEMENT CHIMBORAZO

No. SENESCYT.: 1027-03-455635

1

CAPÍTULO I

1. INTRODUCIÓN

El hormigón permeable es un tema actual e innovador dentro de la Ingeniería Civil, la

búsqueda de nuevos métodos y materiales de construcción permiten reducir el impacto

sobre el medio ambiente. Por ejemplo, utilizando así materiales de tipo ecológico que

faciliten el manejo del agua lluvia evitando posibles inundaciones en pavimentos,

calles de urbanizaciones y estacionamientos, es así que la explotación de este tipo de

hormigón permite aprovechar ciertas características del hormigón convencional.

Este tipo de hormigón emplea los mismos materiales que se utilizan en un hormigón

tradicional, es decir; cemento, agregado grueso, agregado fino, agua y aditivos. Sin

embargo, el uso del agregado fino se usa en mínimas cantidades y dependiendo de las

necesidades de aplicación se elimina de la mezcla creando un contenido de vacío

considerable que una vez endurecido permite ciertas ventajas de funcionalidad como

la resistencia y la permeabilidad, las cuales deben estar totalmente equilibradas para

que este hormigón logre un desempeño óptimo y adecuado.

La tecnología del hormigón permeable en el Ecuador es relativamente nueva y debido

a que no se tienen investigaciones suficientes, su aplicación es muy limitada. Se

propone esta investigación, que lleva acabo un principio entre los comportamientos de

dos tipos de agregados que se utiliza en el diseño de la mezcla, y de esta manera

seleccionar el hormigón más óptimo de acuerdo al agregado a utilizarse, para que exista

una base en futuros estudios del hormigón permeable.

2

1.1.ANTECEDENTES

El Hormigón Permeable anteriormente era considerado como un material de resistencia

muy baja, de poca duración y sensible al desgaste, por lo que su uso no era frecuente.

Su primera aplicación se remonta aproximadamente a los años 1852 en Europa, en

donde se construyeron dos viviendas utilizando grava gruesa y cemento. Durante 70

años aproximadamente no se volvió a mencionar al hormigón permeable, en el año de

1923 se construyen cincuenta viviendas de dos pisos en donde se utilizaron agregados

de clinker, ampliándose luego a la construcción de viviendas de hasta cinco pisos en la

década de los 70.

Ilustración 1 Hormigón permeable

Fuente: http://www.perviouspavement.org/

En los años de 1939 a 1945 este hormigón empezó a tomar más fuerza una vez que

finalizó la Segunda Guerra Mundial, Europa se encontraba devastada en su mayor parte

en ese entonces existía escases de materiales, así como de mano de obra calificada, en

vista de que había gran necesidad de vivienda, se empezaron a adoptar nuevos métodos

de construcción, donde el más utilizado era el hormigón permeable. En 1945 – 1950

este tipo de hormigón se utilizó para una gama mucho más amplia de aplicaciones como

http://www.perviouspavement.org/

3

experimentos con pavimentos porosos, aceras, estacionamientos, etc., que permitían la

filtración de las aguas lluvias en el terreno.

En los últimos 30 años las investigaciones del hormigón permeable han ido en

constante crecimiento en países como Estados Unidos, Japón y Australia. Este material

ha tomado fuerza en la industria de la construcción, debido a que es considerado un

material que ayuda a preservar y proteger el medio ambiente; aunque en América del

Sur el uso del hormigón permeable como material de construcción es muy limitado

pues, no ha sufrido escases de materiales constructivos como Europa.

1.2.DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA

Se realiza el diseño de una mezcla de hormigón permeable a partir de tres distintas

graduaciones, utilizando agregados de las canteras de Pintag y San Antonio, para

optimizar los materiales y obtener una resistencia sin dejar de lado la durabilidad. De

igual manera se persigue que este tipo de hormigón tenga mayor campo de aplicación

en nuestro país.

1.3.ALCANCE

Con esta investigación experimental se pretende establecer prácticas de preparación y

ensayos en hormigones permeables que actualmente no existen en el país y a su vez

demostrar que la tecnología de este tipo de hormigón se lo puede aplicar en nuestro

medio, a la vez proporcionar mayor seguridad en calles, carreteras, zonas de parqueo,

entre otras, evitando que se produzcan acumulamientos de agua, disminuyendo el

impacto ambiental.

4

1.4.JUSTIFICACIÓN

En la actualidad el uso del hormigón permeable no ha sido implementado en nuestro

país, únicamente se cuenta con el desarrollo de temas de investigación de tesis de grado

que se iniciaron en el año 2010 en la Universidad Politécnica Nacional, pero las

investigaciones que se han venido explorando lamentablemente son muy escasas.

De lo mencionado anteriormente se puede percibir que en el Ecuador existe

conocimiento muy bajo acerca del hormigón permeable, es por ello que es necesario

que las investigaciones contemplen propiedades y aplicaciones para que sea una fuente

de consulta en el desarrollo de futuras investigaciones sobre este tipo de hormigón.

1.5.OBJETIVOS

1.5.1. Objetivo General

Optimizar una mezcla de hormigón permeable, a partir de tres distintas graduaciones,

utilizando agregados de las canteras de Pintag y San Antonio.

1.5.2. Objetivos Específicos

Comparar el comportamiento de los dos tipos de agregados como parte del

diseño de la mezcla.

Diseñar una mezcla de hormigón permeable que nos permita alcanzar una

resistencia aceptable.

Incorporar aditivos a la mezcla que permitan mejorar el proceso de hidratación,

endurecimiento y sobre todo la estructura interna del concreto.

Comprobar que la permeabilidad en este tipo de hormigón sea la adecuada.

Determinar el porcentaje de vacíos y permeabilidad del hormigón permeable.

Analizar el comportamiento del hormigón permeable al ensayo de tracción

indirecta.

5

1.6.HIPÓTESIS

La optimización de una mezcla de hormigón permeable depende de las diferentes

graduaciones que se utilizan en el diseño de la mezcla para conseguir una resistencia y

permeabilidad aceptables, así como durabilidad.

6

CAPÍTULO II

2. FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA

2.1.MARCO TEÓRICO

2.1.1. DEFINICIÓN Y ASPECTOS TÉCNICOS DEL HORMIGÓN

PERMEABLE

El hormigón permeable se lo puede definir como un hormigón hidráulico y poroso

debido a que sus características físicas (densidad, consistencia, tiempo de fraguado,

tiempo de endurecimiento entre otros) poseen un contenido de vacíos muy alto en

comparación con el hormigón tradicional. Este tipo de hormigón al tener un alto

contenido de vacíos permite el paso del agua y del aire de forma sencilla. La

granulometría, la relación agua/cemento, y la adición de aditivos permiten obtener una

mezcla exitosa de acuerdo a las características físicas y mecánicas requeridas.

2.1.2. PROPIEDADES FÍSICAS Y MECÁNICAS

Las propiedades físicas del hormigón permeable son analizadas tanto en su estado

fresco como en su estado endurecido, en su estado fresco se puede visualizar la

apariencia de la mezcla. Las propiedades mecánicas se examinan en el estado

endurecido del hormigón, siendo la más utilizada la prueba de resistencia a la

compresión.

7

2.1.3. COMPONENTES Y PROPIEDADES DEL HORMIGÓN

PERMEABLE

Como se ha mencionado anteriormente el hormigón permeable está constituido por

agua, cemento, agregado grueso, agregado fino en mínimas cantidades y aditivos, cada

componente cumple con funciones específicas según se detalla a continuación:

a) Cemento

El cemento es el material que se utiliza como aglutinante principal en la mezcla de

hormigón permeable, ya que una vez amasado con el agua forma una pasta que permite

recubrir y ligar las partículas, permitiendo que se genere buena adherencia. Según las

normas ASTM C150/C150M, C595/C595M, o C1157/C1157M, el cemento Portland

se usa como el aglomerante principal. Los materiales cementantes suplementarios

como la ceniza volante, escoria, y el humo de sílice, deben de satisfacer los

requerimientos de las normas ASTM C618, C989, y C1240, respectivamente

(AMERICAN CONCRETE INSTITUTE COMMITTEE 522, 2010).

Para la fabricación de este tipo de hormigón el cemento portland es el más utilizado

debido a que es un material muy resistente, además se debe tener en cuenta que los

hormigones con altos porcentajes de vacíos, tienden a tener un periodo de secado más

corto, es decir que el curado es más rápido y más sensible a los cambios de temperatura

y a la evaporación del agua de la mezcla. (MENESES, C. M. & BRAVO, C. H., 2007).

Humo de sílice

Es una adición en polvo fino, color gris, con base en microsílica, que permite aumentar

las resistencias mecánicas en un hormigón permeable. Su inclusión en la mezcla mejora

las características de la matriz del hormigón, pero disminuye la porosidad. Su

8

dosificación se encuentra entre el 3% y 10% de la masa del cemento. (SIKA

ECUATORIANA S.A. Tegnología para el concreto;SIKAFUME, 2016)

b) Agregados

Es un material granular tal como la arena, grava, roca triturada que se usa con un medio

cementante hidráulico para producir ya sea concreto o mortero (INSTITUTO

MEXICANO DEL CEMENTO Y EL CONCRETO - IMCYC, 2012)

Los agregados son elementos indispensables en la constitución del hormigón, ya que

representan alrededor del 70% del volumen total del mismo; debido a las características

que presentan ayudan en el mejoramiento e incremento de la resistencia, así también

permiten que la mezcla sea compacta.

“Las gradaciones de los agregados utilizados en el concreto permeable ya sea agregado

grueso de un solo tamaño o clasificación entre 3/4 y 3/8 pulgadas (19 y 9,5 mm).

Agregados redondeados y machacadas, tanto normal y ligera, se han utilizado para

hacer concreto permeable. El agregado utilizado debe cumplir con los requisitos de la

norma ASTM D 448 y C33/C33M. Los agregados finos no deberían ser utilizado en

mezclas de concreto permeable porque tienden a comprometer la conexión del sistema

de poros” (AMERICAN CONCRETE INSTITUTE COMMITTEE 522, Reporte on

Pervious Concrete, 2010)

c) Agua

El agua ideal para el hormigón es aquella que es apta para el consumo humano, debe

ser limpia sin presencia de materia orgánica y sin sales, ya que estas afectan al tiempo

de fraguado y a la resistencia. La calidad del agua para un buen desempeño del

hormigón debe ser partícipe en el proceso de hidratación del cemento y debe dar una

buena trabajabilidad al mismo.

9

La calidad del agua para el concreto permeable se rige por los mismos requisitos que

el concreto convencional. Los hormigones permeables deben ser proporcionados con

una relación agua/cemento (w / c) relativamente baja (0,26 a 0,40) debido a una

cantidad en exceso de agua dará lugar a un drenaje de la pasta y posteriormente a la

obstrucción del sistema de poros (AMERICAN CONCRETE INSTITUTE

COMMITTEE 522, 2010).

Debido a que el comportamiento del hormigón permeable es impredecible, la cantidad

de agua que se incluye en la mezcla debe ser controlada con la finalidad de evitar que

afecte a la resistencia y trabajabilidad de la misma.

d) Aditivos

“Los aditivos son aquellos ingredientes del concreto que, además del cemento portland,

del agua y de los agregados, se adicionan a la mezcla inmediatamente antes o durante

el mezclado” (Steven H. Kosmatka, 2004); para mejorar sus características como son

la trabajabilidad, consistencia, fraguado y resistencia final de la mezcla.

Para la elaboración de un hormigón permeable según el código (AMERICAN

CONCRETE INSTITUTE COMMITTEE 522, 2010) “los aditivos deben cumplir con

los requisitos de la norma ASTM C 494/C494M. Los aditivos reductores de agua (de

alta gama) se utilizan en función de la relación w/c, los aditivos retardantes se utilizan

para estabilizar y controlar la hidratación del cemento. Los aceleradores se pueden

utilizar cuando se colocan hormigones permeables en tiempo frío. Los aditivos

incorporadores de aire no han sido comúnmente utilizado en hormigones permeables,

pero se puede utilizar en ambientes susceptibles a la congelación y descongelación”.

Estos productos que se adicionan en pequeña proporción al concreto durante el

mezclado en porcentajes entre 0.1% y 5% de la masa o peso del cemento dependiendo

el tipo de aditivo que se vaya a emplear. La norma (ASTM C496, Especificación

10

Normalizada de Aditivos Químicos para Concreto) clasifica a los aditivos como se

puede observar en la tabla 1.

Tabla 1 Clasificación de los aditivos

CLASIFICACIÓN ADITIVO

A Aditivos reductores de agua,

B Aditivos retardadores,

C Aditivos aceleradores

D Aditivos reductores de agua y retardadores,

E Aditivos reductores de agua y aceleradores,

F Aditivos reductores de agua, de alto rango,

G Aditivos reductores de agua, de alto rango, y retardadores, y

S Aditivos de comportamiento específico.

Fuente: Norma ASTM C496, Especificación Normalizada de Aditivos Químicos para Concreto.

2.1.3.1.PROPIEDADES DEL HORMIGÓN PERMEABLE EN ESTADO

FRESCO

a) Trabajabilidad

Es la propiedad que permite un manejo fácil de mezclado, colocación y compactación

de manera homogénea, cuyas componentes (agua y partículas finas) no deben separarse

durante el transporte y el manejo del mismo. “Existen algunos factores que influyen en

la trabajabilidad del hormigón, entre ellos se tiene el método y la duración del

transporte, la cantidad y características de los materiales cementantes, el tamaño, forma

y textura superficial de los agregados finos y gruesos, el aire incluido, la cantidad de

agua, la temperatura del concreto, del aire y los Aditivos.” (KOSMATKA, S. H.,

KERKHOFF, B., PANARESE, W. C., & TANESI, J., 2004).

b) Consistencia

Es la propiedad que permite observar la facilidad que tiene un hormigón en estado

fresco para rellenar todos los huecos del molde bajo una débil presión. El método más

11

empleado para determinar esta propiedad es el ensayo de revenimiento o asentamiento

del hormigón, el cual se determina de acuerdo a la norma ASTM C143. Para el

hormigón permeable este tipo de ensayo no se considera para fines de control de calidad

como en el hormigón tradicional, solo se considera como un valor de referencia, debido

a que la mezcla es muy rígida y la medición del asentamiento en la mayoría de los casos

no es aplicable. En la fotografía 1 se puede observar el revenimiento o asentamiento

para una mezcla de hormigón permeable.

Fotografía 1 Cono de Abrams (Asentamiento del Hormigón Permeable)

Fuente: Los Autores

El American Concrete Institute (ACI) recomienda revenimientos para diferentes tipos

de hormigón, es así que para un hormigón permeable el revenimiento máximo es de 2

cm y el revenimiento mínimo es de 0 cm. Los valores recomendados para revenimiento

se pueden observar en la tabla 2.

12

Tabla 2 Revenimiento recomendado en Diversas Obras de Concreto

Tipo de Construcción Revenimiento Máximo Revenimiento Mínimo

Concreto reforzado en muros y zapatas 8 2

Concreto en zapatas simples y muros de

cimentación 8 2

Muros y vigas de concreto reforzado 10 2

Columnas para edificios 10 2

Losas y pavimentos 8 2

Concreto masivo 5 2

Concreto permeable 2 0

Fuente: http://www.aeipro.com/files/congresos/2013logronio/CIDIP2013_0595_0606.3987.pdf

c) Densidad o Peso Unitario

La densidad del hormigón recién mezclado se define como la masa por unidad de

volumen, “en un hormigón permeable su densidad está en el orden del 70% del

concreto convencional, en donde su densidad depende del porcentaje de vacíos el cual

varía de 1600 a 2000 kg/m3” (LOPEZ, P. E., 2010). Se calcula de acuerdo con lo

especificado en la ASTM C138:

𝐃 = [(𝐌𝐜 − 𝐌𝐦)

𝐕𝐦]

Ecuación 1 Densidad del Hormigón Permeable recién mezclado

Donde,

D = Densidad del concreto (peso unitario), kg/m3

Mc = Masa del molde lleno de concreto, kg

Mm = Masa del molde vacío, kg

Vm = Volumen del molde, m3

http://www.aeipro.com/files/congresos/2013logronio/CIDIP2013_0595_0606.3987.pdf

13

d) Contenido de Aire

Es la cantidad de espacios que existe entre las partículas de agregados, medida en

porcentaje. (Ver ilustración 2)

Ilustración 2 Estructura Interna de un Hormigón Permeable

Fuente: Daniel Pérez R. 2009

Según el código ACI R22R-10 el contenido de vacíos óptimo en una mezcla de

hormigón permeable debe estar en un rango del 15% al 35% el cual depende del tamaño

de agregado utilizado. De acuerdo a la norma (ASSOCIATION FOR TESTING

MATERIALS - ASTM C 138, 2012) el contenido de vacíos se determina mediante:

𝐀 = 𝟏𝟎𝟎 𝐱 [(𝐓 − 𝐃)

𝐓]

Ecuación 2 Contenido de vacíos del Hormigón Permeable

Donde,

T = Densidad teórica del concreto en kg/m3

A = Contenido de aire del concreto (porcentaje de vacío), %

D = Densidad del concreto (peso unitario), /m3

14

2.1.3.2.PROPIEDADES EN ESTADO ENDURECIDO

a) Permeabilidad

La permeabilidad es la capacidad que tiene un material para que un fluido sea capaz de

atravesar por medio de él sin alterar su estructura. El hormigón es un material

permeable, es decir que, al estar sometido a presión de agua exteriormente, se produce

escurrimiento a través de su masa. En la ilustración 3. Se puede observar la

permeabilidad en un hormigón convencional como en un hormigón permeable.

Ilustración 3 Permeabilidad del Hormigón convencional y Hormigón Permeable

Fuente: http://www.archiproducts.com/it/prodotti/69845/calcestruzzo-drenante-per-applicazioni-

stradali-drainbeton-betonrossi.html

El rango de permeabilidad de este hormigón depende de su constitución, generalmente

varía de 80-720 litros/min/m2 (0,13 – 1.20 cm/s) (Karthik H. Obla, 2007).

Dentro de las características más importantes del hormigón permeable está su

capacidad para filtrar el agua a través de su estructura. Como se puede observar en le

ilustración 4, la capacidad de filtración que tiene este tipo de hormigón se relaciona

directamente con el contenido de vacíos. “Diferentes estudios y pruebas han

demostrado que se requiere un contenido mínimo de vacíos de aproximadamente 15%

para lograr una filtración significativa, además la permeabilidad en este tipo de mezclas

http://www.archiproducts.com/it/prodotti/69845/calcestruzzo-drenante-per-applicazioni-stradali-drainbeton-betonrossi.html

http://www.archiproducts.com/it/prodotti/69845/calcestruzzo-drenante-per-applicazioni-stradali-drainbeton-betonrossi.html

15

para que sea considerada satisfactoria, el tiempo medido debe ser menor a los 100

segundos”. (LOPEZ, P. E., 2010)

Si la capacidad de filtración aumenta a medida que se aumenta el contenido de vacíos

de aire, consecuentemente, disminuye la resistencia a la compresión, es por ello que la

dosificación de la mezcla debe lograr un equilibrio entre la capacidad de filtración y la

resistencia a la compresión aceptable.

Ilustración 4 Capacidad de filtración del Hormigón Permeable

Fuente:http://www.arkigrafico.com/pavimento-permeable-la-mejor-opcion-contra-las-

inundaciones/

b) Durabilidad

Se considera como la capacidad que tiene el hormigón para resistir la acción de la

intemperie, es decir temperatura, lluvia, humedad, etc. sin que se vean afectadas sus

propiedades mecánicas. Al igual que el hormigón tradicional, la durabilidad del

hormigón permeable hace énfasis a la vida útil bajo las condiciones ambientales dada.

c) Absorción acústica

Es la capacidad que tienen ciertos materiales para absorber el sonido cuando la

superficie del mismo es golpeada, en donde la cantidad de sonido que este absorba va

http://www.arkigrafico.com/pavimento-permeable-la-mejor-opcion-contra-las-inundaciones/

http://www.arkigrafico.com/pavimento-permeable-la-mejor-opcion-contra-las-inundaciones/

16

a depender del tipo de material debido a que algunos materiales solo lo reflejan. El

hormigón permeable es considerado como un tipo de concreto altamente eficaz a la

absorción acústica debido a la presencia de un gran volumen de poros interconectados

de tamaños considerables en su estructura. “Este tipo de hormigón puede ser empleado

para reducir el ruido generado por la interacción neumático-pavimento en pavimentos

de hormigón.” (AMERICAN CONCRETE INSTITUTE COMMITTEE 522, Reporte

on Pervious Concrete, 2010), (Ver ilustración 5).

Ilustración 5 Reflexión de Ondas Sonoras debido al movimiento de vehículos

a) Reflexión de ondas sonoras en una superficie de concreto asfáltico.

b) Reflexión de ondas sonoras en una superficie de concreto permeable.

Fuente: http://www.ctre.iastate.edu/reports/mix_design_pervious.pdf, pág. 7

http://www.ctre.iastate.edu/reports/mix_design_pervious.pdf

17

2.1.3.3.PROPIEDADES MECÁNICAS

a) Resistencia a la Compresión

La resistencia a la compresión es otra de las propiedades más importantes del hormigón

ya que mide la resistencia máxima sometida a carga axial de especímenes cilíndricos

de hormigón, cuyas unidades se encuentran expresadas en kg/cm2 o MPa, la cual se

determina de acuerdo a la norma ASTM C39 a una edad de 28 días. La resistencia a la

compresión del concreto permeable según el código ACI 522R varía entre 2.8 a 28

MPa.

b) Tracción Indirecta

Este ensayo nos permite determinar la resistencia a la tracción indirecta de acuerdo a

la norma ASTM C496-11 de especímenes cilíndricos de concreto, tales como cilindros

moldeados y núcleos perforados que son sometidos a una carga paralela a su diámetro.

En la actualidad no existen normas que permitan determinar este tipo de resistencia en

el hormigón permeable, es por ello que en esta investigación se determina dicha

resistencia de acuerdo a lo que especifica la norma para un hormigón convencional.

El ensayo de tracción indirecta es un método sencillo de gran importancia,

principalmente en estructuras de pavimentos, el mismo permite reproducir la respuesta

de un pavimento flexible y obtener una carga máxima que es capaz de resistir un

hormigón antes de que se produzca la rotura. Según el manual de la PCA (PCA,2007)

en el capítulo I, la resistencia a la tracción de un hormigón convencional se encuentra

en el rango del 8% al 12% con respecto de la resistencia a la compresión del mismo.

Conocidas todas las características tanto físicas como mecánicas del hormigón

permeable, en la tabla 3. Se presenta una comparación con las características del

hormigón tradicional.

18

Tabla 3 Hormigón permeable Vs. Hormigón Convencional

Propiedad Hormigón permeable Hormigón convencional

Asentamiento, mm 0 - 2 2 - 23

Peso unitario, kg/m³ 1600 - 2000 2000 - 2400

Tiempo de fraguado, hora 1 1

Porosidad, % en volumen 15 - 25 3

Permeabilidad, lt/m²/min (cm/seg) 120 - 320 (0,20-0,54) (10-6 – 10-10)

Resistencia a compresión, MPa 2,8 - 28 Varios Elaboración: Los Autores

2.2.MARCO CONCEPTUAL

2.2.1. GLOSARIO

Aditivo: Material que no sea cemento Pórtland, árido o agua, utilizando eventualmente

como un ingrediente del mortero u hormigón y que se le añade antes o durante su

mezclado para modificar sus propiedades.

ACI: American Concrete Institute

Agregado: Componentes del hormigón constituidos por partículas de minerales

naturales, procedentes de la desintegración natural o de la trituración de rocas, con

forma, tamaño y distribución de tamaños apropiados.

Agregado grueso: Material proveniente de la desintegración natural o artificial de

partículas cuya granulometría es determinada por las especificaciones técnicas

correspondientes. Por lo general es retenida en la malla N°4 (4,75 mm).

Agregado fino: Material proveniente de la desintegración natural o artificial de

partículas cuya granulometría es determinada por las especificaciones técnicas

correspondientes. Por lo general pasa la malla N° 4 (4,75 mm) y contiene finos.

ASTM: Association for Testing Materials

Asentamiento: Medida a la consistencia del hormigón, obtenida en la prueba del cono

de Abrams.

Cemento: Conglomerante hidráulico que contiene al clínker pórtland como

constituyente necesario. Es un material inorgánico finamente dividido que, amasado

19

con agua, forma una pasta que fragua y endurece en virtud de reacciones y procesos de

hidratación y que, una vez endurecido, conserva su resistencia y estabilidad incluso

bajo el agua.

Cemento Portland: Es un producto obtenido por la pulverización del clinker Pórtland

con la adición eventual de yeso natural.

Compactación: Proceso manual o mecánico que tiende a reducir el volumen total de

vacíos de una masa de mortero o de hormigón fresco.

Compactación por varillado: Compactación del hormigón usando una varilla

de compactación.

Concreto permeable: Es un material de estructura abierta con asentamiento cero

compuestos por cemento portland, agregado grueso, poco o nada de agregado fino

aditivos y agua.

Curado: Es el proceso de aplicar y controlar ciertas condiciones ambientales para el

fraguado y endurecimiento del hormigón.

Densidad: Relación entre la masa y el volumen de un cuerpo

Dosificación: Proporción en masa o en volumen de los distintos materiales que integre

una mezcla.

Durabilidad: Propiedad que tienen los morteros y hormigones de resistir la acción

destructiva de agentes externos.

Hormigón: Es la mezcla constituida por aglomerantes hidráulicos, áridos, agua y el

eventual uso de aditivos en proporciones adecuadas para obtener características

prefijadas.

Humo de sílice: Sílice amorfa o no cristalina, de partículas muy finas. Constituye un

subproducto de la fabricación de aleaciones ferro-silíceas y otras silico-metálicas, en

hornos de arco eléctrico. También se lo conoce como humo de sílice condensado o

microsílice.

INEN: Servicio Ecuatoriano de Normalización

Permeabilidad: Capacidad de un material para permitir que un fluido lo atraviese sin

alterar su estructura interna.

20

Porosidad: Relación entre el volumen de vacíos abiertos y el volumen aparente del

cuerpo.

Resistencia a la compresión: Tensión correspondiente a la carga máxima alcanzada

durante el ensayo de compresión bajo una carga axil, referida al área de la sección

inicial de la probeta. Se obtiene al ensayar una probeta de acuerdo a la Norma NTE

INEN 1 573:2010

Tamaño máximo: Corresponde al menor tamiz po el que pasa toda la muestra de

agregado.

Tamaño nominal máximo: Corresponde al menor tamiz en el cual se produce el

primer retenido.

Tamiz: Aparato, en un laboratorio, usado para separar tamaños de material, y donde

las aberturas son cuadradas.

Trabajabilidad: Es la mayor o menor facilidad que presenta un hormigón o mortero

para mezclarse, transportarse y colocarse.

Vacíos: Espacios no ocupados por los componentes sólidos del hormigón

2.3.MARCO REFERENCIAL

Para profundizar el tema de hormigón permeable o poroso, se utilizarán referencias

válidas como: documentos de investigación, trabajos de grado y artículos de revistas

elaborados por otros autores que permita un mejor desarrollo en el proceso de

investigación.

Utilización de Hormigón Poroso para Revestimiento de taludes (Rosa

Cristina Zhindón Arévalo, 2010)

Los resultados de resistencia obtenidos para las mezclas fabricadas con granulometría

típica de un agregado grueso (1.2 – 12.5 mm) son valores mayores en un 30% a los

obtenidos con granulometría que contiene partículas comprendidas entre 2.5 y 19 mm.

Resulta obvio que una mezcla conformada con partículas de menor tamaño

21

tenga menor porcentaje de vacíos debido al reacomodo que sufre el agregado, en

consecuencia, su permeabilidad disminuye aproximadamente en un 50%, y la

resistencia aumenta en un 30%.

Desarrollo de Hormigones Permeables enfocado al diseño de mezclas,

construcción de obras y a la protección ambiental, basado en las normas

ACI, ASTM e INEN (Francisco Wladimir Játiva Valverde, 2014)

El autor Francisco Wladimir Játiva Valverde, graduado de la Universidad San

Francisco de Quito desarrolla hormigones permeables utilizando Cemento Holcim

Rocafuerte tipo ‘GU’ y agregados de 3/8’’, #4 y #8 proveniente de la cantera del Rio

Guayllabamba, comparara los resultados con uso de otro cemento y otro agregado, y

tiene aplicación práctica en la pavimentación del área de estacionamientos de la

Universidad San Francisco y también un ecológico diseño de aprovechamiento con un

reservorio sub superficial.

Fabricación de Hormigón Permeable para Canchas de Uso Múltiple con la

Utilización de Agregados de la Provincia de Pichincha (Núñez Herbozo,

2015)

El estudiante de la Universidad Católica del Ecuador, propone alcanzar un hormigón

que cumpla con la resistencia necesaria para ser utilizado en la construcción de canchas

de uso múltiple en parques. El material seleccionado para este estudio, fue el agregado

de la cantera de Holcim en Pifo, agregado grueso N°67 de tamaño máximo nominal de

¾”. Esto debido a que es una gradación utilizada comúnmente en las construcciones

dentro de la provincia. Mediante los ensayos, se determinó que el porcentaje de

absorción es de 3,37% y la gravedad específica es 2,36 g/cm3.

22

Dentro de las conclusiones que se mencionan en este trabajo se dice que la resistencia

a la compresión y la permeabilidad del hormigón tiene una forma prácticamente lineal,

es decir que, si la resistencia aumenta, la permeabilidad disminuye.

Concreto Poroso: Constitución, Variables influyentes y Protocolos para su

Caracterización

El presente trabajo abarca una exposición del estado del arte del concreto poroso, como

preámbulo de un proyecto de investigación que se desarrolla en la Unidad Académica

de Ingeniería Civil de la Universidad Técnica de Machala, y cuyo propósito es la

evaluación del uso potencial del concreto poroso en construcciones del Cantón

Machala, donde el nivel de escorrentía superficial lo justifique. La revisión comprende

la definición del concreto poroso en términos de sus componentes principales:

cemento, agregado grueso, agua, aditivos y arena, en poca o ninguna cantidad, para

provocar la generación de un importante contenido de vacíos interconectados que

posibiliten el rápido drenaje pluvial. Dados los reportes de variables de alta incidencia

en el comportamiento mecánico del concreto poroso (relación

resistencia/permeabilidad) se justifica una indagación, para sintetizar los efectos de las

variables en la preparación de la mezcla: proporción agua/cemento, granulometría y

morfología de los agregados, presión de compactación, técnicas de curado, entre otros.

2.4.MARCO LEGAL

Los reglamentos, normas técnicas y códigos que intervienen en la investigación para el

diseño de un hormigón permeable son las siguientes:

Código ACI (American Concrete Institute)

- ACI Manual of Concrete Practice Part 6 – 2016.- ACI 522R-10 Report

on Pervious Concrete

Especificaciones INEN (Instituto Ecuatoriano de Normalización)

23

- NTE INEN 155:2009, CEMENTO HIDRÁULICO. MEZCLADO

MECÁNICO DE PASTAS Y MORTEROS DE CONSISTENCIA

PLÁSTICA.

- NTE INEN 156:2009, CEMENTO HIDRÁULICO.

DETERMINACIÓN DE LA DENSIDAD.


DETERMINACIÓN DE LA CONSISTENCIA NORMAL. MÉTODO

DE VICAT.


DETERMINACIÓN DEL TIEMPO DE FRAGUADO. MÉTODO DE

VICAT.

- NTE INEN 696:2011, ÁRIDOS. ANÁLISISGRANULOMÉTRICO

EN LOS ÁRIDOS FINO Y GRUESO.

- NTE INEN 855:2010, ÁRIDOS. DETERMINACIÓN DE LAS

IMPUREZAS ORGÁNICAS EN EL ÁRIDO FINO PARA

HORMIGÓN.

- NTE INEN 856:2010, ÁRIDOS, DETERMINACIÓN DE LA

DENSIDAD, DENSIDAD RELATIVA (GRAVEDAD ESPECÍFICA)

Y ABSORCIÓN DEL ÁRIDO FINO.

- NTE INEN 857:2010, ÁRIDOS, DETERMINACIÓN DE LA

DENSIDAD, DENSIDAD RELATIVA (GRAVEDAD ESPECÍFICA)

Y ABSORCIÓN DEL ÁRIDO GRUESO.

- NTE INEN 857:2010, ÁRIDOS, DETERMINACIÓN DE LA MASA

UNITARIA (PESO VOLUMÉTRICO) Y EL PORCENTAJE DE

VACÍOS

- NTE INEN 860:2011, ÁRIDOS, DETERMINACIÓN DEL VALOR

DE LA DEGRADACIÓN DEL ÁRIDO GRUESO DE PARTÍCULAS

24

- MENORES A 37,5 mm MEDIANTE EL USO DE LA MÁQUINA DE

LOS ÁNGELES.

- NTE INEN 1762:2014, HORMIGÓN. DEFINICIONES Y

TERMINOLOGÍA.


DETERMINACIÓN DEL FLUJO DE MORTESROS.

Especificaciones ASTM (American Society for Testing Materials)

- ASTM C33/C33M-16, Especificación Normalizada para Agregados

para Concreto.

- ASTM C143/C143M-16, Método de Ensayo Normalizado para

Asentamiento de Concreto de Cemento hidráulico.

- ASTM C150-07, Especificación Normalizada para Cemento Portland.

- ASTM C595/C595M-09, Especificación Normalizada para Cementos

Adicionados Hidráulicos.

- ASTM C618-15, Especificación Normalizada para Ceniza volante de

carbón y puzolana natural n crudo o calcinada para uso de concreto.

- ASTM C1157/C1157M-11, Especificación Normalizada para Cemento

Hidráulico.

25

CAPÍTULO III

3. METODOLOGÍA

La mezcla de hormigón permeable tiene la característica de poseer una granulometría

peculiar de agregado grueso, que va desde los 3/8” hasta el N° 30. El diseño de la

mezcla se hace a partir de tres distintas graduaciones, es decir; se realizan tres mezclas

con las graduaciones de 3/8”, N° 4 y N° 8 utilizando agregados de las canteras de San

Antonio y Pintag, como se observan en las Fotografías 2 y 3.

Fotografía 2 Agregado Grueso de la Cantera Pintag de Gradación 3/8”, N° 4 y N° 8.

Fuente: Los Autores

Fotografía 3 Agregado Grueso de la Cantera San Antonio de Gradación 3/8”, N° 4 y N° 8

Fuente: Los Autores

26

Se utiliza también el cemento tipo GU de uso general y en caso de que no brinde

características mecánicas óptimas se usará otro tipo de cemento. Además, se incorporan

aditivos para mejorar las características de la mezcla de hormigón permeable.

3.1.AGREGADOS

3.1.1. AGREGADOS FINO Y GRUESO

El agregado grueso y el agregado fino provenientes de las canteras de San Antonio y

Pintag tienen diferentes características, como se puede observar en la Fotografía 4

(Cantera Pintag) el ripio al igual que la arena tienen una tonalidad café oscura y en

cuanto a su forma, el ripio tiene forma angular y la arena es muy fina.

Fotografía 4 Agregado de la Cantera Pintag

Fuente: Los Autores

Tanto la arena como el ripio de la cantera de San Antonio poseen una tonalidad azulada,

mientras que la forma del ripio es redondeada y la arena es fina con presencia de

partículas gruesas como se puede visualizar en la fotografía 5.

Se escogieron los agregados provenientes de estas canteras con la finalidad de conocer

que agregados poseen mejores características y a su vez saber cuál se adapta mejor a la

mezcla de hormigón permeable.

27

Fotografía 5 Agregado de la Cantera San Antonio

Fuente: Los Autores

3.1.2. CARACTERIZACIÓN DE LOS AGREGADOS GRUESO Y FINO

SEGÚN NORMAS ESPECIFICADAS

Para proceder con el diseño de una mezcla de hormigón permeable, es necesario

realizar la caracterización de los materiales que se van a utilizar. Esta caracterización

se realiza siguiendo los mismos procedimientos que se ejecutan para un hormigón

convencional. La finalidad es la de realizar una serie de ensayos que permitan conocer

las características que tienen los agregados y el cemento que van a ser utilizados para

la fabricación de la mezcla. Los materiales a utilizar fueron escogidos con la finalidad

de ver cuáles son los que mejor se adaptan a una mezcla de hormigón permeable. Todos

los ensayos para la caracterización tanto del agregado grueso, agregado fino y cemento,

se realizaron en el laboratorio del Instituto Ecuatoriano del Cemento y del Hormigón

(INECYC), Los informes de los respectivos ensayos se encuentran detallados en los

anexos.

3.1.2.1.Colorimetría (Determinación de las impurezas orgánicas en el árido

fino para Hormigón)

El ensayo de colorimetría, de acuerdo a la norma NTE INEN 855 (DETERMINACIÓN

DE LAS IMPUREZAS ORGÁNICAS EN EL ÁRIDO FINO PARA HORMIGÓN; 2011),

consiste en preparar una muestra de arena de aproximadamente 450 g, la cual se debe

verter en las botellas de vidrio graduadas hasta un volumen de aproximadamente 130

cm3, se añade una solución de hidróxido de sodio

28

hasta un volumen de 200 cm3, para luego tapar la botella y agitar vigorosamente y

dejarla reposar por un lapso de 24 horas. Para determinar la colorimetría de la arena de

San Antonio y Pintag, se utilizó el procedimiento a través del comparador de color

normalizado, cuyos resultados se registran a continuación:

INFORME DE ENSAYO

DETERMINACIÓN DE LAS IMPUREZAS ORGÁNICAS EN EL

AGREGADO FINO

NORMA ASTM C40

NORMA INEN 855

Datos Generales

Cantera: SAN ANTONIO

Ubicación: NOROCCIDENTE DE

QUITO

Tipo de Agregado POLVO DE PIEDRA

Fecha de Muestreo 5 DE ABRIL DEL 2016

Fecha de Ensayo 5 DE ABRIL DEL 2016

Resultados del Ensayo Aplicado

PROCEDIMIENTO CON EL

COMPARADOR DE COLOR

NORMALIZADO

Color de Acuerdo a la

Escala de Gardner 5

Color Determinado en

el Ensayo 1

Recomendaciones

El agregado contiene cantidades

de materia orgánica en poca

cantidad que no influyen en las

propiedades mecánicas del

mortero u hormigón

29

INFORME DE ENSAYO

DETERMINACIÓN DE LAS IMPUREZAS ORGÁNICAS EN EL

AGREGADO FINO

NORMA ASTM C40

NORMA INEN 855

Datos Generales

Cantera: PINTAG

Ubicación: PINTAG





PROCEDIMIENTO CON EL

COMPARADOR DE COLOR

NORMALIZADO

Color de Acuerdo a la

Escala de Gardner 14

Color Determinado en

el Ensayo 4

Recomendaciones

El agregado contiene impurezas

orgánicas en cantidades

inapropiadas e influyentes en la

resistencia del mortero u hormigón

30

3.1.2.2.Granulometría Agregado Fino

El ensayo de granulometría de agregado fino, de acuerdo a la norma NTE INEN 696

(ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO EN AGREGADO GRUESO Y FINO; 2011) permite

determinar la distribución granulométrica de las partículas de un árido fino a través de

un tamizado.

El ensayo consiste en tomar una muestra de arena como mínimo de 300 g, esta muestra

se deja pasar por tamices con aberturas cada vez más pequeñas, con el objetivo de

determinar el porcentaje de masa que queda retenido en cada uno de los tamices. El

ensayo finaliza con la construcción de la curva granulométrica, para conocer si la arena

se encuentra dentro de los límites especificados en la norma.

Los ensayos de la granulometría realizados a la arena de san Antonio y Pintag son los

siguientes:

31

INFORME DE ENSAYO ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO DEL AGREGADO FINO

NORMA ASTM C136

NORMA INEN 696

Datos Generales


Ubicación: NOROCCIDENTE DE QUITO





Tamiz Retenido en Masa Porcentaje Límites

pulg Mm

Parcial

(g)

Acumulado

(g)

Retiene

(%) Pasa (%)

Especificado

s

3/8" 9.50 0 0 0,0 100,0 100

N°4 4.75 19,1 19,1 3,8 96,2 95 a 100

N°8 2.36 91,8 110,9 22,2 77,8 80 a 100

N°16 1.18 108,8 219,7 44,0 56,0 50 a 85

N°30 0.60 114,0 333,7 66,8 33,2 25 a 60

N°50 0.30 105,6 439,3 88,0 12,0 10 a 30

N°100 0.15 53,4 492,7 98,7 1,3 0 a 10

Bandeja 6,7 499,4 100,0 0,0 -

Masa Inicial (g) 500

MF =

Σ(% Retenido)Serie

Tyler

Módulo de

Finura 3,2 100

0

20

40

60

80

100

0 0,15 0,3 0,6 1,18 2,36 4,75 9,5

Po

rce

nta

je q

ue

Pas

a

Número de Tamiz en mm

Límite Superior

Límite Inferior

CurvaGranulométrica

32

INFORME DE ENSAYO ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO DEL AGREGADO FINO

NORMA ASTM C136

NORMA INEN 696

Datos Generales

Cantera: PINTAG

Ubicación: PINTAG






pulg mm Parcial (g) Acumulado (g) Retiene (%) Pasa (%) Especificados

3/8" 9.50 0 0 0,0 100,0 100

N°4 4.75 0 0 0,0 100,0 95 a 100

N°8 2.36 61,9 61,9 12,4 87,6 80 a 100

N°16 1.18 105,8 167,7 33,6 66,4 50 a 85

N°30 0.60 97,9 265,6 53,2 46,8 25 a 60

N°50 0.30 86,7 352,3 70,5 29,5 10 a 30

N°100 0.15 62 414,3 83,0 17,0 0 a 10

Bandeja 85,2 499,5 100,0 0,0 -

Masa Inicial (g) 500 MF =

Σ(% Retenido)Serie Tyler

Módulo de Finura 2,5 100

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 0,15 0,3 0,6 1,18 2,36 4,75 9,5

Po

rce

nta

je q

ue

Pas

a

Número de Tamiz en mm

Límite Superior

Límite Inferior


33

3.1.2.3.Granulometría Agregado Grueso

Al igual que en el ensayo de granulometría del agregado fino, la norma NTE INEN 696

(ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO EN AGREGADO GRUESO Y FINO; 2011), se

utiliza para determinar la distribución granulométrica de las partículas de un árido

grueso a través de un tamizado.

El ensayo consiste en tomar una muestra de árido grueso de acuerdo a lo especificado

en la tabla 4.

Tabla 4 Tamaño de la muestra para ensayo de granulometría en árido grueso

Fuente: Norma INEN 696- ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO EN AGREGADO GRUESO Y FINO – Tabla 1,

Tamaño de la muestra para ensayo del árido grueso.

Una vez determinado el tamaño mínimo de la muestra para el ensayo, se deja la muestra

pasar por tamices con aberturas cada vez más pequeñas, con el objetivo de determinar

el porcentaje de masa que queda retenido en cada uno de los tamices, y posteriormente

construir la curva granulométrica.

Los ensayos de la granulometría realizados para el agregado grueso de San Antonio y

Pintag son los siguientes:

34

INFORME DE ENSAYO

ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO DEL AGREGADO GRUESO

NORMA ASTM C136

NORMA INEN 696

Datos Generales



Tamaño de la partícula 1"





Pulg mm Parcial (g) Acumulado (g) Retiene (%) Pasa (%) Especificados

2" 50.80 0 0 0.0 100.0 -

11/2" 38.10 113.8 113.8 1.1 98.9 -

1" 25.40 489 602.3 6.0 94.0 100

3/4" 19.00 467.9 1070.2 10.7 89.3 90-100

1/2" 12.50 1616.3 2686.5 26.8 73.2 -

3/8" 9.50 2157.7 4844.2 48.4 51.6 30-65

N°4 4.76 3745.8 8590 85.9 14.1 5-25

N°8 2.38 874.3 9464.3 94.6 5.4 0-10

Bandeja 541.4 10005.7 100.0 0.0 -

Masa Inicial (g) 10000.0 MF =


Módulo de Finura 6.41 100

Tamaño Nominal Máximo 1" Número de Tamaño 68

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 2,38 4,76 9,5 19 25,4

Po

rce

nta

je q

ue

pas

a (%

)

Número de tamiz (mm)

Límite Inferior

Límite Superior


35

INFORME DE ENSAYO

ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO DEL AGREGADO GRUESO

NORMA ASTM C136

NORMA INEN 696

Datos Generales

Cantera: PINTAG

Ubicación: PINTAG

Tamaño de la partícula 3/4"





pulg mm Parcial (g) Acumulado (g) Retiene (%) Pasa (%) Especificados

2" 50.80 0 0 0.0 100.0 -

11/2" 38.10 0 0 0.0 100.0 -

1" 25.40 0 0 0.0 100.0 100

3/4" 19.00 210.8 210.8 4.2 95.8 90-100

1/2" 12.50 3460.0 3670.8 73.4 26.6 20-55

3/8" 9.50 910.0 4580.8 91.6 8.4 0-15

N°4 4.76 390.7 4971.5 99.5 0.5 0-5

N°8 2.38 1.2 4972.7 99.5 0.5 -

Bandeja 25.5 4998.2 100.0 0.0 -

Masa Inicial (g) 5000.0 MF =


Módulo de Finura 6.95 100

Tamaño Nominal Máximo 3/4" Número de Tamaño 6

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 2,38 4,76 9,5 19 25,4

Po

rce

nta

je q

ue

pas

a (%

)

Número de Tamiz (mm)

Límite Inferior

Límite Superior


36

3.1.2.4.Abrasión

El ensayo de abrasión se realiza únicamente en agregado grueso, según la norma NTE

INEN 860 (Determinación del Valor de la Degradación del Árido Grueso de Partículas

Menores a 37.5mm Mediante el Uso de Los Ángeles;2011); consiste en determinar el

valor del desgaste de un agregado grueso mediante la pérdida de la masa por desgaste

e impacto. Se introduce una muestra de agregado grueso y la carga en la Máquina de

Los Ángeles. La carga es una serie de esferas de acero, que depende de la gradación

que tenga la muestra, tiene cuatro niveles que se detallan en la tabla 5.

Tabla 5 Especificaciones para la carga

Fuente: Norma INEN 860 (Determinación del Valor de la Degradación del Árido Grueso de Partículas

Menores a 37.5mm Mediante el Uso de Los Ángeles) – Especificaciones para la carga.

Una vez que se introdujo la carga y el agregado en la Máquina de Los Ángeles, se hace

girar la máquina 500 revoluciones; terminadas las revoluciones se descarga todo el

material y se realiza una separación por tamizado a través del tamiz N°12. Los

resultados de los ensayos de abrasión tanto en el ripio de san Antonio y Pintag son los

siguientes:

37

INFORME DE ENSAYO

ABRASIÓN DE LOS ÁNGELES

NORMA ASTM C131

NORMA INEN 861

Datos Generales



Tamaño Nominal Máximo 1"




1 Masa de la Muestra de Agregado Preparada 5009.9 g

2 Masa de Agregado Retenido en el Tamiz Nº12 después de 100 revoluciones 4420.9 g

3 Masa del Agregado Que Pasa el Tamiz Nº12 después de 100 revoluciones 589 g

4 Porcentaje de Agregado Que Pasa el Tamiz Nº12 después de 100 revoluciones (Pérdida) 11.8 %

5 Masa del Agregado Retenido en el Tamiz Nº12 después de 500 revoluciones 2572.6 g

6 Masa del Agregado Que Pasa el Tamiz Nº12 después de 500 revoluciones 2437.3 g


8 Coeficiente de Uniformidad 0.24

9 Porcentaje de Desgaste del Agregado 48.6

38

INFORME DE ENSAYO

ABRASIÓN DE LOS ÁNGELES

NORMA ASTM C131

NORMA INEN 861

Datos Generales

Cantera: PINTAG

Ubicación: PINTAG

Tamaño Nominal Máximo 3/4"




1 Masa de la Muestra de Agregado Preparada 5000.0 g

2 Masa de Agregado Retenido en el Tamiz Nº12 después de 100 revoluciones 4740.0 g



5 Masa del Agregado Retenido en el Tamiz Nº12 después de 500 revoluciones 3152.1 g



8 Coeficiente de Uniformidad 0.14

9 Porcentaje de Desgaste del Agregado 37.0

39

3.1.2.5.Peso Específico y Capacidad de Absorción del Agregado Grueso

La norma NTE INEN 857 (DETERMINACIÓN DE LA DENSIDAD, DENSIDAD

RELATIVA Y ABSORCIÓN DEL ÁRIDO GRUESO; 2010) establece en la tabla 6. La

muestra mínima de agregado grueso que se necesita para proceder a realizar el ensayo.

Tabla 6 Muestra mínima de la muestra para ensayo

Fuente: norma INEN 857 (Determinación de la densidad, densidad relativa y absorción del árido

grueso) –Tabla 1. Masa mínima de la muestra para ensayo.

Dependiendo del tamaño máximo nominal del agregado, se procede a tomar una

muestra representativa del agregado grueso y se sumerge en agua por un periodo de 24

h ± 4h, hasta conseguir una masa constante, el propósito es llenar completamente con

agua los poros del agregado. Una vez que han finalizado las 24 horas, se retira la

muestra del agua y se seca el agua superficial de las partículas hasta conseguir que estas

se encuentren en estado SSS (saturado superficialmente seco) y se mide su masa.

Luego, se mide el volumen de la muestra por el método del desplazamiento de agua;

finalmente, la muestra se seca al horno y se determina su masa. La realización del

ensayo se puede observar en las fotografías 6 y 7.

40

Fotografía 6 Preparación de la muestra Estado SSS

Fuente: Los Autores

Fotografía 7 Realización del ensayo

Fuente: Los Autores

Con los valores de masa obtenidos y mediante fórmulas que se especifican en la norma

INEN 857, se procede a calcular la densidad, la densidad relativa (gravedad específica)

y la absorción del agregado grueso. Los ensayos realizados tanto para el ripio de San

Antonio, como para el ripio de Pintag, dieron los siguientes resultados:

41

INFORME DE ENSAYO PESO ESPECÍFICO, CAPACIDAD DE ABSORCIÓN Y CONTENIDO DE HUMEDAD DEL

AGREGADO GRUESO NORMA ASTM C128, C566

Datos Generales

Cantera

: SAN ANTONIO

Ubicació

n:

NOROCCIDENTE DE

QUITO

Tamaño nominal

máximo 1"

Fecha de

Muestreo

7 DE ABRIL DEL

2016

Fecha de

Ensayo

7 DE ABRIL DEL

2016


PESO ESPECÍFICO: AGREGADO GRUESO

1. Masa del Agregado en Estado SSS 4000.0 g

2. Masa del Agregado Sumergido en Agua 2431.1 g

3. Volumen desplazado 1568.9 cm³

Peso Específico del Agregado 2.55 g/cm³

2543 kg/m³

CAPACIDAD DE ABSORCIÓN: AGREGADO GRUESO


2. Masa del Agregado Seco al Horno 3833.9 g

Capacidad de Absorción del Agregado 4.3 %

Densidad Relativa del Agregado 2.44 g/g

CONTENIDO DE HUMEDAD: AGREGADO GRUESO

1. Masa del Agregado en Estado Natural 4000.0 g


Contenido de Humedad del Agregado 2.8 %

42

INFORME DE ENSAYO PESO ESPECÍFICO, CAPACIDAD DE ABSORCIÓN Y CONTENIDO DE HUMEDAD DEL

AGREGADO GRUESO

NORMA ASTM C128, C566

Datos Generales

Cantera: PINTAG

Ubicación: PINTAG

Tamaño nominal

máximo 3/4"


Fecha de

Ensayo 7 DE ABRIL DEL 2016


PESO ESPECÍFICO: AGREGADO GRUESO


2. Masa del Agregado Sumergido en Agua 1743.9 g

3. Volumen desplazado 1256.8 cm³

Peso Específico del Agregado 2.39 g/cm³

2382 kg/m³

CAPACIDAD DE ABSORCIÓN: AGREGADO GRUESO



Capacidad de Absorción del Agregado 2.6 %

Densidad Relativa del Agregado 2.33 g/g

CONTENIDO DE HUMEDAD: AGREGADO GRUESO


2. Masa del Agregado Seco al Horno 1998 g

Contenido de Humedad del Agregado 0.2 %

43

3.1.2.6.Peso Específico y Capacidad de Absorción del Agregado Fino

El ensayo de acuerdo la norma NTE INEN 856 (DETERMINACIÓN DE LA

DENSIDAD, DENSIDAD RELATIVA Y ABSORCIÓN DEL ÁRIDO FINO; 2010)

indica que se debe tomar una muestra representativa de agregado fino de

aproximadamente 500 ± 10 g, esta muestra debe estar totalmente seca, para poder

sumergirla en agua por un periodo de 24 h ± 4 h, con el propósito de llenar con agua

sus poros. Finalizado este período se retira la muestra del agua y se seca el agua

superficial de las partículas hasta que se encuentre en estado SSS (saturado

superficialmente seco) y se determina su masa. Luego, se coloca la muestra en un

recipiente volumétrico (picnómetro) y se determina el volumen de la muestra por el

método gravimétrico o volumétrico; finalmente, la muestra se seca al horno y se

determina nuevamente su masa. (Ver fotografía 8)

Con los valores de masa obtenidos y mediante fórmulas que se especifican en la norma

INEN 856, se procede a calcular la densidad, la densidad relativa (gravedad específica)

y la absorción del agregado grueso.

Fotografía 8 Realización del ensayo

Fuente: Los Autores

Los ensayos realizados tanto para la arena de San Antonio, como para la arena de

Pintag, dieron los siguientes resultados:

44

INFORME DE ENSAYO PESO ESPECÍFICO, CAPACIDAD DE ABSORCIÓN Y CONTENIDO DE

HUMEDAD DE LA ARENA


Datos Generales


Ubicación:

NOROCCIDENTE DE

QUITO

Tipo de

Agregado POLVO DE PIEDRA




PESO ESPECÍFICO: AGREGADO FINO

1. Masa del Picnómetro Vacío 151.4 g

2. Masa del Picnómetro + Agregado 451.3 g

3. Masa del Picnómetro + Agregado + Agua 833.7 cm³

3. Masa del Picnómetro + Agua 500ml 651.4 cm³

3. Volumen Desalojado 117.60 cm³

Peso Específico del Agregado

2.55 g/cm³

2550 kg/m³

CAPACIDAD DE ABSORCIÓN: AGREGADO FINO



Capacidad de Absorción del Agregado (C.A.) 4.1 %

C.A.>C.H. (Seco al Aire) C.A.<C.H. (Sobresaturado)

CONTENIDO DE HUMEDAD: AGREGADO FINO



Contenido de Humedad del Agregado (C.H.) 0.4 %

45

INFORME DE ENSAYO PESO ESPECÍFICO, CAPACIDAD DE ABSORCIÓN Y CONTENIDO DE

HUMEDAD DE LA ARENA


NORMA INEN 696

Datos Generales

Cantera: PINTAG

Ubicación PINTAG

Tipo de

Agregado POLVO DE PIEDRA

Fecha de

Muestreo 14 DE ABRIL DEL 2016

Fecha de



PESO ESPECÍFICO: AGREGADO FINO

1. Masa del Picnómetro Vacío 150.9 g

2. Masa del Picnómetro + Agregado 450.2 g

3. Masa del Picnómetro + Agregado + Agua 834.8 cm³

3. Masa del Picnómetro + Agua 500ml 650.9 cm³

3. Volumen Desalojado 115.40 cm³

Peso Específico del Agregado

2.59 g/cm³

2594 kg/m³

CAPACIDAD DE ABSORCIÓN: AGREGADO FINO



Capacidad de Absorción del Agregado (C.A.) 2.9 %

C.A.>C.H. (Seco al Aire) C.A.<C.H. (Sobresaturado)

CONTENIDO DE HUMEDAD: AGREGADO FINO



Contenido de Humedad del Agregado (C.H.) 2.1 %

46

3.1.2.7.Densidad Aparente Suelta y Compactada del Agregado Fino y agregado

Grueso.

Este ensayo sirve para determinar la masa unitaria del agregado fino, en condición

compactada o suelta y calcular los vacíos entre las partículas tanto en agregado fino y

grueso como en una mezcla entre ellos, de acuerdo a lo establecido en la norma NTE

INEN 858, (DETERMINACIÓN DE LA MASA UNITARIA Y EL PORCENTAJE DE

VACÍOS; 2010), consiste en colocar una muestra representativa de agregado fino o

grueso en un recipiente, compactarlo de acuerdo a lo establecido en la norma y

determinar el peso volumétrico de cada agregado, como se observa en la fotografía 9.

Fotografía 9 Densidad Suelta y Compactada del Agregado Grueso

Fuente: Los Autores

Los resultados obtenidos para la arena y ripio de cada cantera se detallan a

continuación:

47

INFORME DE ENSAYO DENSIDAD APARENTE SUELTA Y COMPACTADA AGREGADO

GRUESO

NORMA ASTM C128

Datos Generales



Tamaño nominal

máximo 1"

Fecha de

Muestreo 14 DE ABRIL DEL 2016

Fecha de



AGREGADO GRUESO

Cilindro Metálico de Prueba

Masa 2600.0 g

Volumen 5406.1 cm³

Masa Suelta del Agregado + Cilindro Metálico (g) Masa Unitaria

Suelta (g/cm3) m1 m2 m3 Promedio

10040 10040 10040 10040.00 1.38

Masa Compactada del Agregado + Cilindro

Metálico (g) Masa Unitaria

Compactada

(g/cm3) m1 m2 m3 Promedio

10560 10500 10500 10520.00 1.47

48

INFORME DE ENSAYO DENSIDAD APARENTE SUELTA Y COMPACTADA AGREGADO

GRUESO

NORMA ASTM C128

Datos Generales

Cantera: PINTAG

Ubicación: PINTAG

Tamaño nominal

máximo 3/4"




AGREGADO FINO


Masa 2600.0 g

Volumen 5406.4 cm³



9640 9640 9660 9646.67 1.30

Masa Compactada del Agregado + Cilindro Metálico (g) Masa Unitaria

Compactada


10100 10180 10180 10153.33 1.40

49

INFORME DE ENSAYO

DENSIDAD APARENTE SUELTA Y COMPACTADA AGREGADO FINO

NORMA ASTM C127

NORMA INEN 858

Datos Generales







AGREGADO FINO


Masa 1322.3 g

Volumen 964.6 cm³



2903 2904.1 2906.4 2904.5 1.64

Masa Compactada del Agregado + Cilindro Metálico (g) Masa Unitaria

Compactada


2997.3 3022 3033.8 3017.70 1.76

50

INFORME DE ENSAYO

DENSIDAD APARENTE SUELTA Y COMPACTADA AGREGADO FINO

NORMA ASTM C127

NORMA INEN 858

Datos Generales

Cantera: PINTAG

Ubicación: PINTAG





AGREGADO FINO


Masa 640.0 g

Volumen 978.2 cm³



2200 2200 2200 2200.00 1.59

Masa Compactada del Agregado + Cilindro Metálico

(g) Masa Unitaria

Compactada


2360 2380 2380 2373.33 1.77

51

3.2. CEMENTO

Para la investigación se utilizaron dos tipos de cementos; el cemento HOLCIM

FUERTE GU que debido a sus principales características como su resistencia,

durabilidad y destacado desempeño permitirá alcanzar resistencias aceptables para el

hormigón permeable.

Por otra parte, también se utilizó el cemento Chimborazo HE el cual tiene la

característica de proporcionar altas resistencias a edades tempranas, ya que, debido a

su destacado desempeño, permitirá alcanzar resistencias deseadas y se adaptará

perfectamente a un hormigón permeable. (Cemento Chimborazo Tipo HE, Altas

resistencias a edades tempranas, s.f.)

Hay que tomar muy en cuenta que la cantidad de cemento que utilicemos va a influir

directamente en las propiedades del hormigón permeable. Si se tiene mayor cantidad

de cemento, se podrá abarcar una mayor superficie de las partículas de los agregados,

permitiendo que éstas se enlacen de mejor forma brindando mayor resistencia a la

mezcla, pero a su vez ocupará el espacio de los vacíos o poros que brindan las

propiedades permeables a este hormigón. (NÚÑEZ, F., 2015)

3.2.1. Densidad del Cemento

La norma NTE INEN 156 (CEMENTO HIDRÁULICO DETERMINACIÓN DE LA

DENSIDAD; 2009) establece que para la determinación de la densidad del cemento se

debe realizar una relación entre una masa de cemento y el volumen de líquido no

reactivo (gasolina) que esta masa desplaza en el frasco de Le Chatelier (Ver fotografía

10). La masa que se utiliza para el ensayo es de alrededor de 64 g; el ensayo se debe de

realizar a una temperatura de 22°C ± 2°C y a una humedad mayor al 50%.

52

Fotografía 10 Materiales a emplearse, Frasco de Lechatelier y gasolina

Fuente: Los Autores

Fotografía 11 Determinación de la densidad del cemento

Fuente: Los Autores

Los resultados obtenidos en cada uno de los cementos son los siguientes:

53

INFORME DE ENSAYO

DENSIDAD ABSOLUTA DEL CEMENTO - Frasco LeChatelier

NORMA ASTM C188

NORMA INEN 156

Datos Generales

Marca HOLCIM FUERTE

Tipo GU (Uso General)


Fecha de



Condiciones Ambientales

Temperatura 23ºC Humedad Relativa 54%

Medida de la Masa Medida del Volumen

Frasco Le Chatelier + Gasolina 235.3 g Primera Lectura Frasco + Gasolina 0.7 cm³

Frasco LeChatelier + Gasolina + Cemento 298.8 g Lectura Final Frasco + Gasolina + Cemento 23.2 cm³

Diferencia de Masas 63.5 G

Diferencia de Volúmenes 22.5 G

Densidad Absoluta del Cemento 2.82 g/cm³

2822 kg/m³

54

INFORME DE ENSAYO

DENSIDAD ABSOLUTA DEL CEMENTO - Frasco LeChatelier

NORMA ASTM C188

NORMA INEN 156

Datos Generales

Marca CHIMBORAZO

Tipo HE (Alta resistencia a edades tempranas)






Medida de la Masa Medida del Volumen

Frasco Le Chatelier + Gasolina 318.5 g Primera Lectura Frasco + Gasolina 0.2 cm³

Frasco LeChatelier + Gasolina + Cemento 382.1 g Lectura Final Frasco + Gasolina + Cemento 22.1 cm³

Diferencia de Masas 63.6 G

Diferencia de Volúmenes 21.9 G

Densidad Absoluta del Cemento 2.90 g/cm³

2904 kg/m³

55

3.2.2. Consistencia Normal del Cemento

El ensayo permite determinar la consistencia normal de un cemento hidráulico que se

utilizara en la mezcla de hormigón permeable. Según la NTE INEN 157 (Cemento

Hidráulico, Determinación de la consistencia normal. Método de vicat; 2010), la

determinación de la consistencia normal de los cementos hidráulicos se basa en la

resistencia que opone la pasta de cemento a la penetración de la varilla del aparato de

Vicat en un tiempo normalizado. La pasta para el ensayo se prepara en una mezcladora

de tres velocidades como se puede observar en la fotografía 12; la pasta alcanza su

consistencia normal cuando la varilla penetra 10 mm ± 1 mm bajo la superficie original

de la pasta en 30 segundos después de haber sido soltada.

Fotografía 12 Mezclado de la pasta de Cemento

Fuente: Los Autores

Los resultados obtenidos de los ensayos realizados para los dos cementos se muestran

a continuación:

56

INFORME DE ENSAYO

CONSISTENCIA NORMAL DEL CEMENTO - Método de Vicat

NORMA ASTM C187

NORMA INEN 157

Datos Generales

Marca HOLCIM FUERTE







Masa del Cemento Ensayado 650.0 gramos

Cantidad de Agua en Masa 182.0 gramos

Temperatura del Agua de Mezcla 21.0 ºC

Porcentaje de Consistencia Normal 28.0 %

Penetración de la Aguja de Vicat 9 milímetros

57

INFORME DE ENSAYO

CONSISTENCIA NORMAL DEL CEMENTO - Método de Vicat

NORMA ASTM C187

NORMA INEN 157

Datos Generales

Marca CHIMBORAZO







Masa del Cemento Ensayado 650 gramos

Cantidad de Agua en Masa 182 gramos

Temperatura del Agua de Mezcla 23 ºC

Porcentaje de Consistencia Normal 28 %

Penetración de la Aguja de Vicat 11 milímetros

58

3.2.3. Tiempo de Fraguado del Cemento

Este ensayo permite determinar el tiempo de fraguado del cemento que se va a utilizar

para la fabricación del hormigón permeable, a través del aparato de vicat. Según la

norma NTE INEN 158 (Cemento Hidráulico. Determinación del Tiempo de

fraguado.Método de Vicat; 2009), la determinación de los tiempos de fraguado se

realiza en pastas de cemento hidráulico de consistencia normal, preparadas de acuerdo

a la NTE INEN 157, es decir la pasta debe estar en consistencia normal; esta pasta debe

estar en un cuarto de curado donde inicia el proceso de fraguado. Se realizan

penetraciones periódicas en la pasta utilizando la aguja de Vicat de 1 mm de diámetro.

El tiempo de fraguado inicial, es el tiempo transcurrido entre el contacto inicial del

cemento con el agua y el instante en el cual la penetración medida o calculada es de 25

mm. El tiempo de fraguado final Vicat, es el tiempo transcurrido entre el contacto

inicial del cemento con el agua y el instante en el cual la aguja no deja una impresión

circular completa en la superficie de la pasta.

Los resultados obtenidos en los dos tipos de cementos se muestran a continuación:

59

INFORME DE ENSAYO

TIEMPOS DE FRAGUADO

NORMA ASTM C191

NORMA INEN 158

Datos Generales

Marca HOLCIM FUERTE







Consistencia

Normal

Masa del Cemento Ensayado 650.0 g

Cantidad de Agua en Masa 173.0 g



Penetración de la Aguja de Vicat 11 mm

Tiempos de

Fraguado

Hora Inicial de Ensayo 8 : 53 0 min

Hora de Fraguado Inicial 10 : 52 119 min

Hora de Fraguado Final 11 : 52 179 min

60

INFORME DE ENSAYO

TIEMPOS DE FRAGUADO

NORMA ASTM C191

NORMA INEN 158

Datos Generales

Marca CHIMBORAZO







Consistencia

Normal

Masa del Cemento Ensayado 650.0 g

Cantidad de Agua en Masa 182.0 g



Penetración de la Aguja de Vicat 11 mm

Tiempos de

Fraguado

Hora Inicial de Ensayo 9 : 25 0 min

Hora de Fraguado Inicial 11 : 40 135 min

Hora de Fraguado Final 17 : 30 485 min

61

3.2.4. Flujo de Morteros

Según la norma NTE INEN 2502 (Cemento Hidráulico. Determinación del flujo en

morteros; 2009), el ensayo permite determinar el flujo de mortero de un cemento

hidráulico utilizado para la fabricación de un hormigón permeable, el método de ensayo

indicado en esta norma se basa en la medición y cálculo en porcentaje del incremento

del diámetro de la base de la masa de mortero de cemento hidráulico, medido en la

mesa de flujo, producido por la acción de 25 caídas en 15 segundos como se detallan

en las fotografías 13.

Fotografía 13 Realización de ensayo, Medición de los diámetros de la pasta

Fuente: Los Autores

Los resultados obtenidos de los ensayos para los dos tipos de cementos se muestran a

continuación:

62

INFORME DE ENSAYO

FLUJO EN MORTEROS

NORMA ASTM C 1437

NORMA INEN 2502

Datos Generales

Marca HOLCIM FUERTE







DOSIFICACIÓN (Cantidades en

kg)

Cemento Arena N. Agua

0.500 1.375 0.290

Diá

met

ro m

m

1er

Línea 2da Línea

3er

Línea 4ta Línea

25.0 24.7 24.9 24.5

Relación W/C 0.58

Flujo del Mortero 106 %

63

INFORME DE ENSAYO

FLUJO EN MORTEROS

NORMA ASTM C 1437

NORMA INEN 2502

Datos Generales

Marca CHIMBORAZO







DOSIFICACIÓN (Cantidades en

kg)

Cemento Arena N. Agua

0.5 1.375 0.29

Diá

met

ro m

m

1er

Línea 2da Línea

3er

Línea 4ta Línea

24.9 25 25.3 25.2

Relación W/C 0.58

Flujo del Mortero 109 %

64

3.3. ADITIVO

Para la fabricación del hormigón permeable se utilizaron ciertos aditivos que fueron

aplicados en diferentes pruebas, con el fin de conocer cuál es el que va a mejorar

notablemente las características de este hormigón. Es por ello que se utilizó un aditivo

superplastificante que permita alcanzar una relación agua/cemento adecuada, y a su vez

mejorar la trabajabilidad de la mezcla para lograr una pasta uniforme recubriendo en

su totalidad cada partícula de agregado para que exista un ligamiento entre sí,

permitiendo obtener una resistencia y permeabilidad deseada.

Adicionalmente se utilizaron aditivos incorporadores de aire, para que la mezcla de

hormigón aumente su contenido de aire, y humo de sílice para completar la

granulometría del cemento, ambas se incluyeron para mejorar las características de la

matriz del hormigón.

Los aditivos que se utilizaron en esta mezcla se adquirieron en SIKA ECUATORIANA

S.A. y se detallan a continuación:

3.3.1. SIKAMENT - N 100

Es un aditivo líquido superplastificante reductor de agua de alto poder compuesto por

resinas orgánicas; en la mezcla de hormigón permeable tiene la función de actuar como

superplastificante, reducir el agua y economizar la cantidad de cemento que se va a

utilizar. La dosificación de este aditivo depende de cómo se vaya a emplear, como se

requiere que actué como superplastificante la dosis debe ir desde el 0,5% al 1% del

peso del cemento.

3.3.2. SIKA Aer RMC

Este aditivo permite incorporar una cantidad controlada de aire en el hormigón

permeable, la característica principal es que controla la exudación de la mezcla y reduce

65

la capilaridad, la permeabilidad y el desecamiento superficial del hormigón en estado

plástico. Su dosificación va del 0.1% al 0.6%, pero debido a que su inclusión en la

mezcla hace que pierda permeabilidad, se utilizó dosis bajas.

3.3.3. PLASTIMENT 261 R

Es un aditivo plastificante que permite retardar el fraguado del hormigón. Debido a que

su dosificación va desde el 0.4% al 0.8% de la masa del cemento; las dosis utilizadas

para la mezcla de hormigón permeable, se hicieron dependiendo de la plasticidad que

tenga la mezcla.

3.3.4. VISCOCRETE 4100

Este aditivo permite reducir el agua en un 10% al 15% con pequeñas dosificaciones,

aumenta la plasticidad de la mezcla, permite mantener la trabajabilidad por más de una

hora y mantiene los tiempos de fraguado normales. La dosis que se emplea en un

hormigón tradicional esta entre el 0.19% y el 0.9%; para el caso del hormigón

permeable se utilizó una dosis del 0.6% ya que si se hace una adición mayor a esta se

pierde totalmente la permeabilidad, además su inclusión en la mezcla es muy efectiva

cuando actúa solo o cuando se combina con otros aditivos como el plastiment 261 R;

si se combina con cualquier aditivo sikament, el viscocrete pierde totalmente su efecto.

3.3.5. HUMO DE SILICE (SIKAFUME)

La inclusión del humo de sílice en el hormigón permeable se la realizó en una dosis de

hasta el 10%, la cual no tuvo un efecto positivo en la mezcla, ya que no ayudo a que se

mejore la resistencia y se perdió la permeabilidad.

66

3.4. INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS

Como se mencionó anteriormente la caracterización de los agregados sirve para

conocer sus características y la forma en cómo influyen en la mezcla de hormigón

permeable; por este motivo se realizó una interpretación de los resultados obtenidos

para conocer que agregado es el que mejor comportamiento tendrá en la mezcla de

hormigón permeable. El análisis de resultados se muestra en las tablas siguientes:

Tabla 7 Interpretación del Análisis Granulométrico

NOMBRE DEL ENSAYO

RESULTADO DEL ENSAYO

VALOR

DE

NORMA

INEN 872

CANTERA

SAN ANTONIO PINTAG

Límites

Módulo

de

Finura

(MF)

Límites

Módulo

de

Finura

(MF)

Módulo de

Finura

(MF)

ANÁLISIS

GRANULOMÉTRICO

DEL AGREGADO

GRUESO

Fuera de los

límites

especificados

por la norma

6.41

Dentro de

los límites

especificados

por la norma

6.95 No

especificado

ANÁLISIS

GRANULOMÉTRICO

DEL AGREGADO FINO

Fuera de los

límites

especificados

por la norma

3.2

Fuera de los

límites

especificados

por la norma

2.5 2.3 - 3.1

INTERPRETACIÓN

El ripio de Pintag tiene

mejores características

granulométricas, se

encuentra dentro de los

límites de la curva

granulométrica y tiene

mayor módulo de

finura, con respecto al

agregado de San

Antonio

La arena de Pintag tiene

mejores características

granulométricas, aunque

ambas arenas están fuera de

los límites de la curva

granulométrica, la arena de

Pintag tiene un módulo de

finura que se encuentra dentro

del rango establecido por la

norma.

Elaboración: Los Autores

67

Tabla 8 Interpretación del Ensayo de Impurezas Orgánicas en el Agregado Fino

NOMBRE DEL ENSAYO

RESULTADO DEL ENSAYO - PROCEDIMIENTO

CON EL COMPARADOR DE COLOR

NORMALIZADO

SAN ANTONIO PINTAG

Color de

Acuerdo a la

Escala de

Gardner

Color

Determinado

en el Ensayo

Color de

Acuerdo a la

Escala de

Gardner

Color

Determinado

en el Ensayo

DETERMINACIÓN DE

LAS IMPUREZAS

ORGÁNICAS EN EL

AGREGADO FINO

5 1 14 4

INTERPRETACIÓN

El agregado de San Antonio contiene impurezas orgánicas en

cantidades bajas y no son influyentes en la resistencia del

mortero u hormigón; por este motivo es recomendable utilizar

esta arena para la mezcla de hormigón.


Tabla 9 Interpretación del Ensayo de Abrasión

NOMBRE DEL ENSAYO


VALOR

MÁXIMO

(INEN 872)

CANTERA

SAN ANTONIO PINTAG

Coeficiente

de

uniformidad

Porcentaje

de

desgaste

(%)

Coeficiente

de

uniformidad

Porcentaje

de

desgaste

(%)

PORCENTAJE

DE

DESGASTE

(%)

ABRASIÓN DE LOS

ÁNGELES 0.24 48.6 0.14 37 50

INTERPRETACIÓN

El ripio de Pintag tiene un menor porcentaje desgaste, pero

ambos cumplen con lo especificado en la norma ya que los

dos ripios tienen un porcentaje de desgaste menor al 50%,

pero con preferencia para realizar mezclas de hormigón se

debe utilizar el ripio de Pintag.


68

Tabla 10 Interpretación del Ensayo de Peso Específico y Capacidad de Absorción

NOMBRE DEL

ENSAYO


VALOR

CANTERA

SAN ANTONIO PINTAG

Peso

Específi

co

(Kg/m3)

Capaci

dad de

Absorci

ón (%)

Conteni

do de

Humed

ad (%)

Peso

Específi

co

(Kg/m3)

Capaci

dad de

Absorc

ión (%)

Conten

ido de

Humed

ad (%)

RECOMEND

ADO

PESO ESPECÍFICO,

CAPACIDAD DE

ABSORCIÓN Y

CONTENIDO DE

HUMEDAD DEL

AGREGADO FINO

2550 4.1 0.4 2594 2.9 2.1

Un agregado

fino de

buena

calidad es

aquel que

tiene una

capacidad

de absorción

menor al 5%

PESO ESPECÍFICO,

CAPACIDAD DE

ABSORCIÓN Y

CONTENIDO DE

HUMEDAD DEL

AGREGADO GRUESO

2543 4.3 2.8 2383 2.6 0.2

Un agregado

grueso de

buena

calidad es

aquel que

tiene una

capacidad

de absorción

menor al 3%

INTERPRETACIÓN

La arena de San Antonio tiene

mayor capacidad de absorción

que la arena de Pintag, es decir

que la arena de Pintag tiene

menores porosidades. La arena de

Pintag es de buena calidad ya que

tiene una capacidad de absorción

menor al 5%.

El ripio de San Antonio tiene

mayor capacidad de

absorción que el de Pintag,

es decir que el ripio de

Pintag tiene menores

porosidades. El ripio de

Pintag es de buena calidad

ya que su capacidad de

absorción es menor al 3%. Elaboración: Los Autores

69

CAPÍTULO IV

4. DISEÑO DE MEZCLA DEL HORMIGÓN PERMEABLE

Como se ha mencionado anteriormente, el hormigón permeable no posee grandes

cantidades de agregado fino, debido a que está caracterizado por poseer vacíos

uniformemente distribuidos. Para poder conseguir una mezcla óptima de hormigón

permeable se debe asegurar que las partículas de agregado grueso se cubran en su

totalidad con una pasta de cemento y estén en contacto punto a punto para que se

adhieran, proporcionando así una resistencia adecuada. Según el código ACI 522R

(AMERICAN CONCRETE INSTITUTE COMMITTE 522R, Manual of Concrete

Practice, 2010), el agregado grueso debe ser preferentemente de un solo tamaño; sin

embargo, también es una opción combinar el tamaño de los agregados, por ese motivo

es que para la realización del diseño de las mezclas se escogió las graduaciones 3/8,

N°4 y N°8, ya que es necesario conocer si estas pueden ser aplicables en este tipo de

hormigones.

Debido a que no existe un método normalizado para el diseño de mezclas de

hormigones permeables, el diseño se realizará de acuerdo al código ACI 522R-10, el

cual establece en el capítulo 6, una serie de parámetros y criterios para obtener la

dosificación de una mezcla de hormigón permeable, en donde se menciona que los

factores a/c (agregado/cemento) y w/c (agua/cemento) son las principales variables que

van a afectar directamente en las propiedades mecánicas del hormigón permeable.

También aclara que la inclusión de aditivos químicos además de afectar a la w/c, va a

influir en la trabajabilidad y el fraguado de este hormigón, lo cual ayudara a mejorar

varias características mecánicas de este hormigón permeable; además como base para

70

el diseño se utiliza, el diseño de la densidad optima, basándose en criterios utilizados

en el hormigón tradicional.

Para la investigación se fabrica una mezcla de hormigón permeable que consta de dos

fases, en la primera fase se realizan pruebas empíricas con relaciones w/c que van desde

el 0,26 al 0,45 tal y como lo especifica el código ACI 522R y en la segunda fase se

procede con el diseño definitivo basado en la experiencia obtenida de las mezclas de

prueba y en el diseño de un hormigón tradicional a través del método de la densidad

óptima utilizando las densidades reales de los materiales.

4.1.PRIMERA FASE DE DISEÑO

En esta fase se realizan mezclas de prueba de forma empírica con diferentes relaciones

agua/cemento que van desde 0,35 a 0,70, tanto con los agregados de Pintag como con

los agregados de San Antonio, con el propósito de establecer la relación agua/cemento

adecuada para el hormigón permeable con cada tipo de agregado. En la tabla 11 se

puede observar que la relación agua/cemento idónea para una mezcla de San Antonio

es de 0,60.

Tabla 11 Relación agua/cemento para un hormigón permeable usando agregado de San Antonio

MEZCLA

DE

PRUEBA

EMPIRÍCA

GRAD. AGREGADO w/c

Resist.

(MPa)

3 días

Mezcla 1 3/8 Sn. Antonio 0.35 1.87









71

Es así que en la gráfica 1, se visualiza que con la relación w/c igual a 0.60 proporciona

una mayor resistencia a la compresión a los 3 días.

Gráfica 1 Resistencia vs W/C (SAN ANTONIO)


Para el hormigón permeable con agregado de Pintag, se determina que la relación

agua/cemento idónea es de 0.55, esto se evidencia en la tabla 12 que se muestra a

continuación.

Tabla 12 Relación agua/cemento para un hormigón permeable usando agregado de Pintag

MEZCLA

DE

PRUEBA

EMPIRÍCA

GRAD. AGREGADO w/c

Resist.

(MPa)

3 días

Mezcla 1 3/8 Pintag 0.35 2.35









0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00

7,00

0,35 0,4 0,45 0,5 0,55 0,6 0,65 0,7

RE

SIS

TE

NC

IA 3

día

s (

MP

a)

W/C

RESISTENCIA VS W/C (SAN ANTONIO)

72

En la gráfica 2, se observa que con la relación w/c igual a 0.50 para el agregado de

Pintag, proporciona mayor resistencia a la compresión a los 3 días.

Gráfica 2 Resistencia vs W/C (PINTAG)


Una vez establecida la relación agua/cemento se realizan mezclas, usando los dos tipos

de cemento con la finalidad de determinar cuál es el que mejor se adapte a la mezcla

de hormigón permeable. Como punto de partida, se empleó la dosificación realizada al

peso, para una mezcla de prueba establecida por el código ACI 522R, en la cual da

anotar que utiliza un agregado con una gradación N°8 y no utiliza agregado fino, la

dosificación se muestra en la tabla 13.

Tabla 13 Dosificación establecida por el ACI 522R

MATERIALES PESO (lbs) PESO

(Kg) DOSIFICACIÓN

CEMENTO 362 164.55 1

AGUA 138 62.73 0.38

RIPIO Gr= N°8 2941 1336.82 8.12

ARENA No incluye No incluye No incluye


Con esta dosificación, se procede a realizar mezclas de prueba empíricas, por lo general

con la graduación 3/8” ya que si en esta se tiene una buena resistencia se tendrá una

0

1

2

3

4

5

6

0,35 0,4 0,45 0,5 0,55 0,6 0,65 0,7

RE

SIS

TE

NC

IA 3

día

s (

MP

a)

W/C

RESISTENCIA VS W/C (PINTAG)

73

permeabilidad adecuada; también se varia su relación agua/cemento en el rango de 0.30

a 0.6, utilizando ambos tipos de cemento e incluyendo los aditivos ya antes

mencionados.

Las mezclas de prueba empíricas con sus respectivas dosificaciones se muestran en la

tabla 14, además en la gráfica 3 se puede observar como al variar la relación w/c esta

influye directamente en la resistencia a la compresión.

Tabla 14 Mezclas de Pruebas Empíricas

MEZCLA

DE

PRUEBA

EMPIRÍCA

GRAD. AGREGADO

Cemento Dosificación ADITIVO Resis.

(Mpa)

GU HE w/c Arena Ripio sik. plast. visc. incl. hs 3 días

Mezcla 1 3/8 Pintag X 0.60 0.30 4.94 4.4

Mezcla 2 3/8 Pintag X 0.44 0.59 4.50 4.0

Mezcla 3 3/8 Pintag X 0.42 0.56 4.29 4.2

Mezcla 4 3/8 Pintag x 0.35 1 4.50 3.5

Mezcla 5 3/8 Pintag x 0.60 1 4.50 7.5

Mezcla 6 3/8 Sn. Antonio x 0.60 1 4.50 8.8

Mezcla 7 3/8 Pintag x 0.60 0.30 4.49 4.9

Mezcla 8 3/8 Pintag x 0.60 1 4.49 6.9

Mezcla 9 3/8 Pintag x 0.60 0 4.50 3.6

Mezcla 10 3/8 Sn. Antonio x 0.55 1 4.50 x 7.6

Mezcla 11 3/8 Sn. Antonio x 0.55 1.50 4.50 x 6.9

Mezcla 12 3/8 Sn. Antonio x 0.60 1 4.50 x x 5.7

Mezcla 13 3/8 Sn. Antonio x 0.60 0.80 4.50 x 6.3



Mezcla 16 N°4 Sn. Antonio x 0.60 1 4.50 2.2




Mezcla 20 3/8 Pintag x 0.60 1 6.55 x x x 3.8

Mezcla 21 3/8 Pintag x 0.50 1 6.55 x x 2.1




74

Gráfica 3 Resistencia vs W/C (Mezclas de pruebas empíricas)


0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

0,35 0,35 0,42 0,44 0,5 0,5 0,5 0,5 0,55 0,55 0,55 0,55 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6

RE

SIS

TE

NC

IA 3

día

s (

MP

a)

W/C

RESISTENCIA VS W/C

PINTAG

SAN ANTONIO

75

Como se puede observar en la gráfica 3, las dosificaciones con relaciones agua/cemento

desde 0.55 a 0.6 y con diferentes combinaciones de cemento, agregados y aditivos, son

las que proporcionan mayores resistencias. Se determinó que incluir arena y cemento

en las mismas cantidades (a/c =1) produce que se tenga una pasta consistente la cual

envuelve en su totalidad al agregado grueso permitiendo que se adhieran y ganen

resistencia.

También se determina que mientras la relación agua/cemento aumenta, la resistencia a

la compresión va a aumentar, algo inversamente proporcional al hormigón tradicional,

donde mientras se reduce la relación agua cemento aumenta la resistencia a la

compresión.

En base a la experimentación, el cemento que mejor se adapta a la mezcla de hormigón

permeable es el cemento Chimborazo HE ya que, de acuerdo a sus características

brindará las propiedades necesarias a la mezcla para alcanzar resistencias adecuadas.

Con la inclusión del humo de sílice los resultados no son favorables en la mezcla,

debido a que no mejoró las características físicas y tampoco las características

mecánicas, es más disminuyo notablemente la permeabilidad. Además, hay que tomar

muy en cuenta que los aditivos como el Viscocrete y Plastiment combinados mejoran

notablemente a la mezcla de hormigón permeable, ya que se consigue una mezcla

plástica permitiendo aumentar la resistencia y no afectar la permeabilidad.

En vista que se desea obtener una mezcla de hormigón permeable óptima, que no

solamente tenga una relación w/c alta sino también que sea equilibrada, es decir que

ayude a desarrollar las características físicas y mecánicas del hormigón permeable, se

adopta como una mezcla óptima, la mezcla 22 para agregado de Pintag y la mezcla 6

para agregado de San Antonio. (Ver tabla 15).

76

Tabla 15 Mezclas De Prueba Óptima

MEZCLA DE PRUEBA ÓPTIMA

GRADUACIÓN 3/8" 3/8"

AGREGADO Pintag San Antonio

CEMENTO Chimborazo HE Chimborazo HE

DOSIFICACIÓN

Agua 0.55 0.6

Cemento 1 1

Arena 1 1

Ripio 6.55 4.5

ADITIVO Plastiment 0.50% -

Viscocrete 0.60% -

Resistencia a los 3 Días (Mpa) 7,9 8,8


De esta manera, se puede establecer una dosificación para cada tipo de agregado (San

Antonio y Pintag) en base a la experiencia del historial de resultados obtenidos, que

nos permite conocer el comportamiento de una mezcla de hormigón permeable.

4.2. SEGUNDA FASE DE DISEÑO

En esta fase se establece un método de diseño para mezclas de hormigón permeable

basado en los criterios de diseño de mezclas por el método de la densidad óptima

modificado en base a la aplicación. En vista de que este método utiliza las densidades

reales de los materiales que conforman el hormigón, el punto de partida será realizar la

determinación de las densidades reales de la mezcla de agregados tanto como para San

Antonio, como para Pintag. A través del ensayo se grafica la curva de densidad óptima

vs porcentaje de mezcla, la cual nos permite determinar los porcentajes de cemento,

arena, ripio necesario para tener una densidad óptima de la mezcla de agregados.

Los ensayos de densidad óptima tanto del agregado de San Antonio como de Pintag,

están detallados en el anexo B. Las gráficas 4 y 5 muestran la curva de densidad óptima

vs porcentaje de arena-ripio de los agregados.

77

Gráfica 4 Densidad Óptima vs %Ripio-Arena (Agregado de San Antonio)


En la gráfica 4 se puede observar que la densidad máxima del agregado de San Antonio

es de 1992,67 kg/m3, con un porcentaje de ripio del 65% y de arena del 35%. La

densidad óptima es de 1957,8 kg/m3, con un porcentaje de ripio del 70% y de arena del

30%.

Cabe recalcar que este ensayo indica que no existen vacíos cuando la densidad máxima

de los agregados se encuentra en el 50% de arena y 50% de ripio. Es decir que menor

porcentaje de vacíos se tendrá en el rango de 50% al 0% de ripio y mayor porcentaje

de vacíos en el rango que va de 50% a 100% de ripio que es lo que se requiere para una


1400

1500

1600

1700

1800

1900

2000

0102030405060708090100

Den

sid

ad

óp

tim

a

% RIPIO

dmax = 1992,67 kg/m3

d ópt=1957,8 Kg/m3

2% - 5%

(kg

/m3)

78

Gráfica 5 Densidad Óptima vs %Ripio-Arena (Agregado de Pintag)


La gráfica 5 indica que la densidad máxima del agregado de Pintag es de 1912,09

kg/m3, con un porcentaje de ripio del 65% y de arena del 35%. La densidad óptima es

de 1860,81 kg/m3, con un porcentaje de ripio del 70% y de arena del 30%.

En las mezclas de agregados existe una cantidad de vacíos, pero como se mencionó

anteriormente para el hormigón permeable la cantidad de vacíos debe oscilar entre el

50 – 100 % de ripio, por lo que es necesario determinar el porcentaje de arena y de

ripio ideal para obtener una cantidad de vacíos adecuada. Además el código ACI 522R

al recomendar la dosificación expuesta anteriormente en la tabla 10, permite establecer

el porcentaje de ripio - arena utilizado y con la experiencia obtenida al realizar las

mezclas de prueba, podemos observar que los porcentajes de arena y ripio para obtener

un hormigón permeable con una resistencia adecuada oscila entre:

ARENA = 0 - 20%

% RIPIO = 80 - 100%

1400

1500

1600

1700

1800

1900

2000

0102030405060708090100

Den

sid

ad

Óp

tim

a

% RIPIO

2% - 5%

dóptima= 1860,81 Kg/m3(k

g/m

3)

d máx = 1912.09 kg/m3

79

Bajo estas condiciones a continuación la tabla 16 muestra los porcentajes tanto de

arena como de ripio de cada una de las mezclas realizadas.

Tabla 16 Porcentajes de aportación de arena y ripio en una mezcla de hormigón permeable con

su respectiva resistencia

MEZCLA DE

PRUEBA %Ripio %Arena

Resistencia a 3

días (Mpa)

Mezcla 1 94.27 5.73 4.4

Mezcla 2 88.41 11.59 4.0

Mezcla 3 88.41 11.59 4.2

Mezcla 4 81.82 18.18 3.5

Mezcla 5 81.82 18.18 7.5

Mezcla 6 81.82 18.18 8.8

Mezcla 7 93.73 6.27 4.9

Mezcla 8 81.79 18.20 6.9

Mezcla 9 100.00 0.00 3.6

Mezcla 10 81.82 18.18 7.6

Mezcla 11 75.00 25.00 6.9

Mezcla 12 81.82 18.18 5.7

Mezcla 13 84.91 15.10 6.3

Mezcla 14 66.67 33.33 7.0

Mezcla 15 83.33 16.67 2.0

Mezcla 16 81.82 18.18 2.2

Mezcla 17 86.75 13.25 5.4

Mezcla 18 86.75 13.25 2.8

Mezcla 19 100.00 0.00 1.9

Mezcla 20 86.75 13.25 3.8

Mezcla 21 86.75 13.25 2.1

Mezcla 22 86.75 13.25 7.9

Mezcla 23 86.75 13.25 5.1


A continuación, se realiza la gráfica 6 que muestra la Resistencia vs % Agregado, con

la finalidad de determinar el porcentaje de arena y de ripio óptimo en una mezcla de

hormigón permeable, que permita obtener una resistencia y permeabilidad adecuada.

80

Gráfica 6 Resistencia vs %Agregados


0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

65707580859095100

Res

iste

ncia

3 D

ías

(Mpa)

%Ripio - % Arena

Resistencia vs % Agregados

SAN ANTONIO

PINTAG

81

Además, en la gráfica 7 y 8 se muestra la resistencia alcanzada con cada agregado.

Gráfica 7 Resistencia vs %Agregado de San Antonio


Gráfica 8 Resistencia vs %Agregados


0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

65707580859095100

Res

iste

ncia

3 D

ías

(Mpa)

%Ripio - % Arena

Resistencia vs % Agregado San Antonio

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

65707580859095100

Res

iste

ncia

3 D

ías

(Mpa)

%Ripio - % Arena

Resistencia vs % Agregado Pintag

82

Es así que se determina que el porcentaje óptimo de agregados, para San Antonio es

81,82% de ripio y 18,18% de arena, dando una resistencia de 8,8 Mpa; y para Pintag

es 86,75% de ripio y 13,25% de arena, dando una resistencia de 7,9 Mpa. Cabe recalcar

que en el aumento de la resistencia no influye únicamente el porcentaje de agregados

sino también el tipo de cemento y la combinación de aditivos que se utilice.

Una vez que se ha determinado el porcentaje de ripio y arena óptimo, se ingresa en la

curva de densidad óptima para determinar la densidad real de la mezcla de agregados.

La gráfica 9 y 10 indican la densidad óptima para cada agregado que se usará en la

mezcla.


Arena -Agregado de San Antonio


y vacíos

83


Arena - Agregado de Pintag


Con estos porcentajes de ripio y arena, para la mezcla de San Antonio se tiene una

δ óptima = 1682 Kg/m3 , con una cantidad de cemento a utilizar del 21,75%. Para la

mezcla de Pintag se tiene una δ óptima = 1680 Kg/m3 , con una cantidad de cemento

a utilizar del 21,75%.

Con los valores de la densidad real de todos los materiales y el porcentaje de cemento

que se debe usar, se procede a realizar el diseño de las mezclas oficiales. El diseño de

las mezclas oficiales se hace tanto para los agregados de San Antonio como para los

agregados de Pintag.


AGREGADO DE SAN ANTONIO.

El diseño de la mezcla se realiza para la graduación 3/8” y la dosificación obtenida, se

empleará en las gradaciones N°4 y N°8, con la finalidad de ver cómo actúa cada

Y vacíos

84

gradación con la misma dosificación. Los datos que se requieren para el diseño son los

siguientes:

Tabla 17 Porcentajes y densidades de la arena y el ripio, una mezcla de hormigón permeable

Densidad Real del Cemento DCR 2.90 g/cm3

Densidad Óptima de la mezcla DOM 1.682 g/cm3

%Arena %AA 18.18 %

%Ripio %RA 81.82 %

Densidad de la arena en sss DsssA 2.55 g/cm3

Densidad del ripio en sss DsssR 2.543 g/cm3


- Cálculo de la densidad real de la mezcla: DRM

𝐃𝐑𝐌 =𝐃𝐬𝐬𝐬𝐀 ∗ %𝐀𝐀

𝟏𝟎𝟎+

𝐃𝐬𝐬𝐬𝐑 ∗ %𝐑𝐀

𝟏𝟎𝟎

Ecuación 3 Densidad Real de la mezcla

DRM =2, .55 ∗ 18.18

100+

2.543 ∗ 81.82

100

DRM = 2.035 g/cm3

DRM = 2035.42 kg/m3

- Cálculo del porcentaje óptimo de vacíos

%𝐎𝐕 = 𝐃𝐑𝐌 − 𝐃𝐎𝐌

𝐃𝐑𝐌∗ 𝟏𝟎𝟎

Ecuación 4 Porcentaje óptimo de vacíos

85

%OV = 0.078

2. .035∗ 100

%OV = 3.85%

- Cálculo de la cantidad de Pasta

Asentamiento = 0 cm % = 6.9

Tabla 18 Determinación de Pasta en función del Asentamiento

Asentamiento Ecuación para Determinar

(cm) la Cantidad de Pasta (CP)

0 a 3 %OV + 0,03(%OV) 0.03

3,5 a 6 %OV + 0,06(%OV) 0.06

6,5 a 9 %OV + 0,09(%OV) 0.09

9,5 a 12 %OV + 0,12(%OV) 0.12

12,5 a 15 %OV + 0,14(%OV) 0.14 Elaboración: Los Autores

CP = %OV + 0.03(%OV)

CP = 17,36 + 0.03(17,36)

CP = 30.4

- Cálculo de la cantidad de cemento

𝐂 = 𝐂𝐏 ∗ 𝟏𝟎

𝐖𝐂

+ 𝟏

𝐃𝐂𝐑

Ecuación 5 Cantidad de cemento

C = 30.4 ∗ 10

0.6 + 1

2.904

C = 322.30 Kg/m3

86

- Cantidad de Agua

𝑊

𝐶= 0.60

𝑊 = 0.60 ∗ 𝐶

𝑊 = 193.38 𝑘𝑔/𝑚

- Cálculo de la cantidad de Arena

𝑨 =(𝟏 − 𝑪𝑷) ∗ 𝑫𝒔𝒔𝒔𝑨 ∗ %𝑨𝑨

𝟏𝟎𝟎

Ecuación 6 Cantidad de Arena

𝐴 = 322.49 𝐾𝑔/𝑚3

- Cálculo de la Cantidad de Ripio

𝑹 = (𝟏 − 𝑪𝑷) ∗ 𝑫𝒔𝒔𝒔𝑹 ∗ %𝑹𝑨/𝟏𝟎𝟎

Ecuación 7 Cantidad de Ripio

𝑅 = 1447,4 𝑘𝑔/𝑚3

- Detalle de la Dosificación

Tabla 19 Dosificación de la mezcla de Hormigón permeable con agregado de la Cantera San

Antonio

DOSIFICACIÓN

Cantidades

en Kg/m3

Dosificación

al Peso

W Agua 193.38 0.60

C Cemento 322.30 1.00

A Arena 322.49 1.00

R Ripio 1447.4 4.49 Elaboración: Los Autores

87

En la tabla 19 se observa el detalle de la dosificación de la mezcla óptima utilizando

agregados de la cantera de San Antonio; para mejorar las características de la mezcla y

alcanzar resistencias a la compresión adecuadas se incluyen aditivos como el

Viscocrete y Plastiment en dosis del 0.5% y 0.6%respectivamente. Además, se descarta

la inclusión de humo de sílice y el cemento con el que se trabaja es el Chimborazo HE


AGREGADO DE PINTAG.

El diseño de la mezcla se realiza para la graduación 3/8” y la dosificación obtenida, se

empleará en las gradaciones N°4 y N°8, con la finalidad de ver cómo actúa cada

gradación con la misma dosificación. Los datos que se requieren para el diseño se

muestran en la tabla 20.

Tabla 20 Porcentajes y densidades de la arena y ripio, para una mezcla de hormigón permeable

Densidad Real del Cemento DCR 2.90 g/cm3

Densidad Óptima de la mezcla DOM 1.680 g/cm3

%Arena %AA 13.25 %

%Ripio %RA 86.75 %

Densidad de la arena en sss DsssA 2.594 g/cm3

Densidad del ripio en sss DsssR 2.382 g/cm3


- Cálculo de la densidad real de la mezcla: DRM

DRM =DsssA ∗ %AA

100+

DsssR ∗ %RA

100

DRM =2.594 ∗ 13.25

100+

2.382 ∗ 86.75

100

88

DRM = 1.928 g/cm3

DRM = 1928.07 kg/m3

- Cálculo del porcentaje óptimo de vacíos

%OV = DRM − DOM

DRM∗ 100

%OV = 0.248

1.928∗ 100

%OV = 12.87%

- Cálculo de la cantidad de Pasta

Asentamiento = 0 cm % = 0,80

Tabla 21 Determinación de Pasta en función del Asentamiento

Asentamiento Ecuación para Determinar

(cm) la Cantidad de Pasta (CP)

0 a 3 %OV + 0,03(%OV) 0.03

3,5 a 6 %OV + 0,06(%OV) 0.06

6,5 a 9 %OV + 0,09(%OV) 0.09

9,5 a 12 %OV + 0,12(%OV) 0.12

12,5 a 15 %OV + 0,14(%OV) 0.14 Elaboración: Los Autores

CP = %OV + 0.03(%OV)

CP = 12.87 + 0.03(12.87)

CP = 23.2

89

- Cálculo de la cantidad de cemento

C = CP ∗ 10

WC +

1DCR

C = 23.2 ∗ 10

0.55 + 1

2.904

C = 258.95 Kg/m3

- Cantidad de Agua

𝑊

𝐶= 0.55

𝑊 = 0.55 ∗ 𝐶

𝑊 = 142.42 𝑘𝑔/𝑚

- Cálculo de la cantidad de Arena

𝐴 =(1 − 𝐶𝑃) ∗ 𝐷𝑠𝑠𝑠𝐴 ∗ %𝐴𝐴

100

𝐴 = 264.11 𝐾𝑔/𝑚3

- Cálculo de la Cantidad de Ripio

𝑅 = (1 − 𝐶𝑃) ∗ 𝐷𝑠𝑠𝑠𝑅 ∗ %𝑅𝐴/100

𝑅 = 1587.82 𝐾𝑔/𝑚3

90

- Detalle de la Dosificación

Tabla 22 Dosificación de la mezcla de Hormigón permeable con Agregado de la Cantera de

Pintag

DOSIFICACIÓN

Cantidades

en Kg/m3

Dosificación

al Peso

W Agua 136.14 0.55

C Cemento 245.96 1.00

A Arena 267.80 1.09

R Ripio 1615.46 6.57 Elaboración: Los Autores

Así se obtiene la mezcla óptima utilizando agregados de la cantera de Pintag (ver tabla

22); de la experiencia obtenida en la primera fase de diseño, se observó que la inclusión

de aditivos es necesaria, con la finalidad de obtener un hormigón permeable de

resistencia a la compresión adecuada. Los aditivos que se usan son el Viscocrete y el

Plastiment con dosis de 0.5 % y 0.6 % respectivamente. Además, se descarta la

inclusión de humo de sílice y el cemento con el que se trabaja es el Chimborazo HE.

91

CAPÍTULO V

5. EJECUCIÓN DE ENSAYOS MECÁNICOS

Los ensayos mecánicos de laboratorio son muy importantes para conocer las

características del diseño de mezcla a ser aplicada, es por ello que al igual que con el

hormigón convencional, estos tipos de ensayos también se aplican a la mezcla de un

hormigón permeable. Los ensayos se realizaron en el laboratorio del Instituto

Ecuatoriano del Cemento y del Hormigón (INECYC), siendo los más relevantes:

Ensayo de Resistencia a la Compresión

Ensayo de Resistencia a la Tracción Indirecta

Ensayo de Permeabilidad

Ensayo para determinar la Densidad y el Porcentaje de Vacíos

Es muy importante tener en cuenta que actualmente no se cuenta con normas

específicas que permitan ensayar especímenes a pruebas de compresión, es por ello que

se utilizan las normas que se aplican a un hormigón tradicional.

5.1.Resistencia a la Compresión

Para determinar la resistencia a la compresión de todas las mezclas de hormigón

permeable, se aplican las normas NTE INEN1573 o ASTM C39, cuyo método de

ensayo utiliza probetas cilíndricas de hormigón de acuerdo con la norma ASTM C192,

se les aplicó una carga axial de compresión a razón de 0.25 MPa/seg, esta velocidad se

encuentra en un rango definido que produce la falla en el cilindro de hormigón. En la

fotografía 14 se muestra el ensayo de resistencia a la compresión de una probeta

cilíndrica de hormigón permeable.

92

Fotografía 14 Ensayo de Resistencia a la Compresión de Hormigón Permeable

Fuente: Los Autores

Los tipos de moldes que se utilizaron para la realización de los especímenes son de

plástico biodegradable y reciclable no absorbentes (Ver Fotografía 15), los mismos que

cumplen con la norma ASTM C470.

Fotografía 15 Moldes cilíndricos de plástico

Fuente: Los Autores

Como se mencionó anteriormente para la elaboración de cilindros de hormigón

permeable se lo hace de acuerdo a la norma ASTM C192, en donde dicha norma

93

presenta diferentes métodos de consolidación en función del tipo de molde como se

muestra en la tabla 23. Este método es adoptado debido a que el asentamiento no es

considerado en este tipo de hormigón.

Tabla 23 Energía de Compactación en función del Diámetro del Molde

Tipo de tamaño de espécimen Modo de

Consolidación

Número de capas

aproximadamente

igual espesor

Cilindros:

Diámetro, pulg. (mm)

3 ó 4 (75 hasta 100) Varillado 2

6 (150) Varillado 3

9 (225) Varillado 4

hasta 9 (225) Varillado 2

Prismas y cilindros

horizontales de flujo plástico:

Espesor, pulg. (mm)

hasta 8 (200) Varillado 2

más de 8 (200) Varillado 3 ó más

hasta 8 (200) Vibración 1

más de 8 (200) Vibración 2 ó más Fuente: http://www.conred.gob.gt/www/normas/NRD3/NTG41060.pdf

Como se puede observar en la fotografía 16, se procedió a colocar el hormigón hasta

un tercio del molde, se compactó con 25 penetraciones de la varilla normalizada y se

dio 15 golpes con el mazo de hule alrededor del cilindro, el mismo procedimiento se

lo realizó en los dos tercios siguientes hasta llenar el molde, y se procedió a nivelar el

borde del cilindro para que este pueda ser ensayado.

http://www.conred.gob.gt/www/normas/NRD3/NTG41060.pdf

94

Fotografía 16 Realización de especímenes de hormigón

Fuente: Los Autores

Se elaboraron 20 cilindros estándar, cuyo diámetro es aproximadamente de 100 mm y

su longitud de 200 mm, que fueron ensayados a los 3, 7, 14, 21 y 28 días.

Curado

Para el curado de los especímenes es conveniente seguir la norma NTE INEN

2528:2010, cuyo método manifiesta el curado de cilindros en gabinetes húmedos a

temperaturas de 23°C ± 2°C, pero debido a la falta de este tipo de gabinete se realizó

el curado de los mismos con lo que especifica la norma NTE INEN 1576:2011, los

mismos fueron embalados con plástico con el fin de que la cal que se encuentra en las

piscinas no afecte la permeabilidad de este hormigón. En la fotografía 17 se puede

observar los cilindros en la piscina de curado.

95

Fotografía 17 Curado del Hormigón Permeable en Piscinas con Cal

Fuente: Los Autores

Método de refrentado

La no uniformidad en las caras de las probetas cilíndricas del hormigón permeable

debido a la falta de finos, es un inconveniente al momento de ser ensayadas en la

máquina de compresión, ya que se obtuvieron cargas no reales. Por tal razón, para todas

las probetas a ser ensayadas, se utilizan capas no adheridas de neopreno (Ver fotografía

18) de un espesor de 13 ± 2 mm y un diámetro no menor en más de 2 mm al diámetro

interior del anillo de retención.

Fotografía 18 Capas no adheridas de Neopreno en Anillos de Retención

Fuente: Los Autores

96

Los anillos están fabricados de un material durable que puede ser reutilizado como se

muestra en la fotografía 19. Este método de refrentado se utilizó con el fin de que la

carga esté distribuida en toda la cara de la superficie de la muestra.

Fotografía 19 Probeta cilíndrica de Hormigón Permeable con uso de Neopreno

Fuente: Los Autores

Para el cálculo de la resistencia a la compresión del espécimen a ser ensayado se lo

realiza con la siguiente ecuación:

𝑓𝑐 =𝐴

Ecuación 8 Resistencia a la Compresión

Donde,

fc: Resistencia a la compresión, Mpa

P: Carga axial aplicado al cilindro, KN

A: Área de contacto del cilindro, mm2

97

El cálculo de la densidad de cada espécimen de prueba se lo determina aplicando la

ecuación siguiente:

𝐷 =𝑀

𝑉

Ecuación 9 Densidad del Hormigón Permeable en estado Endurecido

Donde,

D: Densidad de la muestra, kg/m3

M: Masa de la muestra, kg

V: Volumen de la muestra, m3

Debido a la dispersión existente en los resultados obtenidos en los ensayos de

compresión, como se puede observar en la tabla 24, es necesario hacer un análisis para

escoger las resistencias que se encuentren en un rango apropiado, sin que se aleje de la

realidad de los resultados.

Tabla 24 Tipo de tamaño de espécimen Modo de Consolidación Número de capas

aproximadamente igual espesor

Nº Identificación del

Cilindro

Longitud Diámetro Masa Sección Carga Esfuerzo Promedio

mm mm kg mm² kN MPa

1 1 San Antonio N°4 204.00 101.50 3.16 8091.37 71.20 8.8

4.2 2 11 San Antonio N°4 204.00 101.75 3.06 8131.28 36.70 4.5

3 13 San Antonio N°4 203.00 102.50 3.08 8251.59 33.40 4.0

4 17 San Antonio N°4 203.00 101.75 2.98 8131.28 32.10 3.9

Promedio

Dispersión 5.3


De esta manera para el análisis se realizan gráficas con líneas de tendencia para cada

graduación y para cada una de las edades, que permite descartar el resultado que más

alejado se encuentre de esta línea.

98

Como se puede observar en la gráfica 11, la línea de tendencia ayuda a descartar el

valor más alejado, en este caso el resultado descartado es 8,8 MPa de resistencia del

cilindro 1 de la graduación N°4 con el agregado de San Antonio.

Gráfica 11 Línea de tendencia de los resultados a compresión


Con este análisis, los resultados obtenidos de la aplicación de los ensayos de resistencia

a la compresión en los especímenes de hormigón permeable con los agregados de San

Antonio y Pintag, se muestran en la tabla 25 y 26. El detalle de cada uno de los

especímenes ensayados con sus respectivas resistencias se muestra en los anexos D y

E.

8,8

4,5

4,03,9

5,3

3,5

4,5

5,5

6,5

7,5

8,5

1 San AntonioN°4

11 San AntonioN°4

13 San AntonioN°4

17 San AntonioN°4

Res

iste

nci

a a

la C

om

pre

sión

3 d

ías

(Mp

a)

Cilindro Ensayado

99


edades (San Antonio)

Identificación de la

Mezcla Edad

Relación Esfuerzo

3/8"

Esfuerzo

N°4

Esfuerzo

N°8

w/c Mpa Mpa Mpa

SAN ANTONIO

3 0.60 4.73 4.17 2.54

7 0.60 5.86 6.52 4.33

14 0.60 6.78 6.78 4.49

21 0.60 8.69 8.12 4.85

28 0.60 9.11 9.16 5.19


Como se puede observaren la tabla 25, la mezcla con el agregado de San Antonio se

obtiene una mayor resistencia en la graduación N°4, aun así, no se considera un buen

resultado, ya que se desea alcanzar resistencias que supere los 21 Mpa. En la gráfica

12 se hace la comparación de las resistencias que alcanzan las tres graduaciones con

respecto a su edad.

Gráfica 12 Resistencia a lo largo de la edad- Agregado de San Antonio


0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

6,0

7,0

8,0

9,0

10,0

0 7 14 21 28 35

RE

SIS

TE

NC

IA A

LA

CO

MP

RE

SIÓ

N (

MP

A)

EDAD (DÍAS)

GRADUCACIÓN 3/8" GRADUACIÓN N°4 GRADUACIÓN N°8

100


edades (Pintag)

Identificación de la

Mezcla Edad

Relación Esfuerzo

3/8"

Esfuerzo

N°4

Esfuerzo

N°8

w/c Mpa MPa Mpa

PINTAG

3 0.55 12.91 12.76 11.52

7 0.55 13.74 16.61 12.74

14 0.55 19.05 20.52 14.39

21 0.55 17.96 24.55 18.87

28 0.55 22.50 24.59 18.86


La mezcla de Pintag alcanza su mayor resistencia con la graduación Nº4 superando los

21 MPa como se puede observar en la tabla 26. Las resistencias alcanzadas con este

tipo de agregado con sus respectivas graduaciones, se puede visualizar en la gráfica 13.

Gráfica 13 Resistencia a lo largo de la edad- Agregado de Pintag


0,0

5,0

10,0

15,0

20,0

25,0

30,0

0 7 14 21 28 35

RE

SIS

TE

NC

IA A

LA

CO

MP

RE

SIÓ

N (

MP

A)

EDAD (DÍAS)

GRADUCACIÓN 3/8 GRADUACIÓN N°4 GRADUACION N°8

101

Como se puede observar, con el agregado de Pintag obtenemos mejores resultados, ya

que con la graduación 3/8” y la N°4 se pudo obtener resistencias aceptables; además

también se visualiza que a partir de los 21 días la resistencia en un hormigón permeable

se estabiliza o tiende crecer muy poco. A continuación, en la gráfica 14 se puede

observar la influencia que tiene la relación w/c en la resistencia a la compresión.

Gráfica 14 Influencia de la Relación w/c en la Resistencia a los 28 días


Aunque la relación w/c influye en la resistencia, mucho dependerá de las características

y de la calidad de los agregados; ya que debido a que el agregado de San Antonio posee

mayor capacidad de absorción la relación w/c no influye en el diseño, es así que se

puede determinar que el agregado con mejores características, que permite llegar a

resistencias mayores a 21 Mpa es de la cantera de Pintag.

3/8" N°4

N°8

3/8"

N°8

N°4

0,54

0,55

0,56

0,57

0,58

0,59

0,6

0,61

8,5 13,5 18,5 23,5

w/c

Resistencia a la Compresión 28 días (Mpa)

SAN ANTONIO

PINTAG

102

5.2.Resistencia a la Tracción Indirecta

Para determinar la resistencia a la Tracción Indirecta por compresión diametral de todas

las mezclas de hormigón permeable, se las realizó de acuerdo con las normas ASTM

C496, cuya velocidad de carga aplicada para las probetas permeables fue de 0.7 a 1.4

MPa/min. Se realiza este ensayo con la finalidad de conocer cuál es el comportamiento

del hormigón permeable a la resistencia a la tracción indirecta, ya que no se cuentan

con datos reales del comportamiento de este hormigón con respecto a este ensayo. Para

este ensayo se realizaron tres especímenes adicionales, cuyas probetas cilíndricas se

realizaron de acuerdo con la norma ASTM C192. En la fotografía 20 se muestra el

ensayo de resistencia a Tracción Indirecta.

Fotografía 20 Ensayo de Tracción Indirecta de Hormigón Permeable

Fuente: Los Autores

Se ensayaron tres cilindros estándar a la edad de 28 días, debido a que a la edad de 7 y

14 días el hormigón sometido a la tracción indirecta no tienen un aumento significativo

en la resistencia (BERMUDEZ, A. D. & CADENA, P. A., 2015). El cálculo del

esfuerzo de tracción para un espécimen ensayado, se aplica la ecuación que se presenta

a continuación:

𝑻 =𝟐 ∗ 𝑷

𝝅 ∗ 𝑳 ∗ 𝒅

Ecuación 10 Tracción Indirecta

103

Donde,

T: Es la medida de la resistencia a la tracción indirecta, MPa

P: Carga máxima aplicada por la máquina de ensayo, N

L: Longitud lateral del cilindro, mm

d: Diámetro de cilindro, mm

El resumen de los resultados obtenidos de los ensayos de tracción indirecta en los

especímenes de hormigón permeable, se observan en la tabla 27, dichos datos se

encuentran en el anexo A.

Tabla 27 Resistencia a la tracción indirecta del Hormigón Permeable a los 28 días (Agregado de

Pintag y San Antonio)

Espécimen Esfuerzo T.I

(Mpa) Espécimen

Esfuerzo T.I

(Mpa)

1 San Antonio 3-8 0,7 1 Pintag 3-8 3,4



Promedio 3-8 0,7 Promedio 3-8 3,5

1 San Antonio N°4 0,9 1 Pintag N°4 3,0



Promedio N°4 0,9 Promedio N°4 3,1




Promedio N°8 0,6 Promedio N°8 1,2


Los resultados obtenidos de la ejecución de los ensayos de tracción indirecta permiten

corroborar lo que expone el manual de la PCA; ya que la resistencia a la tracción de un

hormigón permeable se encuentra dentro del rango que va del 8 al 12 % de su

resistencia a la compresión, teniendo en cuenta que las características mecánicas del

agregado que se esté utilizando influye en el comportamiento de este tipo de hormigón

a la tracción indirecta.

104

En la tabla 28 se expone el porcentaje de la tracción indirecta con respecto a la

resistencia a la compresión de un hormigón permeable donde se puede observar que

los resultados de la resistencia a tracción indirecta de la mezcla de Pintag son

relativamente altos a comparación de la mezcla de San Antonio.

Tabla 28 Influencia de la Resistencia a la tracción indirecta del Hormigón Permeable en la

Resistencia a la Compresión

Cantera Graduación

Resistencia a

Compresión

Resistencia a la

Tracción

Indirecta

Resistencia a

la Tracción

Indirecta

(MPa) (MPa) %

SAN ANTONIO

3/8" 9,11 0,71 7,80

N°4 9,16 0,91 9,92

N°8 5,19 0,63 12,16

PINTAG

3/8" 22,50 3,45 15,34

N°4 24,59 3,07 12,48

N°8 18,86 1,19 6,30 Elaboración: Los Autores

De esta manera se observa que la mezcla óptima de hormigón permeable utilizando

agregado de Pintag con la graduación N°4, además que su resistencia a la compresión

es adecuada, también tiene un buen comportamiento a la resistencia a la tracción

indirecta, ya que su porcentaje con relación a la resistencia a la compresión es de

12,48% y se encuentra muy cercano al rango establecido por la PCA (8-12%).

Con los resultados obtenidos se realiza la gráfica 15, que muestra la relación existente

entre la Resistencia a la compresión y la Resistencia a la Tracción Indirecta del

hormigón permeable a los 28 días.

105

Gráfica 15 Relación de la Resistencia a la tracción indirecta del Hormigón Permeable con la

Resistencia a la Compresión


5.3.Ensayo de Permeabilidad

Para medir la permeabilidad de este tipo de hormigón se construyó una máquina

prototipo, tomando como base lo que especifica el código del ACI 522R-10 (Ver

fotografía 21), ya que no se presenta un método estandarizado tanto en la norma INEN

como en la norma ASTM.

Fotografía 21 Ensayo de Permeabilidad de Hormigón Permeable

Fuente: Los Autores

0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

25,00

30,00

0,00 1,00 2,00 3,00 4,00

Res

iste

nci

a a

la C

om

pre

sión

(M

Pa)

Resistencia a Tracción Indirecta (MPa)

Linea de

TendenciaSan Antonio

3/8"San Antonio

N°4San Antonio

N°8Pintag 3/8"

Pintag N°4

106

La aplicación de este ensayo permite medir el tiempo de filtración del agua a una altura

especificada a través del espécimen de hormigón permeable. La construcción del

equipo consta en ensamblar una serie de tubos de PVC a la tubería donde se coloca el

cilindro de prueba, el cual se envolvió con plástico y a su vez se introdujo en la tubería

con el fin de que no exista fugas de agua. Encima del cilindro de prueba se colocó una

tubería de 300 mm de longitud, que es donde se va a especificar la altura de agua el

mismo que debe ir acoplado con abrazaderas junto con la probeta de ensayo, la válvula

que permite el paso del agua está ubicada entre el cilindro de prueba y la tubería de

desagüe. Para determinar la permeabilidad del hormigón permeable se realizan los

siguientes pasos:

1. Abrir la válvula que permite el paso del agua.

2. Envolver el espécimen de prueba con plástico, para luego introducirlo en la

tubería.

3. Ajustar el espécimen de prueba junto con la tubería de PVC con la ayuda de

abrazaderas para que tenga un sello seguro.

4. Proceder a saturar el espécimen, cuya saturación se realizó agregando agua

hasta que la misma salga por la tubería de desagüe.

5. Una vez saturado el espécimen cerrar la válvula y colocar agua a una altura h1

de 29 cm.

6. Abrir la válvula de agua e inmediatamente con la ayuda de un cronómetro se

toma el tiempo que tarda el agua en descender a una altura h2 de 0 cm, cuya

medida se encuentra sobre la probeta.

Para el curado de estos cilindros se envolvieron en plástico con el fin de conservar su

humedad, y para que la cal de la piscina de curado no afecte la permeabilidad del

espécimen. (Ver fotografía 22).

107

Fotografía 22 Curado de especímenes para medir la Permeabilidad

Fuente: Los Autores

Para esta prueba se elaboraron 3 cilindros pequeños para cada una de las diferentes

graduaciones teniendo un total de 18 cilindros de 110 mm de diámetro con una longitud

de 150 mm, cuyas probetas fueron elaboradas de acuerdo a la norma NTE INEN 1576,

ASTM C31 y fueron ensayas a la edad de 28 días.

Para el cálculo del coeficiente de permeabilidad, se lo hace en función de la siguiente

fórmula que estipula el ACI 522R:

𝐤 =𝑨

𝒕

Ecuación 11 Permeabilidad de la Muestra

Donde,

k: Permeabilidad de la muestra, mm/s

A: Constante igual a 192, mm

t: Tiempo que tarda el agua en ir de la primera a la segunda marca, seg

Los resultados de la permeabilidad para los dos tipos de agregados se resumen a

continuación en la tabla 29.

108

Tabla 29 Cálculo del coeficiente de permeabilidad k para agregado de San Antonio y Pintag

Cantera Graduación Tiempo Permeabilidad

t1 (s) t2 (s) t3 (s) tm (s) k=A/t (mm/s)

SAN

ANTONIO

3/8" 70 69 67 68,67 2,80

N°4 65 70 68 67,67 2,84

N°8 87 86 85 86,00 2,23

PINTAG

3/8" 162 165 163 163,33 1,18

N°4 103 101 102 102,00 1,88

N°8 99 102 98 99,67 1,93 Elaboración: Los Autores

En la gráfica 16, se puede observar la permeabilidad en función de las diferentes

graduaciones.

Gráfica 16 Influencia de las graduaciones en la permeabilidad


2,80

2,84

2,23

1,18

1,88

1,93

1,00

1,20

1,40

1,60

1,80

2,00

2,20

2,40

2,60

2,80

3,00

60 80 100 120 140 160 180

Per

mea

bil

idad

k (

mm

/seg

)

Tiempo (s)

SAN ANTONIO PINTAG

109

Gráfica 17 Influencia de la Permeabilidad en la Resistencia a la Compresión


La permeabilidad en la mezcla con el agregado de Pintag es baja, pero alcanza una

resistencia alta, mientras que la mezcla con agregado de San Antonio posee una buena

permeabilidad, pero la resistencia no cumple con lo establecido.

5.4.Ensayo de Densidad y el Porcentaje de Vacíos del Hormigón Permeable

La determinación de la densidad y el porcentaje de vacíos del hormigón permeable en

estado endurecido se lo hace siguiendo lo que especifica la norma ASTM C1754 -12,

a cualquiera de los cilindros moldeados anteriormente de acuerdo a la norma NTE

INEN 1576 o ASTM C31. Para esto es necesario tomar las dimensiones del cilindro de

hormigón permeable a ser ensayado con el fin de determinar el volumen del mismo; la

norma establece dos métodos para el secado del espécimen (Método A y Método B),

en este caso se utilizará el método B que consiste en secar el cilindro en el horno a una

temperatura de 110 ± 5°C durante 24 ± 1h (Ver Fotografía 23), una vez que ha

finalizado este período de secado se deja a temperatura ambiente en un rango de 1 a 3

horas para proceder a tomar su masa, se vuelve a colocar el cilindro en el horno durante

1 hora más y se vuelve a tomar su peso; este procedimiento se realiza hasta que exista

N°8

3/8

N°4

3/8"N°4

N°8

4,0

9,0

14,0

19,0

24,0

29,0

1,15 1,35 1,55 1,75 1,95 2,15 2,35 2,55 2,75

Res

iste

ncia

(M

Pa)

Permeabilidad k=A/t (mm/s)

SAN ANTONIO PINTAG

110

una estabilidad de pesos del cilindro, cuya peso seco total se la representa con la letra

“A”.

Fotografía 23 Especímenes secados al horno

Fuente: Los Autores

Posteriormente se sumerge la probeta en un balde con agua en un tiempo de 30 ± 5 min

como se observa en la fotografía 24, se da golpes ligeros a la probeta (10 veces) y se

gira a la misma para obligar que las partículas de aire atrapadas puedan salir,

procedemos a determinar la masa sumergida del cilindro, que está representada por la

letra B. Para finalizar el ensayo, se mide la temperatura del agua en el balde donde se

encuentra sumergido el espécimen.

Fotografía 24 Probeta de Hormigón Permeable sumergida

Fuente: Los Autores

111

En este ensayo se utilizó la misma probeta aplicada en el ensayo de permeabilidad.

Para calcular la densidad del espécimen se utilizó la fórmula presentada a continuación:

𝐃 =𝑲 𝒙 𝑨

∅𝟐𝒙 𝑳

Ecuación 12 Densidad del Hormigón Permeable en estado Endurecido

Donde,

D: Densidad del espécimen, kg/m3

K: Permeabilidad; 0,001273240 m3 kg

A: Masa seca del espécimen, kg

Ø: Diámetro del espécimen, mm

L: Longitud del espécimen, mm

Para el cálculo del porcentaje de vacíos del espécimen se requiere utilizar la Tabla 30

donde se puede observar que dependiendo de la temperatura a la que se encuentre el

agua se tiene una densidad.

Tabla 30 Densidad del Agua

Temperatura Densidad

ºC kg/m3

15,6 999,01

18,3 998,54

21,1 997,97

23,0 997,54

23,9 997,32

26,7 996,59

29,4 995,83

Fuente: ASTM C 29/C 29M

Standard Test Method for Bulk Density (“Unit Weight”) and Voids in Aggregate

112

La temperatura del agua donde se sumergió la probeta es de 23 °C, y de acuerdo a la

tabla 30 se tiene una densidad del agua de 997,54 kg/m3. Cabe recalcar que los valores

de densidad se obtienen haciendo una interpolación si el caso lo requiere.

El cálculo del porcentaje de vacíos del espécimen se determina mediante la siguiente

fórmula:

%𝐕𝐚𝐜í𝐨𝐬 = [𝟏 − (𝑲 𝒙 (𝑨 − 𝑩)

𝝆𝒘 𝒙 ∅𝟐𝒙 𝑳)] 𝒙𝟏𝟎𝟎

Ecuación 13 Porcentaje de Vacíos en estado Endurecido

Donde,

% Vacíos: Porcentaje de vacíos, %

B: Masa sumergida del espécimen, kg

𝝆w: Densidad del agua a la temperatura del espécimen ensayado, kg/m3

Los datos obtenidos para la aplicación de estos ensayos se encuentran en el Anexo 7.

En la tabla 31 se presentan los resultados tanto de densidad como de porcentaje de

vacíos de los dos tipos de agregados para las diferentes graduaciones.

Tabla 31 Resultados de Densidad y Porcentajes de Vacíos para los dos tipos de agregados

Cantera Graduación Densidad

Porcentaje de

Vacíos

kg/m³ %

SAN ANTONIO

3/8" 1678,1 31,7

N°4 1595,7 33,0

N°8 1575,4 36,3

PINTAG

3/8" 1778,0 17,1

N°4 2053,5 9,5

N°8 1883,2 18,2 Elaboración: Los Autores

113

La densidad en los dos tipos de mezclas (San Antonio y Pintag) cumplen con el rango

que se estipuló anteriormente, a excepción de la mezcla con Pintag de graduación Nº4

que tiene una densidad mayor de 2053,5 kg/m³ y un porcentaje de vacíos muy bajo de

9,5 %.

Gráfica 18 Relación de la Densidad con el porcentaje de Vacíos


En la gráfica 18 se puede observar que la densidad del agregado de Pintag es mayor a

comparación del agregado de San Antonio, mientras que el agregado de San Antonio

tiene mayor porcentaje de vacíos que el agregado de Pintag.

La mezcla de Pintag tiene mayor densidad que la mezcla de San Antonio, pudiéndose

observar en la gráfica 19 que mientras más denso es el hormigón permeable la

resistencia va a ser mayor.

1450,0

1550,0

1650,0

1750,0

1850,0

1950,0

2050,0

2150,0

9,0 14,0 19,0 24,0 29,0 34,0 39,0

Den

sidad

(kg/m

³)

Porcentaje de Vacíos (%)

San Antonio

Pintag

114

Gráfica 19 Influencia de la Densidad en la Resistencia


En la gráfica 20 se puede observar que el hormigón permeable con el agregado de San

Antonio posee mayor Porcentaje de vacíos, pero su resistencia es muy baja a

comparación con el de Pintag, que alcanza mayor resistencia con porcentajes de vacíos

bajos.

4,00

9,00

14,00

19,00

24,00

29,00

1400,0 1500,0 1600,0 1700,0 1800,0 1900,0 2000,0 2100,0

Res

iste

ncia

a la

Co

mpre

sió

n (

MP

a)

Densidad (kg/m³)

San Antonio

Pintag

115

Gráfica 20 Influencia del porcentaje de Vacíos en la Resistencia


Gráfica 21 Relación entre la Densidad con la permeabilidad


4,00

9,00

14,00

19,00

24,00

29,00

5,0 11,0 17,0 23,0 29,0 35,0 41,0

Res

iste

ncia

a la

Co

mpre

sió

n (

MP

a)

Porcentaje de Vacíos (%)

San Antonio

Pintag

1500,0

1600,0

1700,0

1800,0

1900,0

2000,0

2100,0

1,00 1,50 2,00 2,50 3,00

Den

sid

ad

(k

g/m

³)

Permeabilidad (mm/s)

San Antonio

Pintag

116

La permeabilidad de Pintag con respecto a San Antonio es baja, pero tiene mayor

densidad (ver gráfica 21).

Gráfica 22 Relación entre del porcentaje de Vacíos con la permeabilidad


El porcentaje de vacíos de la mezcla con agregado de San Antonio es alto, produciendo

así permeabilidades mayores a la mezcla con agregados de Pintag. Esto se puede

evidenciar en la gráfica 22.

5.5.Resumen de resultados

Una vez realizado el análisis de los resultados, se observa que el agregado de Pintag

debido a tener mejores características mecánicas, este se adapta de mejor manera a una

mezcla de hormigón permeable que el agregado de San Antonio; por este motivo

utilizando el agregado de Pintag se pudo llegar a resistencias a la compresión mayores

a 18 Mpa, caso muy contrario al que se obtuvo con el agregado de San Antonio que las

resistencias a la compresión fueron muy bajas.

5,5

10,5

15,5

20,5

25,5

30,5

35,5

40,5

1,00 1,50 2,00 2,50 3,00

Porc

enta

je d

e V

ací

os

(%)

Permeabilidad (mm/s)

San Antonio

Pintag

117

Es así que se determina que la mezcla óptima, es la que se realizó con el agregado de

Pintag de graduación N°4, con una relación w/c de 0.55, ya que dio una resistencia a

la compresión aceptable de 24,6 Mpa, además que, la resistencia a la tracción se

encuentra próximo a los porcentajes (8 % - 12 %) con respecto a la resistencia a la

compresión, permitiendo que este hormigón permeable tenga un mayor campo de

aplicación. (Ver tabla 32).

Tabla 32 Resumen de resultados

Cantera Graduación

Resistencia a

Compresión

Resistencia a

la Tracción

Indirecta

Porcentaje

de Vacíos Permeabilidad Densidad

(MPa) (MPa) % (mm/s) kg/m³

SAN

ANTONIO

3/8" 9,11 0,71 31,7 2,8 1678,1

N°4 9,16 0,91 33,0 2,8 1595,7

N°8 5,19 0,63 36,3 2,2 1575,4

PINTAG

3/8" 22,50 3,45 17,1 1,2 1778,0

N°4 24,59 3,07 9,5 1,9 2053,5

N°8 18,88 1,19 18,2 1,9 1883,2 Elaboración: Los Autores

5.6.Aplicaciones

Con los resultados de la resistencia a la compresión obtenidos con cada tipo de

agregado y graduación, el campo de aplicación de este hormigón aumenta, es así que

se puede detallar su aplicación con cada tipo de agregado utilizado.

5.6.1. Aplicación de un hormigón permeable con agregado de San Antonio

En vista de que los resultados de la resistencia a la compresión de un hormigón

permeable con agregados de San Antonio no superaron los 10 Mpa, pero se obtuvo una

alta permeabilidad, su campo de aplicación se reduce a usarlo en zonas de bajo tráfico.

118

Estacionamientos

Debido a la alta permeabilidad que presenta este hormigón, se elimina cualquier forma

de encharcamiento evitando que exista salpicadura de agua por el paso de los vehículos

o peligro de resbalones de los transeúntes, dando mayor comodidad para los usuarios.

Aceras o sendas peatonales

Al igual que en los estacionamientos, la alta permeabilidad que presenta este hormigón

permite drenar el agua lluvia, evitando que se produzcan encharcamientos y dando

mayor seguridad al tránsito de las personas.

Ciclovías y zonas de recreación

Las características de este hormigón permiten tener una superficie agradable tanto para

bicicletas como para parques, además de que por su alta permeabilidad evita el

encharcamiento y funciona como pavimento antiderrapante. Su aplicación en zonas

recreativas permite disponer de estas instalaciones en cualquier condición

climatológica.

5.6.2. Aplicación de un hormigón permeable con agregado de Pintag

Con los resultados de la resistencia a la compresión de un hormigón permeable con

agregados de Pintag los cuales superaron los 21 Mpa y con una permeabilidad

aceptable que se encuentra dentro de los rangos, este hormigón es apto para aplicarlo

en pavimentos de alto tráfico vehicular y en andenes o zonas de altas cargas.

Andenes o zonas de altas cargas

Este hormigón se puede aplicar como pavimento para área de anden de carga, ayudando

a que el área de trabajo esté libre de agua, además de eliminar la presencia de fisuras

por la presencia constante de carga muy altas.

119

Pavimentos de alto tráfico

Los pavimentos de concreto permeable para alto tráfico vehicular son una estructura

compuesta por una capa superior de concreto permeable, una base como cualquier

pavimento; en algunos casos un sistema de drenaje que en función de las necesidades

puede ser o no complejo, y el suelo natural de soporte, que en función de sus

propiedades puede infiltrar el agua. (SAMUEL ARANGO, 2013). En la ilustración 6

se puede observar la estructura de un pavimento y como es el drenaje del agua lluvia.

Ilustración 6 Estructura del Pavimento de hormigón permeable

Fuente: http://blog.360gradosenconcreto.com/concreto-permeable-desarrollo-urbano-de-bajo-

impacto-2/

5.7.Análisis de costos

Una vez conocido el campo de aplicación del hormigón permeable, es necesario

realizar un análisis de precios unitarios de las mezclas óptimas con cada uno de los

agregados, teniendo en cuenta las dosificaciones de cada una de las mezclas; con el

propósito de conocer cuál es el costo de hormigón permeable en obra y a su vez

comparar con el precio de un hormigón convencional.

A continuación, en las tablas 33, 34 y 35 se muestran los análisis de precios unitarios

(APUS), para cada uno de las mezclas óptimas de hormigón permeable y para un

hormigón convencional.

120

Tabla 33 Análisis de costos para 1m3 de Hormigón permeable (Agregado de San Antonio)

UNIDAD DE

MEDIDA: m3

HORMIGÓN PERMEABLE CON AGREGADO DE SAN ANTONIO, GRADUACIÓN N°4

(f'c = 210 kg/cm²)

I. EQUIPO Y MAQUINARIA

Cod. DESCRIPCIÓN UNIDAD CANTIDAD PRECIO UNITARIO COSTO

Concretera h 1,00 1,01 1,01

SUBTOTAL: 1,01

II. MATERIALES


Arena (incluido transporte) m3 0,13 10,25 1,33

Agregado N°4 (incluye transporte) m3 0,57 11,13 6,34

Agua m3 0,19 1,56 0,30

Cemento Chimborazo HE kg 322,31 0,12 38,68

Viscocrete kg 1,61 1,45 2,33

Plastiment kg 1,93 1,73 3,34

SUBTOTAL: 52,32

III. MANO DE OBRA

Cod. DESCRIPCIÓN UNIDAD CANTIDAD COSTO HORA COSTO

Peón j/h 11,00 3,26 35,86

Albañil j/h 5,00 3,30 16,50

Maestro de obra j/h 1,00 3,66 3,66

SUBTOTAL: 56,02

IV. HERRAMIENTA MENOR


Herramienta menor % 5 56,02 2,80

SUBTOTAL: 2,80

COSTO TOTAL 112,15 $


121

Tabla 34 Análisis de costos para 1m3 de Hormigón permeable (Agregado de Pintag)

UNIDAD DE

MEDIDA: m3

HORMIGÓN PERMEABLE CON AGREGADO DE PINTAG, GRADUACIÓN N°4

(f'c = 210 kg/cm²)




SUBTOTAL: 1,01

II. MATERIALES




Agua m3 0,14 1,56 0,22




SUBTOTAL: 42,66

III. MANO DE OBRA


Peón j/h 11,00 3,26 35,86

Albañil j/h 5,00 3,30 16,50


SUBTOTAL: 56,02




SUBTOTAL: 2,80



122

Tabla 35 Análisis de costos para 1m3 de Hormigón Convencional

UNIDAD DE

MEDIDA: m3

HORMIGÓN CONVENCIONAL CON AGREGADO DE GRADUACIÓN N°4

(f'c = 210 kg/cm²)




SUBTOTAL: 1,01

II. MATERIALES




Agua m3 0,22 1,56 0,34




SUBTOTAL: 61,79

III. MANO DE OBRA


Peón j/h 11,00 3,26 35,86

Albañil j/h 5,00 3,30 16,5


SUBTOTAL: 56,02




SUBTOTAL: 2,80



123

El análisis de costos se realizó para un hormigón permeable y un hormigón

convencional, con una resistencia a la compresión de 21 Mpa, usando agregados con

una graduación N°4, preparado en obra y vaciado con medios manuales. Es así que se

puede observar que un hormigón permeable es económicamente viable, ya que

cualquiera que sea el agregado que se use, su costo va a depender de la cantidad de

cemento que se use y de la cantidad de arena que presente la mezcla; la mezcla óptima

de hormigón permeable utilizando agregado de Pintag es económicamente viable para

ser utilizadas como alternativas en estructuras de pavimentos.

124

CAPÍTULO VI

6. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

6.1.CONCLUSIONES

Al realizar la caracterización de los agregados se pudo conocer que el agregado

de Pintag es de mejor calidad que el de San Antonio, y debido a sus

características este agregado se adapta mejor a una mezcla de hormigón

permeable.

La realización de las mezclas de prueba permitió determinar que al no incluir

agregado fino o arena en la mezcla hace que se pierda manejabilidad y se vuelva

áspera, por lo que es necesario incluir una cantidad de arena igual a la del

cemento para así tener una mezcla más cohesiva que permite llegar a un

asentamiento de cero.

En las mezclas de hormigón permeable en su estado fresco, se pudo observar

que su consistencia es muy rígida, lo que implica que el asentamiento medido

es de 0 cm, es decir que este ensayo no es aplicable para este tipo de hormigón,

ya que permite medir asentamientos que van desde los 3cm a 23cm, pero en la

investigación se realizó este ensayo para tener una referencia de que se está

encaminado en obtener una mezcla de hormigón permeable.

Para poder establecer un diseño de mezclas de hormigón permeable, se basó en

la dosificación propuesta por el código ACI 522R y se realizó 23 mezclas de

prueba con los diferentes tipos de agregados y con las graduaciones

correspondientes, de la cual se determinó que para una mezcla de hormigón

permeable la relación agua/cemento ideal utilizando agregado de Pintag es de

0,55 y utilizando agregado de San Antonio es de 0,60.

125

Con la ejecución de las mezclas de prueba se establece una dosificación para

cada tipo de agregado (San Antonio y Pintag) y en base a la experiencia del

historial de resultados obtenidos se puede conocer el comportamiento de una


Realizando los ensayos de compresión se pudo observar que si se aumenta la

relación agua/cemento (w/c) aumenta la resistencia a la compresión y a menor

relación agua/cemento (w/c) disminuye su resistencia a la compresión, por lo

que para obtener una mezcla de hormigón permeable se puede establecer un

rango de relación agua/cemento que desde 0,55 a 0,60 para poder alcanzar

resistencias a la compresión adecuadas.

Al momento de elegir el aditivo ideal para este tipo de hormigones, se pudo

observar que aditivos como el Sikament (aditivo plastificante), Aer RMC

(aditivo inclusor de aire) no mejora ni las características físicas ni mecánicas

del hormigón permeable. La inclusión de aditivos como el Viscocrete (aditivo

superplastificante) y Plastiment permite mejorar notablemente las

características y a su vez aumentar la resistencia del hormigón permeable,

aunque se tiene una pequeña disminución de la permeabilidad.

La aplicación del humo de sílice no tuvo el efecto que se esperaba en el

hormigón permeable, debido a que el humo de sílice ocupo los vacíos presentes

en la mezcla haciendo que la permeabilidad y la resistencia a la compresión

reduzcan de manera notable.

En cuanto a la resistencia a la compresión, la mezcla con agregados de San

Antonio con una relación w/c (agua/cemento) de 0,60 dio resistencias muy

bajas que no superaron los 10 Mpa y la permeabilidad aumento hasta los 2.88

mm/seg, en cambio en las mezclas con el agregado de Pintag se obtuvieron

resistencias aceptables que superaron los 18 Mpa, pero este aumento de

resistencia afecto un poco su permeabilidad y disminuyó hasta los 1.18mm/seg.

Esto quiere decir que si tiene mayor resistencia a la compresión su

permeabilidad va a disminuir, y si disminuye la resistencia a la compresión

aumenta la permeabilidad.

126

En la mezcla que se utilizó agregados de San Antonio, la resistencia que mayor

valor alcanzo es la que se realizó con la graduación N°4 teniendo una resistencia

de 9,16Mpa; en la mezcla con agregados de Pintag la resistencia que mayor

valor alcanzo es con la graduación N°4 cuya resistencia es de 24,59 Mpa que

es totalmente aceptable para este hormigón; con esto podemos determinar que

la graduación que mejor se adata a una mezcla de hormigón permeable es la

N°4.

La mezcla óptima de hormigón permeable del agregado de Pintag con

graduación N°4 alcanza una resistencia a la tracción indirecta de 3.07 MPa cuyo

porcentaje de la resistencia a la compresión es del 12.48 %, el cual se encuentra

cerca de los rangos establecidos por la PCA (8 % – 12 %); mientras que con el

agregado de San Antonio la mayor resistencia a la tracción indirecta que se

alcanzo es de 0.91 MPa con la graduación N°4 cuyo porcentaje con relación a

la resistencia a la compresión es de 9.92 %. Esta disminución de porcentajes se

debe a la baja capacidad mecánica que presenta el agregado de San Antonio

respecto al agregado de Pintag.

Con los resultaos obtenidos en la Tabla 28 se puede observar que en su mayoría

cumplen con los porcentajes de tracción indirecta los cuales son resultados

congruentes; ya que a la mezcla óptima de Pintag le favorece que el agregado

tenga buena resistencia mecánica y nos contribuye en el porcentaje de tracción

indirecta, mientras que San Antonio tiene porcentajes de tracción indirecta

bajos, debido a que las partículas de este agregado no son resistentes y no tienen

un buen comportamiento mecánico.

De la gráfica 15 se observa que a medida que incrementa la resistencia a la

compresión el porcentaje de tracción indirecta disminuye, y por ende el

hormigón permeable se vuelve más frágil mientras es más resistente; es así, que

de esta manera el hormigón permeable al mismo tiempo pierde ductilidad.

En un hormigón permeable, la permeabilidad y el porcentaje de vacíos están

directamente relacionados ya que si aumenta la permeabilidad va a aumentar el

contenido de vacíos y por ende su resistencia a la compresión va a disminuir

127

notablemente; de la misma manera si se disminuye la permeabilidad, se

disminuye el contendido de vacíos y aumenta la resistencia a compresión.

La densidad y porcentaje de vacíos en estado endurecido se determinaron

mediante la norma ASTM C29, de esta manera se pudo establecer que la

densidad del hormigón permeable realizado con el agregado de San Antonio es

menor que la del hormigón realizado con agregado de Pintag, y todas las

mezclas realzadas con las diferentes graduaciones se encuentran dentro del

rango que va de 1600 a 2000 kg/m3, con excepción de la mezcla realizada con

la graduación N°4 del agregado de Pintag que tiene como valor 2053,5 kg/m3,

pero se considera aceptable ya que este valor no difiere en mucho con respecto

al rango establecido.

La permeabilidad en este tipo de hormigón va a depender de la cantidad de pasta

y de la relación agua/cemento que se tenga, es decir si mayor pasta y relación

agua/cemento se tiene, mayor va a ser la permeabilidad.

Una vez realizados todos los análisis se puede concluir que el diseño de mezcla

óptimo para un hormigón permeable se obtuvo con el agregado de Pintag, con

el cual se alcanzó resistencias altas, especialmente con la graduación N°4, cuya

relación w/c (agua/cemento) es de 0,55, alcanzando así una resistencia a la

compresión de 24,6 Mpa, con una permeabilidad de 1,88 mm/seg y un

porcentaje de vacíos del 9,46% y finalmente con una densidad de 2053,55

kg/m3.

6.2.RECOMENDACIONES

Para la fabricación del hormigón permeable, es recomendable utilizar

agregados con mejores características de densidad, así como de alta resistencia

mecánica, para alcanzar resistencias y permeabilidades aceptables.

La realización de los especímenes para el ensayo a la compresión, debe

realizarse de la forma más rápida posible, para evitar el escurrimiento del agua

de la mezcla y esta no se vea afectada en la resistencia.

128

Para el curado de los especímenes, tanto para ensayos a la compresión, tracción

indirecta, como para los ensayos de permeabilidad, se recomiendo que se

realice en gabinete húmedo, por lo que es necesario embalar con cinta plástica

los especímenes para que la cal presente que se dispersa por medio de los

pulverizadores no afecte a la permeabilidad.

La adición de los aditivos debe de realizarse con criterio y con mucho cuidado,

ya que, si se excede en la aplicación, puede que se tenga efectos adversos a lo

requerido.

Debido a la dispersión existente en los resultados obtenidos en los ensayos de

compresión, se recomienda hacer un análisis para escoger las resistencias que

se encuentren en un rango apropiado, con el objetivo de que el resultado final

sea acorde a la realidad.

Es importante tomar en cuenta que el hormigón permeable a pesar de que ya

este colocado como parte de una vía en pavimentos de tráfico liviano,

parqueadero y vías de bajas velocidades de circulación, etc. Se debe tener

cautela con la basura que puede afectar la permeabilidad del mismo.

129

BIBLIOGRAFÍA

LIBROS

1. INSTITUTO MEXICANO DEL CEMENTO Y EL CONCRETO - IMCYC.

(2012). Terminología del Cemento y del Concreto ACI 116R-00 (3 ed.).

MéxicoD.F.

2. KOSMATKA, S. H., KERKHOFF, B., PANARESE, W. C., & TANESI, J.

(2004). Trabajabilidad. Diseño y Control de Mezclas de Concrteo (pág. 3).

EE.UU: Primera Edición Portland cement Association.

3. KOSMATKA, S. H., KERKHOFF, B., PANARESE, W. C., & TANESI, J.

(2004). Aditivos para Concreto. Diseño y Control de Mezclas de Concreto (pág.

135). EE.UU: Primera Edición Portland Cement Association.

4. ZABALETA, G. H. (2009). COMPENDIO DE TECNOLOGÍA DEL

HORMIGÓN. Propiedades del Hormigón Endurecido (pág. 43). Santiago -

Chile: Instituto del Cemento y del Hormigón de Chile.

TESIS DE GRADO

5. BERMUDEZ, A. D. & CADENA, P. A. (2015). Correlación entre la

Resistencia al Esfuerzo de Compresión y Tracción del Hormigón, utilizando

Agregados de las Canteras de Pifo y San antonio, Cemento Holcim Tipo GU.

Quito.

6. LOPEZ, P. E. (2010). Control de Calidad y Colocación de Concreto Permeable.

México D.F.

7. MENESES, C. M. & BRAVO, C. H. (2007). Resistencia Mecánica y

Condiciones de Obra del Concreto Poroso en los Pavimentos Según los tipos

de Granulometría. En U. d. Medellín (Ed.). Medellín.

8. NUÑEZ, F. (2015). Fabricación de Hormigón Permeablepara Canchas de uso

Mútiple con la Utilización de Agregados de la Provincia de Pichincha. Quito-

Ecuador.

9. PÉREZ, R. D. (2009). Estudio experimental de Concretos Permeables con

Agregados Andesíticos. México D.F.

130

10. ZHINDON, R. (2010). Utilización de Hormigón Poroso para Revestimiento de

Taludes. Quito-Ecuador.

NORMAS

11. AMERICAN CONCRETE INSTITUTE COMMITTE 522R, (2010) Manual of

Concrete Practice. Manual of Concrete Practice. En Report on Pervious

Concrete (pág. 7). USA.

12. AMERICAN CONCRETE INSTITUTE COMMITTEE 522R. (2010). Manual

of Concrete Practice. En Report on previous Concrete (pág. 6). USA.

13. AMERICAN CONCRETE INSTITUTE COMMITTEE 522R, Reporte on

Pervious Concrete. (2010). Reporte on Pervious Concrete. En Manual of

Concrete prctice (pág. 6). USA.ASTM C496, (2010). Especificación

Normalizada de Aditivos Químicos para Concreto. (s.f.).

14. ASTM C496-11, (2010). Método de Ensayo Normalizado para Resistencia a la

Tracción indirecta de Especimenes Cilíndricos de Concreto. (s.f.).

15. ASTM C1754, (2012). Standard Test Method for Density and Void Content

of Hardened Pervious Concrete. Recuperado de: http://www.doc88.com/p-

7488976354114.html

16. NORMA TÉCNICA ECUATORIA NTE INEN 2528. (2010). Cámaras de

curado, Gabinetes húmedos, Tanques para almacenamiento en agua y cuarto

para elaborar mezclas, utilizados en ensayos de cemento hidráulico y hormigón.

Requisitos.

17. NORMA TÉCNICA ECUATORIA NTE INEN 156. (2009). Cemento

Hidráulico Dterminación de la Densidad.


Hidráulico, Determinación de la consistencia normal. Método de vicat..


Hidráulico. Determinación del Tiempo de fraguado.Método de Vicat.


Hidráulico. Determinación del flujo en morteros.

21. NORMA TÉCNICA ECUATORIA NTE INEN 855. (2010). Determinación de

las impurezas orgánicas en el árido fino para Hormigón. Quito - Ecuador.

http://www.doc88.com/p-7488976354114.html

http://www.doc88.com/p-7488976354114.html

131


las impurezas orgánicas en el árido fino para Hormigón). Determinación de las

impurezas orgánicas en el árido fino para Hormigón. Quito - Ecuador.

23. NORMA TÉCNICA ECUATORIA NTE INEN 856, (2010). Determinación de

la Densidad, Densidad Relativa y Absorción del Árido Fino.


la Densidad, Densidad Relativa y Absorción del Árido Grueso.


la Masa Unitaria y el Porcentaje de Vacíos.

26. NORMA TÉCNICA ECUATORIA NTE INEN 860. (2011). Determinación

del valor de la Degradación del Árido grueso de partículas menores a 37.5 mm

Mediante el uso de la Máquina de los Ángeles.

PDF'S

27. EKECO-TECNOLOGÍA ECOLÓGICA. (2016). Sistemas Ecológicos de

Recuperación de Agua por Medio de Pavimentos 100% Permeables.

Recuperado de:

http://www.ekeco.org/CARPETA%20EKECO%20CONSTRUCCION.pdf

28. Karthik H. Obla. (2007). Pervious Concrete for Sustainable Development.

Obtenido de

http://www.nrmca.org/research/pervious%20recent%20advances%20in%20co

ncrete%20technology0707.pdf

29. Kervern, J & Wang, K. (2006). Pervious Concrte Construction: Methods and

Qualitu Control. Recuperado de: http://www.rmc-

foundation.org/images/PCRC%20Files/Construction%20Techniques/Pervious

%20Concrete%20Construction%20-

%20Methods%20and%20Quality%20Control.pdf

30. Kervern, J & Schaefer, V. (2008). Portland Cement Pervious Concrete: A Field

Experience from Sioux City. Recuperado de:

http://benthamopen.com/contents/pdf/TOBCTJ/TOBCTJ-2-82.pdf

http://www.ekeco.org/CARPETA%20EKECO%20CONSTRUCCION.pdf

http://www.rmc-foundation.org/images/PCRC%20Files/Construction%20Techniques/Pervious%20Concrete%20Construction%20-%20Methods%20and%20Quality%20Control.pdf




http://benthamopen.com/contents/pdf/TOBCTJ/TOBCTJ-2-82.pdf

132

REFERENCIAS ELECTRÓNICAS

31. Hormigón Ecológico Permeable en:

http://es.slideshare.net/concretosespeciales/hormigon-ecologico-permeable-

smart-crete

32. Innovación en la Construcción en: http://innovacontru.blogspot.com/

33. 360° En Concreto en: http://blog.360gradosenconcreto.com/concreto-

permeable-desarrollo-urbano-de-bajo-impacto-2/

34. Pavimentos Permeables en: http://imcyc.com/50/ponencia/IngHiriart.ppt

35. SIKA ECUATORIANA S.A. Tegnología para el concreto;Plastiment 261 R).

(2016). Obtenido de http://ecu.sika.com/es/solutions_products/productos-sika-

construccion/tecnologia-sika-para-concreto.html

36. SIKA ECUATORIANA S.A. Tegnología para el concreto;SIKAFUME.



37. SIKA ECUATORIANA S.A. Tegnología para el concreto;Sikament®- N 100.

(2016). Obtenido de http://ecu.sika.com/content/ecuador/main/es/concrete-

redirect/sika-concrete-technology.html

38. SIKA ECUATORIANA S.A. Tegnología para el concreto;Viscocrete 4100.



http://es.slideshare.net/concretosespeciales/hormigon-ecologico-permeable-smart-crete

http://es.slideshare.net/concretosespeciales/hormigon-ecologico-permeable-smart-crete

http://innovacontru.blogspot.com/

http://blog.360gradosenconcreto.com/concreto-permeable-desarrollo-urbano-de-bajo-impacto-2/

http://blog.360gradosenconcreto.com/concreto-permeable-desarrollo-urbano-de-bajo-impacto-2/

http://imcyc.com/50/ponencia/IngHiriart.ppt

ANEXOS

CONTENIDO

ANEXO A: CERTIFICACIÓN DE ENSAYOS DE LABORATORIO

ANEXO B: DENSIDAD ÓPTIMA DEL AGREGADO DE SAN ANTONIO

ANEXO C: DENSIDAD ÓPTIMA DEL AGREGADO DE PINTAG

ANEXO D: APLICACIÓN DE LÍNEAS DE TENDENCIA A LOS RESULTADOS

DE LA COMPRESIÓN DE SAN ANTONIO.

ANEXO E: APLICACIÓN DE LÍNEAS DE TENDENCIA A LOS RESULTADOS

DE LA COMPRESIÓN DE PINTAG.

ANEXO F: DESCRIPCIÓN DEL CEMENTO HÓLCIM FUERTE TIPO GU

ANEXO G: CERTIFICADO DEL CEMENTO CHIMBORAZO, TIPO HE

ANEXO H: ANEXO G REGISTRO FOTOGRÁFICO

ANEXO A Certificación de ensayos de Laboratorio

ANEXO B Densidad Óptima del Agregado de San Antonio

ANEXO B Densidad Óptima del Agregado de San Antonio

INFORME DE ENSAYO

DENSIDAD ÓPTIMA DE LOS AGREGADOS


Ubicación: NOROCCIDENTE

DE QUITO

Tamaño nominal

máximo 3/8"

Fecha de

Muestreo 14 JUNIO 2016

Fecha de Ensayo 14 JUNIO 2016



Masa 2,6 Kg

Volumen 0,0055 m³

MEZCLA

(%) MASA (Kg)

Añadi

r

Arena

(Kg)

Masa del

Recip. +

Mezcla (kg)

Promed

io

Masa

de la

mezcla

(kg)

Densidad Aparente Kg/m³

Ripi

o

Aren

a Ripio Arena

100 0 20 0 0 10,4 10,5 10,45 7,8 1434,07

90 10 20 2,22 2,22 11,6 11,6 11,61 9,0 1646,52

80 20 20 5 2,78 12,3 12,3 12,3 9,7 1772,89

75 25 20 6,67 1,67 13,1 13,1 13,11 10,5 1921,25

70 30 20 8,57 1,9 13,3 13,3 13,31 10,7 1957,88

65 35 20 10,77 2,2 13,5 13,5 13,5 10,9 1992,67

60 40 20 13,33 2,56 13,5 13,5 13,48 10,9 1989,01

55 45 20 16,36 3,03 13,4 13,4 13,42 10,8 1978,02

50 50 20 20 3,64 13,2 13,3 13,26 10,6 1948,72


ANEXO C Densidad Óptima del Agregado de Pintag

ANEXO C Densidad Óptima del Agregado de Pintag

INFORME DE ENSAYO

DENSIDAD ÓPTIMA DE LOS AGREGADOS

Cantera: PINTAG

Ubicación: NOROCCIDENTE DE

QUITO

Tamaño nominal

máximo 3/8"

Fecha de

Muestreo 14 JUNIO 2016

Fecha de Ensayo 14 JUNIO 2016



Masa 2,6 Kg

Volumen 0,0055 m³

MEZCLA

(%) MASA (Kg)

Añadi

r

Arena

(Kg)

Masa del

Recip. +

Mezcla (kg)

Prome

dio

Masa

de la

mezcl

a (kg)

Densidad Aparente Kg/m³

Ripi

o

Are

na Ripio

Aren

a

100 0 20 0 0 10,5 10,4 10,45 7,8 1434,07

90 10 20 2,22 2,22 11,5 11,4 11,44 8,8 1615,38

80 20 20 5 2,78 12,1 12,1 12,1 9,5 1736,26

75 25 20 6,67 1,67 12,7 12,6 12,67 10,1 1840,66

70 30 20 8,57 1,9 12,8 12,8 12,78 10,2 1860,81

65 35 20 10,77 2,2 13,1 13 13,06 10,4 1912,09

60 40 20 13,33 2,56 13,1 13,1 13,08 10,5 1915,75

55 45 20 16,36 3,03 12,9 12,9 12,91 10,3 1884,62

50 50 20 20 3,64 12,9 12,9 12,87 10,3 1877,29


ANEXO D Aplicación de líneas de tendencia a los resultados de la Compresión de San Antonio.

ANEXO D Aplicación de líneas de tendencia a los resultados de la Compresión de

San Antonio.

Graduación 3/8

Edad: 3 días


Cilindro


Final

Esfuerzo

Tipo

de

Falla mm mm kg mm² kN MPa

1 1 San Antonio 3/8" 203,00 101,50 3,04 8091,37 43,10 5,3

4,7

Tipo 2

2 11 San Antonio 3/8" 203,00 101,50 3,10 8091,37 53,10 6,6 Tipo 3

3 13 San Antonio 3/8" 203,00 101,25 3,02 8051,56 36,90 4,6 Tipo 2

4 17 San Antonio 3/8" 204,00 102,50 3,06 8251,59 35,20 4,3 Tipo 3

Promedio

Dispersión 5,2


Edad: 7 días


Cilindro

Longitud Diámetro Masa Sección Carga Esfuerzo

Promedio

Tipo

de


1 2 San Antonio 3/8" 204,00 101,75 3,02 8131,28 52,50 6,5

5,9

Tipo 3

2 6 San Antonio 3-8 203,00 101,75 3,04 8131,28 50,90 6,3 Tipo 1

3 14 San Antonio 3-8 205,00 101,50 3,10 8091,37 39,40 4,9 Tipo 3

4 18 San Antonio 3-8 203,00 102,25 3,04 8211,39 37,70 4,6 Tipo 2

Promedio

Dispersión 5,5

5,3

6,6

4,64,3

5,2

0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

6,0

7,0

1 San Antonio3/8"

11 San Antonio3/8"

13 San Antonio3/8"

17 San Antonio3/8"

Res

iste

nci

a 3

día

s (M

pa

)

CILINDRO ENSAYADO


Edad: 14 días


Cilindro


Final

Esfuerzo

Tipo

de


1 3 San Antonio 3-8 200,00 102,25 3,00 8211,39 64,10 7,8

6,8

Tipo 3

2 7 San Antonio 3-8 200,00 102,75 3,08 8291,89 65,00 7,8 Tipo 3

3 15 San Antonio 3-8 202,00 102,50 3,06 8251,59 38,80 4,7 Tipo 2

4 19 San Antonio 3-8 202,00 102,75 3,06 8291,89 33,30 4,0 Tipo 2

Promedio Dispersión

6,1


6,5 6,3

4,9 4,6

5,5

0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

6,0

7,0

2 San Antonio3/8"

6 San Antonio 3-8 14 San Antonio 3-8

18 San Antonio 3-8

Res

iste

nci

a 7

día

s (M

pa

)

CILINDRO ENSAYADO

7,8 7,8

4,74,0

6,1

0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

6,0

7,0

8,0

9,0

3 San Antonio 3-8 7 San Antonio 3-8 15 San Antonio 3-8

19 San Antonio 3-8

Res

iste

nci

a 1

4 d

ías

(Mp

a)

CILINDRO ENSAYADO

Edad: 21 días


Cilindro


Final

Esfuerzo

Tipo

de


1 4 San Antonio 3-8 203,00 102,50 3,06 8251,59 56,70 6,9

8,7

Tipo 3

2 8 San Antonio 3-8 204,00 102,75 3,10 8291,89 76,60 9,2 Tipo 1

3 10 San Antonio 3-8 204,00 102,25 3,12 8211,39 81,70 9,9 Tipo 3

4 20 San Antonio 3-8 204,00 101,25 3,06 8051,56 28,00 3,5 Tipo 1


7,4


Edad: 28 días


Cilindro


Final

Esfuerzo

Tipo

de


1 5 San Antonio 3-8 202,00 101,75 3,08 8131,28 76,60 9,4

9,1

Tipo 3

2 9 San Antonio 3-8 203,00 101,25 3,08 8051,56 81,70 10,1 Tipo 2

3 12 San Antonio 3-8 202,00 101,75 3,10 8131,28 60,70 7,5 Tipo 1

4 16 San Antonio 3-8 204,00 101,50 3,14 8091,37 62,90 7,8 Tipo 1


8,7

6,9

9,29,9

3,5

7,4

0,0

2,0

4,0

6,0

8,0

10,0

12,0

4 San Antonio 3-8 8 San Antonio 3-8 10 San Antonio 3-8

20 San Antonio 3-8

Res

iste

nci

a 2

1 d

ías

(Mp

a)

CILINDRO ENSAYADO


Graduación Nº4

Edad: 3 días


Cilindro


Final

Esfuerzo mm mm kg mm² kN MPa

1 1 San Antonio N°4 204,00 101,50 3,16 8091,37 71,20 8,8

4,2 2 11 San Antonio N°4 204,00 101,75 3,06 8131,28 36,70 4,5

3 13 San Antonio N°4 203,00 102,50 3,08 8251,59 33,40 4,0

4 17 San Antonio N°4 203,00 101,75 2,98 8131,28 32,10 3,9


5,3


9,410,1

7,5 7,88,7

0,0

2,0

4,0

6,0

8,0

10,0

12,0

5 San Antonio 3-89 San Antonio 3-812 San Antonio 3-8

16 San Antonio 3-8

Res

iste

nci

a 2

1 d

ías

(Mp

a)

CILINDRO ENSAYADO

8,8

4,54,0 3,9

5,3

0,01,02,03,04,05,06,07,08,09,0

10,0

1 San AntonioN°4

11 San AntonioN°4

13 San AntonioN°4

17 San AntonioN°4

Res

iste

nci

a 3

día

s (M

pa

)

CILINDRO ENSAYADO

Edad: 7 días


Cilindro


Final

Esfuerzo

Tipo

de


1 2 San Antonio N°4 202,00 102,25 3,16 8211,39 62,50 7,6

6,5

Tipo 2

2 6 San Antonio N°4 203,00 102,50 3,14 8251,59 51,20 6,2 Tipo 2




5,3


Edad: 14 días


Cilindro


Final

Esfuerzo

Tipo

de

Falla

mm mm kg mm² kN MPa

1 3 San Antonio N°4 201,00 101,75 3,10 8131,28 76,80 9,4

6,8

Tipo 1





6,1

7,6

6,25,7

1,7

5,3

0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

6,0

7,0

8,0

2 San Antonio N°46 San Antonio N°4 14 San AntonioN°4

18 San AntonioN°4

Res

iste

nci

a 7

día

s (M

pa

)

CILINDRO ENSAYADO


Edad: 21 días


Cilindro


Final

Esfuerzo

Tipo

de


1 4 San Antonio N°4 204,00 102,25 3,16 8211,39 80,50 9,8

8,1

Tipo 2





7,3


9,4

7,0

4,0 3,9

6,1

0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

6,0

7,0

8,0

9,0

10,0

3 San AntonioN°4

7 San AntonioN°4

15 San AntonioN°4

19 San AntonioN°4

Res

iste

nci

a 1

4 d

ías

(Mp

a)

CILINDRO ENSAYADO

9,8

7,4 7,2

5,0

7,3

0,0

2,0

4,0

6,0

8,0

10,0

12,0

4 San AntonioN°4

8 San AntonioN°4

10 San AntonioN°4

20 San AntonioN°4

Res

iste

nci

a 2

1 d

ías

(Mp

a)

CILINDRO ENSAYADO

Edad: 28 días


Cilindro


Final

Esfuerzo

Tipo

de


1 5 San Antonio N°4 202,00 102,00 3,16 8171,28 85,80 10,5

9,2

Tipo 1





8,6


Graduación Nº8

Edad: 3 días


Cilindro


Final

Esfuerzo

Tipo

de


1 1 San Antonio N°8 204,00 102,25 3,12 8211,39 21,80 2,7

2,5

Tipo 3





2,8

10,5

7,8

9,2

6,8

8,6

0,0

2,0

4,0

6,0

8,0

10,0

12,0

5 San AntonioN°4

9 San AntonioN°4

12 San AntonioN°4

22 San AntonioN°4

Res

iste

nci

a 2

1 d

ías

(Mp

a)

CILINDRO ENSAYADO


Edad: 7 días


Cilindro


Final

Esfuerzo

Tipo

de


1 2 San Antonio N°8 202,00 100,75 2,90 7972,23 32,60 4,1

4,3

Tipo 6





4,1


2,72,9

3,5

2,1

2,8

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

1 San AntonioN°8

6 San AntonioN°8

11 San AntonioN°8

16 San AntonioN°8

Res

iste

nci

a 3

día

s (M

pa

)

CILINDRO ENSAYADO

4,14,3

3,4

4,6

4,1

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

4,5

5,0

2 San AntonioN°4

6 San AntonioN°4

14 San AntonioN°4

18 San AntonioN°4

Res

iste

nci

a 7

día

s (M

pa

)

CILINDRO ENSAYADO

Edad: 14 días


Cilindro


Final

Esfuerzo

Tipo

de


1 3 San Antonio N°8 205,00 102,25 2,90 8211,39 37,10 4,5

4,5

Tipo 1





4,3


Edad: 21 días


Cilindro


Final

Esfuerzo

Tipo

de


1 4 San Antonio N°8 204,00 102,25 3,04 8211,39 46,70 5,7

4,8

Tipo 1





4,4

4,54,9

3,74,0

4,3

0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

6,0

3 San Antonio N°8 9 San Antonio N°8 15 San AntonioN°8

20 San AntonioN°8

Res

iste

nci

a 1

4 d

ías

(Mp

a)

CILINDRO ENSAYADO


Edad: 28 días


Cilindro


Final

Esfuerzo

Tipo

de


1 5 San Antonio Nº8 203,00 101,50 2,92 8091,37 44,80 5,5

5,2

Tipo 6

2 8 San Antonio Nº8 202,00 101,00 3,00 8011,85 39,20 4,9 Tipo 1




4,7


5,75,0

3,1

3,84,4

0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

6,0

4 San AntonioN°8

10 San AntonioN°8

14 San AntonioN°8

21 San AntonioN°8

Res

iste

nci

a 2

1 d

ías

(Mp

a)

CILINDRO ENSAYADO

5,5

4,9

3,4

5,14,7

0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

6,0

5 San AntonioNº8

8 San AntonioNº8

13 San AntonioNº8

19 San AntonioNº8

Res

iste

nci

a 2

1 d

ías

(Mp

a)

CILINDRO ENSAYADO

ANEXO E Aplicación de líneas de tendencia a los resultados de la Compresión de Pintag

ANEXO E Aplicación de líneas de tendencia a los resultados de la Compresión de

Pintag.

Graduación 3/8”

Edad: 3 días

Nº Identificación

del Cilindro


Final

Esfuerzo

Tipo

de


1 1 Pintag 3/8" 173,00 101,50 2,66 8091,37 78,80 9,7

12,9

Tipo 2

2 11 Pintag 3/8" 205,00 102,50 3,18 8251,59 94,00 11,4 Tipo 6

3 13 Pintag 3/8" 205,00 102,50 3,22 8251,59 109,20 13,2 Tipo 3

4 17 Pintag 3/8" 202,00 102,75 3,08 8291,89 116,90 14,1 Tipo 3


12,1


Edad: 7 días

Nº Identificación

del Cilindro


Final

Esfuerzo

Tipo

de


1 2 Pintag 3/8" 205,00 101,25 3,14 8051,56 92,20 11,5

13,7

Tipo 3

2 6 Pintag 3/8" 205,00 102,50 3,12 8251,59 104,90 12,7 Tipo 2

3 14 Pintag 3/8" 205,00 101,75 3,18 8131,28 138,60 17,0 Tipo 6

4 18 Pintag 3/8" 205,00 102,25 3,26 8211,39 181,10 22,1 Tipo 2


15,8

9,7

11,4

13,214,1

12,1

0,0

2,0

4,0

6,0

8,0

10,0

12,0

14,0

16,0

1 Pintag 3/8" 11 Pintag 3/8" 13 Pintag 3/8" 17 Pintag 3/8"

Res

iste

nci

a 2

1 d

ías

(Mp

a)

CILINDRO ENSAYADO


Edad: 14 días

Nº Identificación

del Cilindro


Final

Esfuerzo

Tipo

de


1 3 Pintag 3/8" 202,00 102,50 3,16 8251,59 83,10 10,1

19,0

Tipo 1

2 7 Pintag 3/8" 204,00 101,75 3,08 8131,28 125,50 15,4 Tipo 1

3 15 Pintag 3/8" 203,00 102,25 3,28 8211,39 168,00 20,5 Tipo 3

4 19 Pintag 3/8" 202,00 103,75 3,24 8454,07 179,60 21,2 Tipo 1


16,8


11,512,7

17,0

22,1

15,8

0,0

5,0

10,0

15,0

20,0

25,0


Res

iste

nci

a 2

1 d

ías

(Mp

a)

CILINDRO ENSAYADO

10,1

15,4

20,5 21,2

16,8

0,0

5,0

10,0

15,0

20,0

25,0


Res

iste

nci

a 2

1 d

ías

(Mp

a)

CILINDRO ENSAYADO

Edad: 21 días

Nº Identificación

del Cilindro


Final

Esfuerzo

Tipo

de


1 4 Pintag 3/8" 203,00 102,25 3,06 8211,39 103,60 12,6

18,0

Tipo 3

2 8 Pintag 3/8" 204,00 102,75 3,10 8291,89 154,14 18,6 Tipo 2

3 10 Pintag 3/8" 204,00 102,75 3,12 8291,89 204,30 24,6 Tipo 2

4 20 Pintag 3/8" 204,00 102,75 3,32 8291,89 188,00 22,7 Tipo 2


19,6


Edad: 28 días

Nº Identificación

del Cilindro


Final

Esfuerzo

Tipo

de


1 5 Pintag 3/8" 203,00 102,00 3,08 8171,28 181,45 22,2

22,5

Tipo 1

2 9 Pintag 3/8" 204,00 101,50 3,16 8091,37 180,55 22,3 Tipo 2

3 12 Pintag 3/8" 204,00 102,25 3,18 8211,39 188,80 23,0 Tipo 1


22,50

12,6

18,6

24,622,7

19,6

0,0

5,0

10,0

15,0

20,0

25,0

30,0


Res

iste

nci

a 2

1 d

ías

(Mp

a)

CILINDRO ENSAYADO

Graduación N°4

Edad: 3 días

Nº Identificación

del Cilindro


Tipo

de


1 1 Pintag N°4 204,00 101,50 3,14 8091,37 98,70 12,2

12,8

Tipo 2

2 11 Pintag N°4 204,00 102,50 3,14 8251,59 102,00 12,4 Tipo 1

3 17 Pintag N°4 203,00 102,25 3,18 8211,39 112,70 13,7 Tipo 2


12,8


Edad: 7 días

Nº Identificación

del Cilindro


Tipo

de


1 2 Pintag N°4 204,00 101,75 3,20 8131,28 139,10 17,1

16,6

Tipo 1

2 6 Pintag N°4 203,00 101,75 3,16 8131,28 148,60 18,3 Tipo 2

3 14 Pintag N°4 203,00 101,75 3,14 8131,28 117,60 14,5 Tipo 2

4 18 Pintag N°4 203,00 101,50 3,14 8091,37 113,10 14,0 Tipo 3


16,0

12,212,4

13,7

12,8

11,0

11,5

12,0

12,5

13,0

13,5

14,0

1 Pintag N°4 11 Pintag N°4 17 Pintag N°4

Res

iste

nci

a 2

1 d

ías

(Mp

a)

CILINDRO ENSAYADO


Edad: 14 días

Nº Identificación

del Cilindro


Tipo

de


1 3 Pintag N°4 203,00 100,25 3,08 7893,30 151,40 19,2

20,5

Tipo 2

2 7 Pintag N°4 203,00 102,25 3,18 8211,39 166,00 20,2 Tipo 1

3 15 Pintag N°4 204,00 101,75 3,20 8131,28 180,20 22,2 Tipo 2

4 19 Pintag N°4 202,00 101,50 3,08 8091,37 98,90 12,2 Tipo 2


18,4


17,118,3

14,5 14,0

16,0

0,0

2,0

4,0

6,0

8,0

10,0

12,0

14,0

16,0

18,0

20,0

2 Pintag N°4 6 Pintag N°4 14 Pintag N°4 18 Pintag N°4

Res

iste

nci

a 2

1 d

ías

(Mp

a)

CILINDRO ENSAYADO

19,220,2

22,2

12,2

18,4

0,0

5,0

10,0

15,0

20,0

25,0


Res

iste

nci

a 2

1 d

ías

(Mp

a)

CILINDRO ENSAYADO

Edad: 21 días

Nº Identificación

del Cilindro


Tipo

de


1 4 Pintag N°4 204,00 102,25 3,16 8211,39 187,70 22,9

24,6

Tipo 6

2 8 Pintag N°4 203,00 102,50 3,16 8251,59 206,40 25,0 Tipo 2

3 10 Pintag N°4 204,00 102,25 3,20 8211,39 211,70 25,8 Tipo 1

4 13 Pintag N°4 204,00 101,75 3,16 8131,28 170,10 20,9 Tipo 2


23,6


Edad: 28 días

Nº Identificación

del Cilindro


Tipo

de


1 5 Pintag N°4 203,00 102,75 3,20 8291,89 203,70 24,6

24,6

Tipo 1

2 9 Pintag N°4 204,00 101,75 3,22 8131,28 196,20 24,1 Tipo 2

3 12 Pintag N°4 203,00 101,75 3,18 8131,28 204,00 25,1 Tipo 2


24,6

22,925,0 25,8

20,9

23,6

0,0

5,0

10,0

15,0

20,0

25,0

30,0


Res

iste

nci

a 2

1 d

ías

(Mp

a)

CILINDRO ENSAYADO

Graduación N°8

Edad: 3 días

Nº Identificación

del Cilindro


Tipo

de

Falla mm mm Kg mm² kN MPa

1 1 Pintag Nº8 202,00 102,50 3,06 8251,59 71,50 8,7

11,5

Tipo 6

2 4 Pintag Nº8 202,00 102,25 3,10 8211,39 95,90 11,7 Tipo 6

3 7 Pintag Nº8 203,00 101,50 3,16 8091,37 91,90 11,4 Tipo 3


10,6


Edad: 7 días

Nº Identificación

del Cilindro


Tipo

de


1 2 Pintag Nº8 204,00 101,25 3,10 8051,56 108,40 13,5

12,7

Tipo 3

2 8 Pintag Nº8 204,00 102,75 3,10 8291,89 103,00 12,4 Tipo 5

3 14 Pintag Nº8 203,00 101,75 2,80 8131,28 100,30 12,3 Tipo 1


12,7

8,7

11,7 11,410,6

0,0

2,0

4,0

6,0

8,0

10,0

12,0

14,0

1 Pintag Nº8 4 Pintag Nº8 7 Pintag Nº8

Res

iste

nci

a 2

1 d

ías

(Mp

a)

CILINDRO ENSAYADO


Edad: 14 días

Nº Identificación

del Cilindro


Tipo de


1 3 Pintag N°8 203,00 101,75 3,16 8131,2

8 127,10 15,6

14,4

Tipo 1

2 9 Pintag N°8 204,00 101,50 3,16 8091,3

7 115,80 14,3 Tipo 1

3 11 Pintag N°8 204,00 101,50 3,12 8091,3

7 107,10 13,2 Tipo 1


14,4


15,6

14,3

13,2

14,4

12,0

12,5

13,0

13,5

14,0

14,5

15,0

15,5

16,0


Res

iste

nci

a 2

1 d

ías

(Mp

a)

CILINDRO ENSAYADO

15,6

14,3

13,2

14,4

12,0

12,5

13,0

13,5

14,0

14,5

15,0

15,5

16,0


Res

iste

nci

a 2

1 d

ías

(Mp

a)

CILINDRO ENSAYADO

Edad: 21 días

Nº Identificación

del Cilindro


Tipo

de


1 5 Pintag N°8 204,00 102,50 3,24 8251,59 161,40 19,6

18,9

Tipo 6

2 10 Pintag N°8 204,00 102,50 3,08 8251,59 159,40 19,3 Tipo 6

3 13 Pintag N°8 204,00 102,25 3,18 8211,39 145,50 17,7 Tipo 1


18,9


Edad: 28 días

Nº Identificación

del Cilindro


Tipo

de


1 6 Pintag Nº8 204,00 101,75 3,18 8131,28 141,40 17,4

18,9

Tipo 5

2 12 Pintag Nº8 203,00 101,25 2,94 8051,56 155,60 19,3 Tipo 5

3 13 Pintag Nº8 203,00 101,50 2,92 8091,37 161,30 19,9 Tipo 1


18,9

19,619,3

17,7

18,9

16,5

17,0

17,5

18,0

18,5

19,0

19,5

20,0


Res

iste

nci

a 2

1 d

ías

(Mp

a)

CILINDRO ENSAYADO

ANEXO F Descripción del Cemento Holcim Fuerte Tipo GU

ANEXO F Descripción del Cemento Holcim Fuerte Tipo GU

Fuente: Holcim 2016

Fuente: Holcim 2016

ANEXO G Certificado del Cemento Chimborazo, Tipo HE

ANEXO G Certificado del Cemento Chimborazo, Tipo HE

Fuente: UCEM 2016

ANEXO H Registro Fotográfico

ANEXO H Registro Fotográfico

ENSAYOS DE CARACTERIZACIÓN DE LOS MATERIALES

ADITIVOS UTILIZADOS

Aditivo SIKAMENT N 100 Aditivo Incorporador de Aire

SIKA Aer RMC

Aditivo Plastificante Aditivo Reductor de agua

Plastiment 261 R de alto rango Viscocrete 4100

ELABORACIÓN DE LA MEZCLA

CONSTRUCCIÓN DEL PERMEÁMETRO

ENSAYO DE PERMEABILIDAD

ENSAYO DE DENSIDAD Y PORCENTAJE DE VACÍOS

FALLAS TÍPICAS A LA COMPRESIÓN

FALLAS TÍPICAS A LA TRACCIÓN INDIRECTA

Falla Normal Falla Doble Endidura

San Antonio Pintag

optimizaciÓn del diseÑo de una mezcla de … · “optimizaciÓn del diseÑo de una mezcla de...

Documents