relacion agua cemento
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INTRODUCCIÓN
En 1918 Abrams encontró que la razón del peso del agua al del cemento (w/c ratio) influía
en todas las propiedades buenas del hormigón. Ley de Abrams: Para un hormigón
totalmente compactado hecho con agregados buenos y limpios, la resistencia y otras
características buenas se mejoran disminuyendo la cantidad de agua por unidad de peso de
cemento.
Se ha dicho que las propiedades físicas y mecánicas que podemos obtener del hormigón
dependen de todos y cada uno de sus componentes y esto es rígidamente cierto. Pero
también es verdad que se puede obtener sin mayores dificultades un granulado de buena
calidad, que sobrepase en resistencia al hormigón fabricado con él.
Esto no sucede con la pasta agua-cemento que constituye el eslabón más débil de la cadena
la calidad de la pasta en todos sus aspectos depende de la relación agua-cemento, la
cantidad de agua que se requiere para hidratar (combinar químicamente con el agua) todos
y cada una de las partículas del cemento, es aproximadamente la correspondiente a su
consistencia normal esto es un 25% o 26% pero con esta cantidad de agua no se puede
hacer hormigón normal. Se requiere una cantidad adicional de agua para que la mezcla
fresca sea manejable se fabrica hormigón con cantidades de agua (relación agua / cemento
entre 50 y 60%. Esto es un 25% a 35% más de agua sobre la consistencia normal. La
función de esta agua es lubricar las partículas haciendo la mezcla fresca “trabajable”.
Cuando el hormigón ha adquirido la resistencia planificada, el agua en exceso se evapora
dejando su lugar al aire (porosidades), estas porosidades están previstas al fijar la relación
agua-cemento.
La relación agua / cemento constituye un parámetro importante de la composición del
hormigón. Tiene influencia sobre la resistencia, la durabilidad y la retracción del hormigón.
La relación agua / cemento (a/c) es el valor característico más importante de la tecnología
del hormigón. De ella dependen la resistencia y la durabilidad, así como los coeficientes de
retracción y de fluencia. También determina la estructura interna de la pasta de cemento
endurecida.
La relación agua cemento es el cociente entre las cantidades de agua y de cemento
existentes en el hormigón fresco. O sea que se calcula dividiendo la masa del agua por la
del cemento contenidas en un volumen dado de hormigón.
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a
R = --------
c
R = Relación agua / cemento
a = Masa del agua del hormigón fresco
c = Masa del cemento del hormigón
La relación agua / cemento crece cuando aumenta la cantidad de agua y decrece cuando
aumenta el contenido de cemento. En todos los casos, cuanto más baja es la relación agua /
cemento tanto más favorables son las propiedades de la pasta de cemento endurecida.
Cuando se realiza una dosificación, se basa en que el estado de los áridos es saturado
superficialmente seco (S.S.S.) y la dosificación se entrega considerando los áridos en
estado seco. En obra, los áridos se encuentran normalmente con cierto grado de humedad,
lo que hace necesario corregir la dosificación original para no alterar los valores calculados.
Para evitar variaciones de trabajabilidad en el hormigón producidas por absorción de los
áridos, se recomienda que éstos tengan una humedad igual o superior a la absorción en el
momento de su empleo.
Corrección del contenido de humedad para dosificación en peso Método de corrección
a) Se determina para cada árido la humedad respecto al árido seco.
b) Se corrige la cantidad de cada árido, aumentándola en la misma cantidad en peso que el
agua aportada por la humedad.
c) Se corrige la cantidad de agua de amasado, disminuyéndola en la misma cantidad en
peso que el agua libre aportada por los áridos, de modo de mantener invariable la razón
agua/cemento.
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OBJETIVO
1. Elaborar una mezcla de acuerdo a la dosificación indicada y analizar como varia la
resistencia al variar la relación agua cemento.
2. Determinar la resistencia a la compresión a los 28 días de fraguado de los cilindros de
hormigón con una dosificación impuesta y comparar resultados con cada subgrupo.
3. Aprender a Diseñar mezclas con datos realizados en laboratorio (12 kg de ripio) y
saber cómo hallar la corrección por humedad.
4. Saber cómo hallar el porcentaje de humedad en obra.
EQUIPOS Y MATERIAL UTILIZADOS EN LA PRÁCTICA
1. Balanza A =± 1 g
2. Balanza electrónica A = ± 0.01g
3. Recipiente para los granulados y para la mezcla
4. Maquina Tinius Olsen universal de 100 toneladas.
5. Horno (Temperatura igual a 110º C )
6. Un molde troncocónico (cono de Abrams)
7. Dos palas
8. Recipiente para el agua
9. Una mezcladora
10. Un palustre
11. Una varilla para taquear
12. Aparato para coronar cilindros de hormigón.
13. Cilindros pequeños .
14. Tamiz 1”
MATERIALES
15. Granulado grueso (Material de Pifo)
16. Granulado fino (Pifo)
17. Cemento
18. Agua
19. Capping
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PROCEDIMIENTO
1. Realizar los ensayos de porcentaje de absorción y densidad en estado sss de los
diferentes granulados que se va ocupar para el ensayo (procedimiento detallado en la
practica 4).
2. Obtener el porcentaje de humedad para cada granulado utilizado para el ensayo,
realizado el día mismo que se efectuó la mezcla de prueba. La forma de obtener el
porcentaje de humedad es la siguiente coger alrededor de 500g de arena y de ripio
respectivamente pesarlo y enviar al horno durante 24 horas, después de la misma
obtener el peso seco en la estufa de los materiales en cuestión y por medio de cálculos
obtener el porcentaje de absorción
3. Pesar la arena, cemento, ripio, medir el agua según las dosificaciones dadas para cada
grupo.
Nota: Todo el ripio que se utilizo fue pasado por el tamiz de una pulgada
4. Colocar todos los materiales en una bandeja.
5. Colocar en la mezcladora todos los componentes que se ha pesado respectivamente
mezclar por un tiempo de cuatro minutos y tendremos un hormigón en obra
6. Una vez obtenido la mezcla de hormigón medir el asentamiento que debe ser mayor o
igual a 4cm (asentamiento obtenido 6cm)
7. Cojer la mezcla del recipiente y poner en una bandeja y realizar los cilindros
respectivos (procedimiento detallado en la practica 7).
8. Dejar los cilindros en reposo durante 24 horas en un lugar protegido del sol y de
corriente de aire.
9. Después de las 24 horas iníciales, llevar los moldes en un lugar especifico del
laboratorio en donde van hacer desencofrados y curados en forma estándar durante 28
días antes de ser ensayados.
10. Realizar los ensayos de compresión de los cilindros, pero antes de ensayarse deben
coronarse con “capping” una sustancia que se derrite a altas temperaturas y se coloca
en los cilindros con ayuda de un aparato que asegura superficies lisas y paralelas.
11. Comparar resultados con la respectivas correcciones por humedad
12. Cálculos y conclusiones
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RESULTADOS DE LA PRÁCTICA
ENSAYOS PREVIOS
REGISTRO DE VALORES
AGREGADO GRUESO
DENSIDAD EN ESTADO SSS
MASA DEL RIPIO SSS (P1) :....................................................................................3700g
MASA SUMERGIDA DE LA CANASTILLA:........................................................1648g
MASA SUMERGIDA DEL RIPIO SSS + CANASTILLA :.....................................3804g
MASA DEL RIPIO SUMERGIDO (P2) :...................................................................2156g
VOLUMEN DESALOJADO…………………………………………………......1544cm3
DENSIDAD DEL RIPIO EN ESTADO SSS
DSSS = P1 / (P1 – P2)
D SSS = 2.40g/cm 3
PORCENTAJE DE ABSORCION
MASA DEL RIPIO SSS (P1) :...................................................................................3700,0g
MASA DEL RIPIO SECO + RECIPIENTE :.......................................................... 3897,6g
MASA DEL RIPIO SECO (P3) :...............................................................................3605,8g
% Abs = ((P1 – P3) / P3)*100
% Abs =2,61 %
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AGREGADO FINO
DENSIDAD EN ESTADO SSS
MASA DEL PICNOMETRO:....................................................................................155,0g
MASA DEL PICNOMETRO + ARENA SSS:..........................................................653,9g
MASA DE LA ARENA SSS (Pa):..............................................................................498,9g
MASA DEL PICNOMETRO + ARENA SSS + AGUA ( Pa+p+w):............................952,5g
MASA DEL PICNOMETRO + 500ml DE AGUA (Pp+w):........................................654,1g
MASA DE 500ml DE AGUA (Pw):...........................................................................499,1g
DENSIDAD DE LA ARENA EN ESTADO SSS
DSSS = (Pa * Pw) / (500( Pa + Pp+w - Pa+p+w))
DSSS = (498,9g * 499,1g) / (500ml *(498,9g + 654,1g – 952,5g))
DSSS = 2,48 g/cm 3
PORCENTAJE DE ABSORCION
MASA DE LA ARENA SSS (P1):...............................................................................494,0g
MASA DE LA ARENA SECA + RECIPIENTE :......................................................627,4g
MASA DE LA ARENA SECA (P3):...........................................................................489,1g
% Abs = ((P1 – P3) / P3)*100
% Abs = 1,00%
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RESULTADOS DE LA PRÁCTICA
ENSAYOS PREVIOS
RIPIO
CALCULO DE % DE HUMEDADA DEL RIPIO
P1 = MASA DE LA BANDEJA
P1 = 290,50g
P2 = P1 + MUESTRA HUMEDA
P2 = 2355,5g
P3= P1 + MUESTRA SECA
P3= 2352,2g
% de humedad = P2−P3P3−P1
∗100
% de humedad = 2355,5g−2352,2g2352,2g−290,50g
∗100
% de humedad = 0,16
CALCULO DE % DE HUMEDADA DE LA ARENA
P1 = MASA DE LA BANDEJA
P1 = 130g
P2 = P1 + MUESTRA HUMEDA
P2 = 1130g
P3= P1 + MUESTRA SECA
P3= 1128,6g
% de humedad = P2−P3P3−P1
∗100
% de humedad = 1130 g−1128 g1128 g−130 g
∗100
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% de humedad = 0.20
RESULTADOS DE LA PRÁCTICA
ENSAYOS PREVIOS
Tabla No1: Propiedades físicas de los materiales para fabricar hormigón
1 2 3 4
MATERIA Dsss % de Absorción % de Humedad
Arena 2,48 1 0,16
Ripio 2,4 2,61 0,2
Tabla No2: Dosificaciones dadas en clases
TABLA No2
DOSIFICACION MATERIAL DOSIFICACION DE OBRA DOSIFICACION ESTANDAR
1 PIFO 0.75 : 1.0 : 3,5 : 5,0 0,60 : 1: 3,5 : 5,1
2 PIFO 0.60 : 1.0 : 3,0 : 4,5 0,58 : 1: 3,4 : 5,1
3 PIFO 0.55 : 1.0 : 2,5 : 4,0 0,54 : 1: 3,15 : 5,1
4 PIFO 0.45 : 1.0 : 2,0 : 3,5 0,50 : 1: 2,9 : 5,1
5 PIFO 0.35 : 1.0 : 1,5 : 2,5 0,46 : 1: 3,2 : 5,1
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RESULTADOS DE LA PRÁCTICA
TABLA No3: RESULTADOS DEL ENSAYO DE COMPRESION
TABLA No3
1 2 3 4 5 6 7
SUBGRUPOS
EDAD
CARGA
CARGA
DIAMETRO
SECCION
ESFUERZO
P P D A días kg N mm mm2 Mpa
1
28 1620016200
0104
8494,867
19,070
28 1820018200
0104
8494,867
21,425
28 1780017800
0104
8494,867
20,954
28 1920019200
0104
8494,867
22,602
28 1700017000
0104
8494,867
20,012
28 1900019000
0104
8494,867
22,366
2
28 2600026000
0104
8494,867
30,607
28 1380013800
0104
8494,867
16,245
28 1460014600
0104
8494,867
17,187
28 2460024600
0104
8494,867
28,959
28 1660016600
0104
8494,867
19,541
28 2300023000
0104
8494,867
27,075
328 21600
216000
1048494,86
725,427
28 1820018200
0104
8494,867
21,425
28 2140021400
0104
8494,867
25,192
28 22800 228000
104 8494,867
26,840
10 de 15
28 2140021400
0104
8494,867
25,192
28 2320023200
0104
8494,867
27,311
4
28 3500035000
0104
8494,867
41,201
28 3500035000
0104
8494,867
41,201
28 3400034000
0104
8494,867
40,024
28 3460034600
0104
8494,867
40,730
28 3400034000
0104
8494,867
40,024
28 3500035000
0104
8494,867
41,201
5
28 3060030600
0104
8494,867
36,022
28 3600036000
0104
8494,867
42,379
28 3120031200
0104
8494,867
36,728
28 4460044600
0104
8494,867
52,502
28 3340033400
0104
8494,867
39,318
28 3540035400
0104
8494,867
41,672
FOTOGRAFIAS DE LA PRÁCTICA
Pesar el granulado grueso para la práctica Pesar el granulado fino para la práctica
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Poner el material de la mezcladora en una bandeja Ajustar el aparato troncocónico y añadir hormigón
Taquear la mezcla con la varilla 1, 2 ,3 capas respectivamente Llenar con hormigón el aparato troncocónico
Quitar el aparato troncocónico Medir el asentamiento que fue de 6cm
Poner capping después de
28 días
Ensayar los cilindros
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CONCLUSIONES DE LA PRÁCTICA
1. La relación agua cemento es la base del hormigón este determina la resistencia y la
calidad de hormigón que se puede utilizar en obra como por ejemplo comparando los
resultados del grupo No1 con los demás grupos se observa claramente que los cilindros
tienen menor resistencia que los demás debido a que ese grupo utilizo mayor relación de
agua/cemento sin relacionar los diferentes materiales que se utilizo.
2. En las diferentes dosificaciones realizadas se llego a la conclusión que la dosificación
No5 fue la que alcanzo mayor resistencia al a compresión debido a que los espacios
entre los granulados finos y grueso fueron llenados con efectividad debido a una baja
relación agua cemento teniendo un hormigón de muy buena resistencia.
3. La relación agua cemento es la base del hormigón este determina la resistencia y la
calidad de hormigón que se puede utilizar en obra.
4. La calidad del hormigón que se fabrico depende de varios factores todos muy
importantes pues si falla podemos tener poca resistencia en otras palabras la calidad
depende de los tipos de componentes (agua, arena, ripio, cemento, aditivo) que se utilice
para realizar el hormigón.
5. En la actualidad las normas de fabricación del hormigón en sitio exigen que se realice la
mezcla por medios mecánicos “ESTA PROHIBIDO MEZCLAR A MANO” solo en la
practicas o ensayos se puede mezclar a mano debido a que son proporciones bajas.
6. La calidad de la pasta en todos sus aspectos depende de la relación agua-cemento, la
cantidad de agua que se requiere para hidratar (combinar químicamente con el agua)
todos y cada una de las partículas del cemento, es aproximadamente la correspondiente a
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su consistencia normal esto es un 25% o 26% pero con esta cantidad de agua no se
puede hacer hormigón normal. Se requiere una cantidad adicional de agua para que la
mezcla fresca sea manejable se fabrica hormigón con cantidades de agua (relación agua /
cemento entre 50 y 60%. Esto es un 25% a 35% más de agua sobre la consistencia
normal. La función de esta agua es lubricar las partículas haciendo la mezcla fresca
“trabajable”.
CALCULOS TIPICOS
Las propiedades físicas de los materiales para fabricar hormigón son:
MATERIAL Dsss % de Absorción % de HumedadArena 2,48 1,00 O,20Ripio 2,40 2,61 0,16
Tenemos una dosificación estándar:
MATERIALES
DOSIFICACION ESTANDAR DOSIFICACION ESTANDAR (kg)
(para un kg de cemento) (Para 12kg de ripio) Agua 0.75 1,8
Cemento 1,0 2,4Arena 3,5 8,4Ripio 5,0 12
Calcule las cantidades en obra para esta mezcla
}
RIPIO
De la inspección del cuadro de las propiedades físicas de los materiales para fabricar
hormigón se observa:
El ripio está seco al aire (% de humedad < al % de absorción)
CORECCION PARA EL RIPIO
102,61 kgsss ------- 100,16kg seco al aire ------ 2,45 kg de H2O falta
x 12 kg seco al aire ------ y
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X =(102,61kgsss )(12kg seco alaire )
100,16 seco al aire
X = 12,3 kg ssss
Y =(12kgseco al aire)(2,45kgde H2Ofalta)
100,16 kgseco al aire
Y =0,29 lt de H2O falta
ARENA
De la inspección del cuadro de las propiedades físicas de los materiales para fabricar
hormigón se observa:
La arena está seco al aire (% de humedad < al % de absorción)
CORECCION PARA LA ARENA
101 kgsss ------- 100,20kg seco al aire ------ 0,8 kg de H2O falta
x 8,4 kg seco al aire ------ y
X =(101kgsss )(8,4kg secoal aire )
100,20 secoal aire
X = 8,5 kg ssss
Y =(8,4kg seco al aire)(0,8kgde H2O falta)
100,20kg secoal aire
Y =0,1 lt de H2O falta
CORRECION DE LA CANTIDAD DE AGUA
H2O en obra = H2O en sss +0,29 lt de H2O falta +0,1 lt de H2O falta
H2O en obra = 1,41 lt (kg)
RESPUESTA:
MATERIALES
DOSIFICACION EN OBRA
DOSIFICACION en obra (kg)
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(para un kg de cemento) (Para un saco de cemento) Agua 0.60 1,41
Cemento 1 2,4Arena 3,5 8,5Ripio 5,1 12,3
BIBLIOGRAFÍA
1. Ensayo e Inspección de los Materiales de Ingeniería Davis, Troxell, Wiskocil
2. Ciencias de los materiales de ingeniería
Autor: Keyser A. Car
3. Dosificación de Mezcla Ing. Raúl Camaniero
INTERNET
http://www.utpl.edu.ec/blog/mfvalarezo/files/2008/12/asentamiento.pdf
http://www.ucn.cl/FacultadesInstitutos/laboratorio/conoT7.htm
http://www.geoteksrl.com/