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UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
FACULTAD DE INGENIERÍA CIENCIAS FÍSICAS Y
MATEMÁTICA
CARRERA INGENIERÍA CIVIL
COMPROBACIÓN DE LAS PROPIEDADES FÍSICO -
MECÁNICAS DE UN HORMIGÓN ELABORADO CON
AGREGADOS GRUESOS DE ORIGEN TRITURADO Y
ZARANDEADO.
TRABAJO DE GRADUACIÓN, PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL
TÍTULO DE INGENIERO CIVIL
AUTORES: CHACÓN ESPÍN JONATAN ALEXANDER
TORRES OBANDO FREDDY RICARDO
TUTOR: ING. ENRÍQUEZ PINOS CARLOS GABRIEL
QUITO 09 de AGOSTO
2016
ii
DEDICATORIA
Quiero empezar agradeciendo a DIOS, como un ser supremo, ya que gracias
a él logre alcanzar una de mis metas más anheladas desde que era niño, la cual es
obtener el título de Ingeniero Civil.
Además quiero agradecer a mis padres RODRIGO y LOURDES, por estar
siempre conmigo, apoyándome en cada momento, brindándome confianza seguridad
en cada paso que voy dando, si tuviese la oportunidad de escoger a mis padres los
escogería a ustedes siempre y no los cambiaría por nada en el mundo siempre serán
el regalo más grande que me dio la vida, a mis Hermanos ROMEL, ALEX Y
VIVIANA por brindarme su amistad y compartir sus alegrías siempre.
A mi amigo IVAN por estar siempre inculcándome buenos valores,
motivándome a seguir adelante siempre y nunca volver a ver el pasado, por hacerme
notar siempre que de las cosas pequeñas que uno hace en la vida lo hacen siempre
grande y a mi compañero de este trabajo de graduación FREDDY, ya que con él fue
posible la elaboración de este trabajo, y a todos los profesores de la carrera que día a
día nos inculcaron sus conocimientos.
Jonatan Chacón
iii
DEDICATORIA
El presente trabajo de graduación dedico a DIOS Todo poderoso, porque
está en cada paso que doy, cuidándome y fortaleciéndome en el camino de la vida.
A mis padres ALFONSO TORRES y OLGA OBANDO, por su apoyo,
motivación y confianza en todo lo necesario para que este logro sea posible y de la
misma manera a RODRIGO que más que hermano ha sido un amigo y que
permanentemente fue un pilar fundamental durante mi vida universitaria, a mis
demás hermanos GUSTAVO, EDUARDO, SILVIA, CECILIA Y ANITA que
siempre han formado una parte muy importante dentro de mi vida apoyándome y
brindándome su amistad y comprensión, gracias por todo.
A mis compañeros y amigos, quienes sin esperar nada a cambio
compartieron sus conocimientos, alegrías y tristezas, a mi compañero de trabajo de
grado JONATAN que en conjunto fue posible realizar este proyecto y a todas
aquellas personas que durante todo este tiempo estuvieron apoyándome.
Freddy Torres
iv
AGRADECIMIENTO
Una país con buenos cimientos siempre será un país con grandes logros y grandes
avances, por eso un inmenso agradecimiento a nuestra querida Institución, LA
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR, y a través de ella a la Facultad de
Ingeniería Ciencias Físicas y Matemática, que día a día se fue convirtiendo en
nuestro segundo hogar y sus docentes en nuestros hermanos más cercanos.
Como no agradecer al Ingeniero CARLOS ENRIQUEZ, Tutor del Trabajo de
graduación, que desde temprana edad nos inculco su conocimiento, desde que era
ayudante de catedra de la materia de ensayo de materiales, mostrándonos su generosa
colaboración, en la revisión y proceso de la elaboración de este trabajo
A los Ingenieros LUIS MORALES y LUIS MAYA; Revisores del Trabajo de
Graduación, quienes amablemente accedieron formar parte de este proyecto,
realizando sus oportunas observaciones técnicas y aclaraciones como aporte del
desarrollo de este tema.
v
AUTORIZACIÓN DE LA AUTORIA INTELECTUAL
Yo, CHACÓN ESPÍN JONATAN ALEXANDER y TORRES OBANDO FREDDY
RICARDO en calidad de autores del trabajo de investigación realizado sobre
“COMPROBACIÓN DE LAS PROPIEDADES FÍSICO - MECÁNICAS DE
UN HORMIGÓN ELABORADO CON AGREGADOS GRUESOS DE
ORIGEN TRITURADO Y ZARANDEADO”, por la presente autorizamos a la
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR, hacer uso de todos los contenidos
que me pertenecen o de 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.
Quito, 04 de Agosto de 2016.
Chacón Espín Jonatan Alexander Torres Obando Freddy Ricardo
CI: 0503494718 CI: 1722350509
Telf: 0999832062 Telf: 0996952238
E-mail: [email protected] E-mail: [email protected]
vi
CERTIFICACIÓN DEL TUTOR
Yo, Carlos Gabriel Enríquez Pinos, en calidad de tutor del trabajo de titulación:
“COMPROBACIÓN DE LAS PROPIEDADES FÍSICO – MECÁNICAS DE
UN HORMIGÓN ELABORADO CON AGREGADOS GRUESOS DE
ORIGEN TRITURADO Y ZARANDEADO”, elaborado por los estudiantes
CHACÓN ESPÍN JONATAN ALEXANDER y TORRES OBANDO FREDDY
RICARDO, estudiantes de la Carrera de Ingenieria Civil, Facultad de Ingeniería,
Ciencias Físicas y Matemática de la Universidad Central del Ecuador, considero que
el mismo reune los requisitos y méritos necesarios en el campo metodológico y en el
campo epistemológico, para ser sometido a la evaluación por parte del jurado
examinador que se designe, por lo que lo APRUEBO, a fin de que el trabajo
desarrollado bajo la modalidad de Proyecto de Investigación sea habilitado para
continuar con el proceso de titulación determinado por la Universidad Central del
Ecuador.
En la ciudad de Quito, a los 23 días del mes de junio del año 2016
______________________________________
Ing. Carlos Gabriel Enríquez Pinos
1720594090
vii
viii
ix
x
CONTENIDO
Dedicatoria …………………………………………………………............. ii
Agradecimiento ………...……………………………..……………………. iv
Autorización de la autoría intelectual ..……………………………............... v
Certificación del tutor ………………………………………………………. vi
Aprobación del tribunal …………………………………………………...... vii
Notas………………………………………………………………………… viii
Lista de Contenidos ……………………………………………………….. x
Lista de Fotos…...…………………………………………………….…… xvi
Lista de Tablas…...…………………………………………………….…. xvii
Lista de Diagrama...……………………………………………….……… xviii
Resumen......………………………………………………………………... xix
Abstract......………………………………………………………………....
xx
CAPÍTULO I……………………………………………...……………. 1
1. Introducción…………………………………………............ 1
1.1. Problematización……………………………………............ 3
1.2. Objetivos………………….....……………………………... 4
1.2.1. Objetivo General………...……………………………......... 4
1.2.2. Objetivos Específicos……………...………………….......... 4
xi
1.3. Justificación..……………………………………………….. 5
1.4. Hipótesis……………………………………………………. 5
CAPÍTULO II……………………………………………………..…… 6
2.1. Posición Geográfica y Localización……………….…......... 6
2.2. Geología de la cantera……….……………….…………….. 8
2.2.1. Geología regional……………….………………………….. 8
2.3. Aspectos mineros……….…………………………….......... 9
2.3.1. Métodos y sistemas de explotación utilizados…..……..…... 9
2.3.1.1. Accesos………………………………….………………….. 10
2.3.1.2. Destape………….………………………………………….. 10
2.3.1.3. Preparación.......…………………………………………….. 11
2.3.1.3.1 Arranque……………………………………………………. 11
2.3.1.3.2 Transporte interno…………………………………...……... 12
2.3.1.3.3 Clasificación……………………...………………………… 13
2.3.1.3.4 Comercialización…………………………………………… 15
2.3.1.4. Cierre de mina …….………………………………………. 15
2.3.2. Trituración, trozamiento y cargado ..………………………. 15
2.3.2.1. Trituración primaria ..……………………………………… 16
2.3.2.2. Trituración secundaria.…….………………………………. 17
2.3.2.3. Trituración terciaria………………………………………… 17
2.3.4. Plan de control ambiental.…………………………….......... 18
xii
2.4. Demanda actual……....…….………………………………. 20
2.4.1. Sectores favorecidos...……………………………………… 21
2.5. Estadísticas de consumo……………………………………. 21
CAPÍTULO III…………………………………………………………. 22
3. Propiedades de los materiales….………………………........ 22
3.1. Selección de los materiales a utilizar…………………......... 23
3.1.1. Selección de los agregados...……………………………….. 23
3.1.2. Selección del cemento...……………………………………. 24
3.2. Propiedades físicas y mecánicas del cemento Holcin GU…. 25
3.2.1. Ensayo de densidad del cemento utilizando el método del
frasco de LeChatellier (NTE INEN
156)…………………………………………………………. 26
3.2.2. Ensayo de consistencia normal del cemento (NTE INEN
157 y NTE INEN 155) …...…............................................... 28
3.2.3. Ensayo de tiempos de fraguado del cemento (NTE INEN
158)……................................................................................. 30
3.3. Estudio de propiedades físicas y mecánicas de los
agregados seleccionados …...……………..………………... 31
3.3.1. Ensayo abrasión de los ángeles (NTE INEN
860)...…………….……………………………………......... 31
3.3.2. Ensayo determinación de impurezas orgánicas en el
agregado fino (NTE INEN 855) …..………………………. 38
3.3.3. Ensayo de peso específico, capacidad de absorción y
contenido de humedad de agregados (NTE INEN 856 41
xiii
agregado fino, NTE INEN 857 agregado grueso) …...……..
3.3.4. Ensayo de densidad aparente suelta y compactada de los
agregados (NTE INEN 858) ….……………………………. 52
3.3.5. Ensayo de densidad aparente máxima y óptima de los
agregados (Departamento de Ensayo de Materiales UCE) ... 56
3.3.6. Estudio granulométrico de los agregados (NTE INEN 696).. 59
CAPÍTULO VI……………………………………………………….. 64
4. Diseño de mezclas de prueba ….…….………………......... 64
4.1. Métodos de diseño para mezclas ….………………………. 64
4.1.1. Método ACI ……………………………………………… 65
4.1.2. Método de densidad óptima……………………………….. 76
4.2. Diseño de mezcla de prueba de 21 MPa con ripio
TRITURADO (Método A.C.I.)……………………………. 79
4.3. Diseño de mezcla de prueba de 28 MPa con ripio
TRITURADO (Método A.C.I.)…………………………….. 84
4.4. Diseño de mezcla de prueba de 21 MPa con ripio
ZARANDEADO (Método A.C.I.) ..………………………. 89
4.5. Diseño de mezcla de prueba de 28 MPa con ripio
ZARANDEADO (Método A.C.I.)…………………………. 94
4.6. Diseño de mezcla de prueba de 21 MPa con ripio
TRITURADO (Método DENSIDAD ÓPTIMA) ..………… 99
4.7. Diseño de mezcla de prueba de 28 MPa con ripio
TRITURADO (Método DENSIDAD ÓPTIMA) .………… 104
4.8. Diseño de mezcla de prueba de 21 MPa con ripio 109
xiv
ZARANDEADO (Método DENSIDAD ÓPTIMA) .……...
4.9. Diseño de mezcla de prueba de 28 MPa con ripio
ZARANDEADO (Método DENSIDAD ÓPTIMA) ..……... 114
4.10. Resultados de ensayos a compresión simple de las probetas
realizadas con las mezclas de prueba a los 7 y 14 días…….. 118
CAPÍTULO V…………………………………………………………. 121
5. Dosificaciones, mezclas definitivas y probetas…………….. 121
5.1. Reajuste de los diseños de mezclas………………………… 121
5.2. Determinación del número total de probetas en la
investigación………………………………………………...
121
5.3. Mezcla definitiva para f’c=21 MPa con agregado grueso
TRITURADO, mediante método A.C.I …………………..
122
5.4. Mezcla definitiva para f’c=28 MPa con agregado grueso
TRITURADO, mediante método A.C.I …………………..
124
5.5. Mezcla definitiva para f’c=21 MPa con agregado grueso
ZARANDEADO, mediante método A.C.I…………………. 126
5.6. Mezcla definitiva para f’c=28 MPa con agregado grueso
ZARANDEADO, mediante método A.C.I…………………. 129
5.7. Elaboración y toma de muestras ………………………….. 131
5.8. Almacenamiento en la cámara de humedad ……………… 132
5.9. Resultados definitivos de ensayos de compresión en
probetas de hormigón simple ………………………………
133
xv
5.10. Resumen de resultados de compresión simple y diagramas .. 137
CAPÍTULO VI………………………………………………………… 140
6. Resultados finales…………………………………………... 140
6.1. Análisis y comparación de los resultados de los hormigones
realizados con agregado triturado y zarandeado …………. 140
6.2.
Análisis y comparación de cantidad de materiales sueltos
para las mezclas de 21 MPa y 28 MPa, del material
triturado y zarandeado …………………………………….. 140
6.3 Análisis económico de materiales para las mezclas de 21
MPa y 28 MPa, del material triturado y zarandeado……….. 143
6.4. Conclusiones……………………………………………….. 147
6.5. Recomendaciones………………………………………….. 151
ANEXOS………………………………………………………………. 152
BIBLIOGRAFÍA……………………………………………………….. 155
xvi
LISTA DE FOTOS
Foto N° 1.1: Ubicación de la Cantera Rooka Pelufo …………….......... 6
Foto N° 1.2: Levantamiento topógrafo cantera Rooka Pelufo………............. 7
Foto N° 1.3: Columna Estratigráfica……………………………............ 9
Foto N° 1.4: Destape capa vegetal Mina Rooka Pelufo ………….......... 10
Foto N° 1.5: Preparación Extracción y Almacenamiento Mina Rooka
Pelufo ……………………………………...……………………............ 11
Foto N° 1.6: Extracción material pétreo virgen Mina Rooka Pelufo ...... 12
Foto N° 1.7: Transporte interno Mina Rooka Pelufo ..…………............ 13
Foto N° 1.8: Clasificación Material Zarandeado Mina Rooka Pelufo .... 14
Foto N° 1.9: Clasificación Material Triturado Mina Rooka Pelufo ........ 14
Foto N° 1.10: Planta de Trituración Rooka Pelufo ….…………............ 16
Foto N° 1.11: Trituradora Primaria Rooka Pelufo ...………….............. 16
Foto N° 1.12: Trituradora Secundaria Rooka Pelufo ………….............. 17
Foto N° 2.1: Cemento HOLCIM tipo GU .…………………….............. 26
Foto N° 2.2: Frasco de LeChatellier ………….………………............... 27
Foto N° 2.3: Mezcladora y Aparato de Vicat …..……………................ 29
Foto N° 2.4: Máquina de abrasión Los Ángeles ...…………….............. 33
Foto N° 2.5: Colorímetro o escala de Gardner ..……………….............. 38
xvii
LISTA DE TABLAS
Tabla N° 1.1: Agregados pétreos finales ………………………………. 13
Tabla N° 1.2: Plan de manejo Ambiental ...……………………………. 19
Tabla N° 2.1: Clasificación de los Tipos de Cemento Existentes ..……. 24
Tabla N° 2.2: Graduaciones del Ensayo de Abrasión …………………. 32
Tabla N° 2.3: Escala de colores ….……………………………………. 39
Tabla N° 3.1: Asentamientos recomendados para varios tipos de
construcción ……………………………………………………………. 66
Tabla N° 3.2: Tamaño máximo del agregado, recomendado para varios
tipos de construcción ..…………………………………………………. 67
Tabla N° 3.3: Cantidades aproximadas de agua de mezclado que se
requiere para diferentes asentamientos y tamaños máximos de
agregado grueso .……………….……………………………………… 68
Tabla N° 3.4: Relaciones agua/cemento máximas permisibles para
hormigón en condiciones de exposición severa (si)* .…………………. 71
Tabla N° 3.5: Resistencia a la compresión del hormigón basada en la
relación agua/material cementante (*) .………………………………... 73
Tabla N° 3.6: Volumen aparente seco y compactado de granulado
grueso por unidad de volumen de hormigón (*) …..…………………... 74
Tabla N° 3.7: Relación Agua/Cemento en función de la Resistencia ..... 76
Tabla N° 3.8: Tabla para la Selección de la Ecuación Aplicable para el
Cálculo de la Cantidad de Pasta ...……………………………………... 77
Tabla N° 4.1: Cantidad de volúmenes sueltos de materiales con ripio
triturado para 21 MPa …...……………………………………………... 141
xviii
Tabla N° 4.2: Cantidad de volúmenes sueltos de materiales con ripio
triturado para 28 MPa ….……………………………………………..... 141
Tabla N° 4.3: Cantidad de volúmenes sueltos de materiales con ripio
zarandeado para 21MPa ...……..………………………………………. 141
Tabla N° 4.4: Cantidad de volúmenes sueltos de materiales con ripio
zarandeado para 28MPa ……...…..……………………………………. 142
Tabla N° 4.5: Precios de materiales con ripio triturado para 21MPa ….. 144
Tabla N° 4.6: Precios de materiales con ripio triturado para 28MPa ..... 144
Tabla N° 4.7: Precios de materiales con ripio zarandeado para 21MPa.. 144
Tabla N° 4.8: Precios de materiales con ripio zarandeado para 28MPa.. 145
LISTA DE DIAGRAMAS
Diagrama N° 1.1: Material triturado vs material zarandeado 21 MPa .... 138
Diagrama N° 1.2: Material triturado vs material zarandeado 28 MPa .... 139
Diagrama N° 2.1: Diagrama comparativo de costos directos de
hormigones por 1m3 según agregado grueso y resistencia …...………... 146
xix
RESUMEN
COMPROBACIÓN DE LAS PROPIEDADES FÍSICO - MECÁNICAS DE
UN HORMIGÓN ELABORADO CON AGREGADOS GRUESOS DE
ORIGEN TRITURADO Y ZARANDEADO
Autor: Chacón Espín Jonatan Alexander
Torres Obando Freddy Ricardo
Tutor: Enríquez Pinos Carlos Gabriel
El presente trabajo consiste en hacer un análisis comparativo de las características
físico - mecánicas de los agregados gruesos como son: el ripio triturado y el ripio
zarandeado procedentes de la mina Rooka Pelufo. Y elaborar mezclas de
hormigón con cada uno de los agregados gruesos antes mencionados en forma
separada, considerando la misma arena para todas los casos, diseñados para las
resistencias especificadas de 21MPa y 28MPa; y determinar los costos estimados
y cantidades necesarias de los materiales para realizar 1m3 de hormigón, para las
mezclas realizadas con ripio triturado y las mezclas realizadas con ripio
zarandeado, y compararlos entre sí y determinar si es posible utilizar el ripio
zarandeado, sin ningún tipio de preparación previa, para la realización de
hormigones hasta resistencias de 28MPa.
PALABRAS CLAVES: AGREGADOS GRUESOS RIPIO/ RIPIO
TRITURADO / RIPIO ZARANDEADO / CANTERA ROOKA PELUFO /
COMPARACIÓN ECONÓMICA DISEÑO / COMPARACIÓN RESISTENCIAS
COMPRESIÓN.
xx
ABSTRACT
CHECKING THE PHYSICAL - MECHANICAL PROPERTIES OF A
CONCRETE PREPARED WITH COARSE AGGREGATE OF CRUSHED
AND TOSSED ORIGIN
Author: Jonatan Alexander Chacon Espin
Freddy Ricardo Torres Obando
Tutor: Carlos Gabriel Enriquez Pinos
The present work is a comparative analysis of the physical - mechanical
characteristics of coarse aggregates such as: crushed gravel and debris tossed from
the Rooka Pelufo mine. And prepare Concrete mixtures with each of the
aforementioned coarse aggregate separately, considering the same sand for all
cases, the specific resistors designed to 21MPa and 28MPa ; and determine the
estimated costs and required amounts of materials for 1m3 concrete elaboration,
for mixtures made with crushed gravel and mixes made with toossed gravel, and
compare between them and determine if it is possible to use the toosed gravel,
without any kind of previous preparation for performing concrete until resistors
28MPa.
KEYWORDS: COARSE AGGREGATE GRAVEL /GRAVEL CRUSHED /
GRAVEL TOOSSED / QUARRY ROOKA PELUFFO / ECONOMIC
COMPARISON DESIGN / COMPRESSION RESISTANCE COMPARISON.
I CERTIFY that the above and foregoing is a true and correct translation of the original
document in Spanish
___________________________ Alejandra Acosta Certified Translator
ID: 1719749689 (SENECYT 1005-08-879995)
1
CAPÍTULO I
1. INTRODUCCIÓN
En la ciudad de Latacunga, zona rural, existen 5 canteras que cumplen con las
normas ambientales respectivas, seguridad y permisos de minería artesanal y de
pequeña minería y al menos 10 canteras pequeñas que de acuerdo al conocimiento
popular no constan con los permisos respectivos.
En todas estas canteras se procesa y se comercializa material pétreo triturado para
la elaboración de hormigones, sin embargo existe el material conocido como
zarandeado que es muy utilizado debido principalmente a su bajo costo. La
población del sector utiliza este material zarandeado, para elaborar hormigón y
realizar las construcciones de sus viviendas, sin conocer las verdaderas
características del mismo, ya que en la mayoría no se realiza un diseño de
hormigón adecuado, en confianza de que la calidad del mismo sea igual al
material triturado.
Esta investigación experimental establecerá si dos materiales provenientes de la
misma mina, pero con un proceso de obtención diferente, influyen directamente
en la calidad del hormigón y cómo será la variación en el costo.
Para ello se utilizará materia prima de común de la cantera Rooka Pelufo ubicada
en la Parroquia Mulaló, Cantón Latacunga, Provincia de Cotopaxi:
Agregado grueso zarandeado
Agregados grueso triturado
Agregado fino
Cemento Holcim GU.
2
Se dará seguimiento y estudio de la extracción de cada uno de estos productos
desde como son procesados hasta la utilización en el hormigón. Además
obtendremos por medio de ensayos las propiedades físicas y mecánicas de los
elementos constituyentes de la mezcla de hormigón. Mediante la realización de
dos diseños de mezcla con resistencia especificada (f’c) 21 MPa y (f’c) 28 MPa
obtenidas a base de dos materiales diferentes como son ripio triturado y ripio
zarandeado, y así obtener las variantes a producirse.
Se consideró realizar dos etapas para obtener las mezclas de los hormigones con
las resistencias antes mencionados:
La primera etapa consiste en realizar cada una de las mezclas mediante los
métodos de diseño del A.C.I., y Densidad Óptima; dependiendo de los resultados
que proporcione los cilindros ensayados, se procederá a escoger el método para el
diseño definitivo de mezclas, que mejor se ajuste a las características de nuestros
materiales en función de la resistencia especificada (f’c) que necesitamos obtener.
En la segunda etapa se procede a realizar las mezclas definitivas en función del
método de diseño escogido, realizando las correcciones necesarias si así lo
requiere.
3
1.1. Problematización
La falta de conocimientos sobre las características físicas y mecánicas de los
materiales pétreos, correspondientes a las canteras explotadas artesanalmente y
que no necesariamente cuentan con todos los permisos requeridos (Permiso
Ambiental, Concesiones Mineras y Plan Emergente), conllevan a conflictos en las
construcciones y grandes responsabilidades para los constructores y fiscalizadores
de las mismas.
En la cantera Rooka Pelufo, uno de los problemas más frecuentes es la
disponibilidad de ciertos materiales para la elaboración de hormigones, por lo que
en muchas ocasiones los constructores optan por la utilización del ripio
zarandeado en lugar del ripio triturado cuando éste no cubre la demanda; otra
razón por la que se escoge el ripio zarandeado es el bajo costo en relación al
material triturado.
Debido a que el material zarandeado no tiene el mismo proceso de obtención que
el ripio triturado, existe la duda de que no se consigue obtener la resistencia
especificada (f’c) deseada ni a generar hormigones de altas resistencias.
Se conoce generalmente que las canteras aledañas trabajan con los mismos tipos
de agregados, sin embargo los resultados a obtener en esta investigación serán
exclusivamente de la mina Rooka Pelufo, y no será válida para comparación con
los materiales de las otras canteras debido a que las características cambian de un
lugar a otro.
4
1.2. Objetivos
1.2.1. Objetivo general.
Comparar las propiedades mecánicas de dos hormigones elaborados a base de dos
clases de materiales para obtener un diseño de hormigón económico pero de igual
resistencia.
1.2.2. Objetivos específicos.
Describir los procesos de extracción de los agregados.
Determinar las propiedades físicas y mecánicas de los agregados en el
laboratorio, procedentes de la mina Rooka Pelufo, que se utilizarán para esta
investigación.
Diseñar cuatro mezclas de hormigón, con resistencia especificada (f’c) de
21MPa y 28 MPa, para el ripio triturado y el ripio zarandeado.
Comparar los resultados de resistencia de los hormigones obtenidos con los
dos tipos de materiales como son: material zarandeado vs material triturado.
Determinar los costos estimados, de los materiales, por cada una de las
mezclas para un análisis comparativo entre ambas alternativas de hormigón.
5
1.3. Justificación
En el ámbito de la construcción se usan distintos tipos de agregados pétreos
provenientes de varios tipos de explotación minera, muchos de estos controlados y
normalizados, pero la mayoría no tiene ningún tipo de control ni norma por lo
cual nos crea la incertidumbre de que materiales debemos usar en la construcción,
las personas que construyen con hormigón tienden a utilizar los materiales que
aparentemente representan menor costo.
Mediante este trabajo de investigación se brindará información real de los dos
tipos de agregados (zarandeado y triturado) de la cantera Rooka Pelufo, ubicada
en la Parroquia Mulaló del cantón Latacunga, para de esta manera considerar con
real conocimiento la utilización de uno u otro material a fin de tener estructuras de
hormigón que cumplan con los requerimientos mínimos de resistencia; además de
analizar, comprobar y comparar; experimentalmente todas sus características
físicas y mecánicas de los dos tipos de materiales con la ayuda de los ensayos
correspondientes.
1.4. Hipótesis
El hormigón elaborado con material triturado es de mejor resistencia que el
hormigón elaborado con material zarandeado.
El costo de elaboración de hormigón es menor cuando es realizado con
material zarandeado.
Al elaborar hormigón con material zarandeado, se necesitará mayor cantidad
de cemento para obtener la resistencia f’c=21 MPa y f’c=28 MPa, en
comparación con el hormigón realizado con material triturado.
6
Debido a las deficientes características físico - mecánicas que tiene el material
zarandeado, no será posible obtener un hormigón con resistencia de f’c=28
MPa.
Las características del material zarandeado son de menor calidad con respecto
al material triturado.
CAPÍTULO II
2. MARCO TEÓRICO
2.1. Posición Geográfica y Localización
La mina ROOKA PELUFO se encuentra ubicada a 600m de la parroquia Mulaló,
cantón Latacunga, provincia Cotopaxi.
7
Foto N° 1.1: Ubicación de la Cantera Rooka Pelufo
Fuente: Google Earth
8
Foto N° 1.2.: Levantamiento Topográfico Cantera Rooka Pelufo
9
Fuente: GAD Latacunga
10
2.2. Geología de la cantera
El análisis de la cantera se lo ha hecho por parte de un Ingeniero Geólogo, quien a
través de su experiencia técnica y el soporte bibliográfico ha clasificado a la
geología en general y local, teniendo el siguiente detalle.
2.2.1. Geología regional
En cuanto a la geología regional se debe tomar en cuenta que el permiso de
explotación del área minera denominada Santa Mónica, se encuentra ubicada en la
parroquia de Mulaló, cantón Latacunga, Provincia de Cotopaxi; y está localizado
en un pequeño valle que forma parte del llamado Graben Interandino, que se
forma entre las dos cordilleras andinas, Occidental al Oeste y Central o Real al
Este.
La geología regional de la zona se consultó en el Mapa Geológico del Ecuador,
editado en la Dirección de Geología y Minas, escala 1:100.000, en el que se
detalla las descripciones de la formación geológica a continuación:
Volcánicos Cotopaxi1.- EL área de estudio se encuentra ubicada en la Sierra
Central, específicamente en la cordillera Occidental, en donde se pueden observar
una formación de mayor representatividad, correspondiente a la Formación
Volcánicos Cotopaxi, la que se encuentra formado de:
Facies Proximal (Qx), consiste de estrato volcanes y domos constituidos por
flujos de lava dacíticas, andesíticas y piroclastos.
Facies Distal (QD), consiste de piroclastos primarios (tetra, flujos piroclasticos,
ignimbritas) y retrobajados (cangahua).
1 Fuente: Plan de Manejo Ambiental Concesión Santa Mónica
11
Foto N° 1.3: Columna
Estratigráfica
Fuente: Plan de Manejo Ambiental concesión Santa Mónica
2.3. Aspectos mineros
12
Corresponde a los procesos establecidos para la explotación del material pétreo, el
diseño de la explotación se lo realiza con el método de explotación a cielo abierto
con avance en bancos descendentes, para lo cual será necesario la utilización de
maquinaria pesada, una excavadora para extraer y destapar el material pétreo
virgen del suelo, una volqueta para realizar el traslado del material y una
cargadora frontal.
2.3.1. Métodos y sistemas de explotación utilizados
Se tiene varias etapas mineras para la extracción del material pétreo en el que
necesariamente se aplicarán las siguientes:
Accesos
Destape
Preparación
Cierre de mina
2.3.1.1. Accesos
Para arribar a la cantera se lo puede hacer desde los dos puntos de acceso
descritos anteriormente, siendo vías de primer orden y con acceso a cualquier tipo
de transporte pesado, con dos restricciones horarias en cuanto a la circulación
establecidas en un convenio con la comunidad de Mulaló, que establece que de
6:30 a 7:30 am y de 12:10 a 13:10 no se podrá circular por el centro transporte
pesado debido al ingreso de estudiantes a la escuela y colegio Mulaló.
2.3.1.2. Destape
Consiste en retirar la capa vegetal del suelo temporalmente en lo que dura la
extracción minera, sin embargo esta capa vegetal no supera los 25 cm, por lo que
el movimiento de esta capa es mínimo, se utiliza para ello una excavadora y se va
removiendo suavemente esta capa y depositándola en una escombrera.
13
Foto N° 1.4: Destape capa vegetal Mina Rooka Pelufo
Fuente: Rooka Pelufo
2.3.1.3. Preparación
Esta preparación de los depósitos consiste básicamente en la apertura de
trincheras y al mismo tiempo la conformación de la plataforma de trabajo que
tendrá alrededor de unos 200 m2 la misma que dará facilidades y reducciones en
tiempos de trabajo.
Foto N° 1.5: Preparación Extracción y Almacenamiento Mina Rooka Pelufo
14
Fuente: Mina Rooka Pelufo
En el desarrollo de esta extracción se deben realizar las siguientes fases:
2.3.1.3.1. Arranque.- En la cantera el macizo rocoso se encuentra conformado
por andesitas, siendo esta una roca pulverulenta muy característica en este tipo de
depósitos, esto hace fácil la extracción de la misma, ya que no necesita voladura
ni la utilización de cargas de dinamita simplemente se utilizará la excavadora y se
removerá el material pétreo de la mina extrayéndolo con mucha facilidad.
Este método de extracción es muy amigable con el ambiente ya que no causa
excesivo ruido ni levantamiento de polvo a diferencia de otros métodos.
Foto N° 1.6: Extracción material pétreo virgen Mina Rooka Pelufo
15
Fuente: Rooka Pelufo
2.3.1.3.2. Transporte interno.- El transporte interno empieza desde el momento
en que el material es removido de su lugar de origen hasta que es llevado a su
clasificación o destino, para ello se utiliza una volqueta que no deberá exceder de
los límites de velocidad establecidos por las autoridades locales como son
Teniente Político y Junta del barrio Mulaló, que fueron acordados en charlas de
socialización entre mineros y transportistas que es de 10km/h, además en este
transporte interno está considerado el material que es removido de la preparación
y destape.
16
Foto N° 1.7: Transporte interno Mina Rooka Pelufo
Fuente: Rooka Pelufo
2.3.1.3.3. Clasificación.- Está referida a la separación en distintos productos
limitados, estos a su vez por su tamaño; para la clasificación se utilizan dos
zarandas mecánicas con motores, que van a clasificar el material por la vibración
a la que son sometidas cada una, y una zaranda estacionaria que clasificara el
material natural o zarandado por la gravedad, pendiente y rozamiento de la
zaranda con el material pétreo.
Tabla 1.1: Agregados Pétreos Finales
PRODUCTOS FINALES
MATERIAL RIPIO
(pulg)
ARENA
(pulg)
CHISPA
(pulg)
PIEDRA
(pulg)
CRIBADO 3/4"-1" 0,01"-1/4" 1/4"-3/4"
ZARANDEADO 3/8"-1" 0,01"-3/8" 8"-16"
TRITURADO 3/4"-1" 0,01"-1/4" 1/4"-3/4"
Fuente: Autores
17
Foto N° 1.8: Clasificación Material Zarandeado Mina Rooka Pelufo
Fuente: Mina Rooka Pelufo
18
Foto N° 1.9: Clasificación Material Triturado Mina Rooka Pelufo
Fuente: Autores
2.3.1.3.4. Comercialización
Al ser esta la mina más grande y completa de la Provincia de Cotopaxi, su
principal abastecimiento en material zarandeado natural es a Latacunga y Sigchos
y es ejecutado por intermediarios que vienen a ser los transportistas legalizados en
cada compañía de cada cantón, mientras que el material triturado y cribado es
enviado al sur de Quito. Las hormigoneras que usualmente utilizan estos
agregados se rigen a parámetros de calidad y un estricto control de calidad de los
materiales.
2.3.1.4. Cierre de mina
En el plan descrito y aprobado de permiso de concesiones, plan de manejo
ambiental y emergente de la mina Rooka Pelufo establece que el cierre de la mina
se lo realizará una vez culminada la etapa de minería de la cantera, esta etapa se
encuentra ligada con el manejo ambiental, ya que se deberá cubrir con el material
pétreo cultivable no removido y el removido en el destape ubicado en las
19
escombreras de toda el área minada, cumpliendo con el relleno en áreas
explotadas que no dejarán pasivos ambientales.
2.3.2. Trituración, trozamiento y cargado
El material triturado es aquel que ha sufrido una modificación a través de la planta
de trituración (Muela y Cono) desde su extracción, para que exista esta
modificación es necesario una planta de trituración que está conformada de las
siguientes partes:
Trituración Primaria
Trituración Secundaria
Trituración Terciaria
Foto N° 1.10: Planta de Trituración Rooka Pelufo
Fuente: Autores
2.3.2.1. Trituración Primaria
20
Está conformada básicamente por un alimentador, muela y una banda de
extracción.
Una volqueta o cargadora se encarga de suministrar material pétreo virgen a este
alimentador y este a su vez alimenta a la mandíbula, esta mandíbula podrá aceptar
rocas dependiendo de su tamaño, ya que tiene la función de romper las rocas por
impacto de dos muelas que tiene en su interior reduciendo el tamaño de las rocas a
10 cm.
Foto N° 1.11: Trituradora Primaria Rooka Pelufo
Fuente: Autores
2.3.2.2. Trituración Secundaria
Está conformada básicamente por un cono y una zaranda vibratoria.
El cono tiene una boca que permite el ingreso de rocas de hasta 10cm, en el
interior del cono se encuentra un manto que tiene un movimiento de oscilación a
gran velocidad, que provoca la fricción entre las rocas que ingresan entre ellas
contra el manto, rompiéndolas y haciéndolas a su vez pequeñas y con aristas,
dándoles cierta cubicidad, después salen de este cono y pasan a la zaranda
vibratoria que clasifica el material que envía este cono por medio de su vibración.
21
Foto N° 1.12: Trituradora Secundaria Rooka Pelufo
Fuente: Autores
2.3.2.3. Trituración Terciaria
Conformado por un cono de alta revolución conocido como VCI.
Existen dos tipos de trituración por medio de este cono, el primero por las altas
revoluciones y el segundo por martillos; en los dos casos se produce el
trituramiento por el friccionamiento de roca contra roca, este cono da una mejor
cubicidad que el cono descrito en la trituración secundaria, y es mayormente
empleado para la producción de material para asfaltos, ya que cumplen con las
granulometrías exactas requeridas en ese proceso.
En esta trituración terciaria el tamaño del agregado que se obtiene después de su
proceso es inferior a 1 pulgada.
22
2.3.4. Plan de control ambiental
Esta mina cuenta con el Plan de manejo Ambiental y emergente, en el cual se
detalla una guía para seguir procedimientos, medidas, acciones a fin de prevenir,
eliminar y minimizar todos los posibles impactos que se dieran en esta
explotación a cielo abierto.
Este estudio obedece a los lineamientos que los investigadores han observado,
cuyos objetivos son:
Dar las medidas de mitigación y control a los posibles impactos que se dieran
en esta explotación.
Utilizar alternativas de explotación que en lo posible no generen ningún efecto
a corto y largo plazo.
Colaborar con la población cercana prestando los servicios de la maquinaria
pesada y abastecimiento gratuito de material tratando de mejorar su nivel de
vida tanto social como económica.
Para identificar los posibles impactos causados de esta minería se ha llegado a la
conclusión, que debe ser realizada por la observación directa en la cantera.
De esta observación se tiene los siguientes impactos, causas y medidas:
23
Tab
la
N°
1.2.:
Plan
de
man
ejo
Am
bien
tal
24
Fuente: Plan de Manejo Ambiental y Emergente concesión Santa Mónica.
25
Medidas Preventivas
Se deberá tomar en cuenta las siguientes medidas preventivas por parte del
personal de la mina:
Usar equipos de seguridad.
Tener un sistema de manejo de desechos adecuado distinguidos claramente
con diferentes colores especificando su contenido.
Dar charlas a los trabajadores a cargo de una persona especializada en riesgos
y seguridad en su trabajo.
Tener una señalización entendible y muy visible capaz de que todas las
personas la puedan identificar.
Notificar si existiese un accidente, lo más pronto posible a las autoridades
designadas.
No permitir el ingreso a personas particulares sin ninguna autorización y
protección alguna o a los sitios de riesgo laboral en la mina.
Reforestar el perímetro de la zona minada y cubrir con una capa vegetal en su
totalidad el área afectada.
Prohibir el portar armamento de fuego o corto punzante.
Se debe implementar programas de desarrollo.
Humedecer los suelos finos, caminos y apilamientos.
2.4. Demanda actual
La demanda actual se ve reflejada en el tipo de obras que se están construyendo,
aledañas a la cantera.
De los datos obtenidos de los vales de compra de material realizado por los
transportistas al ingreso a la cantera y de los registros diarios de contabilidad de la
mina, se tienen los siguientes valores teniendo como salidas un 50% de material
triturado y un 50% de material natural o zarandeado.
Se estima una venta de alrededor 2000 t/mes
26
Revisando las facturas emitidas el año anterior con el actual podemos darnos
cuenta, que en el año anterior hasta el mes de Abril se tienen registros de
aproximadamente 110000 dólares americanos emitidos en ventas de material
pétreo, mientras que este año hasta el mes de abril, se encuentra un aproximado en
ventas que no supera los 30000 dólares americanos.
2.4.1. Sectores favorecidos
La cantera tiene un abastecimiento principal a toda la provincia de Cotopaxi y al
Sur de la ciudad de Quito, se nos supo manifestar que cuando existió los
asentamientos y derrumbos por sismicidad en la Mitad del Mundo en el año 2012,
se cerraron muchas minas de ese sector, ya que no constaban con los permisos
ambientales ni concesiones necesarias para su explotación y durante dos meses la
mina Rooka Pelufo abarco todo el mercado de Quito, tanto Sur, Centro y Norte.
2.5. Estadísticas de consumo
La cantera Rooka Pelufo tiene un aproximado de ventas diarias, basadas en el
registro diario de control de egresos de contabilidad de la mina, de 160 m3 de
arena zarandeada, 100 m3 de ripio zarandeado, mientras que el material triturado
tiene una salida de 32 m3, estas ventas o salidas son destinadas a la provincia de
Cotopaxi mientras que a Quito se tiene unas salidas aproximadas de 200 m3 de
ripio triturado, y 120 m3 de ripio zarandeado.
Cabe resaltar que en ciertos meses en el año, la cantera se dedica a producir
materiales para vías como son sub bases y bases, en los cuales la
comercialización y consumo de materiales como ripio y arena tanto triturados,
clasificados y zarandeados son mínimos; revisando sus registros se tiene que
cuando están trabajando en vías tienen una salida de 700 m3 diarios de bases o
sub bases.
27
CAPÍTULO III
3. PROPIEDADES DE LOS MATERIALES
Determinar las características de los materiales con los que se trabajará es
fundamental, conocer su comportamiento y poder realizar un adecuado diseño de
hormigón para obtener un hormigón con resistencia mecánica y durabilidad
aceptable; estas características se las pueden determinar mediante ensayos de
laboratorio que tienen sus normativas correspondientes.
Los materiales tienen su aporte en la elaboración del hormigón de acuerdo a las
características que presente cada uno, desde el momento que se mezclan los
agregados para formar el hormigón hasta que el hormigón se haya endurecido.
De acuerdo a las propiedades de los materiales, que indiquen los respectivos
ensayos de laboratorio, se puede establecer las proporciones idóneas tanto del
ripio, arena, cemento y agua para realizar la mezcla de hormigón con una
determinada resistencia especificada (f’c). Y si las propiedades de los agregados
no permiten llegar a una determinada resistencia, se puede utilizar elementos
extras como aditivos para compensar la deficiencia de los materiales.
La función que tiene cada material en la mezcla del hormigón es fundamental en
su combinación, es así que: El agregado grueso le da la resistencia mecánica al
hormigón; El agregado fino tiene la función de llenar todos los espacios vacíos
que se encuentre entre el agregado grueso y a la ves darle una adecuada
trabajabilidad a la mezcla para ser manipulada cuando se encuentra en estado
fresco; Y el cemento en conjunto con el agua se encarga de unir cada una de estas
partículas recubriéndolas completamente y rellenar los vacíos que se forman entre
ellas, contribuyendo a la resistencia mecánica del hormigón después que se haya
endurecido.
Mientras mayor sea el nivel de compactación del hormigón, mejor será su
resistencia y más económica será su fabricación; por esta razón resulta importante
28
cuidar la granulometría de los áridos. También es importante que las
características mecánicas de los agregados sean adecuadas y que estén libres de
impurezas.
3.1. Selección de los materiales a utilizar
La selección de los materiales constituyentes, es el primer paso para la fabricación
de un hormigón y depende de la disponibilidad de los agregados en las minas de
la zona, hasta el gusto por usar un determinado banco de material o por una
determinada cantera. Pero cabe recalcar que la selección de un material
generalmente en nuestro medio está en función de las características propias de
los mismos y la calidad en el caso del cemento y el agua.
Éstos y algunos otros aspectos tomados en cuenta para usar los materiales y
desarrollar el proyecto se detallan a continuación.
3.1.1. Selección de los agregados
Para efecto de esta investigación se escogió arbitrariamente los agregados finos y
gruesos correspondientes a la mina Rooka Pelufo, ubicada en la ciudad de
Latacunga. Se utilizara dos tipos de agregado grueso que corresponden a la misma
mina; es así que se obtendrá diseños diferentes por el motivo de que uno de los
agregados gruesos es conocido como ripio triturado, que como se detalló en el
Capítulo 2, pasa por un determinado proceso; mientras que el segundo agregado
grueso es conocido como ripio zarandeado y que no es procesado como el primer
agregado, sino que se lo obtiene como sobrante. El agregado fino se utilizará el
mismo para ambos casos.
No se podrá utilizar las mismas dosificaciones para las mezclas de los dos tipos de
agregado grueso, ya que el comportamiento mecánico de estos materiales es
diferente a pesar de diseñarlos para obtener hormigón de resistencias iguales,
dando espacio a un análisis detallado que conlleve a experimentar de manera
específica los resultados obtenidos.
29
Los dos tipos de agregados gruesos que existen en la mina Rooka Pelufo son los
más utilizados en la localidad, sin embargo el ripio zarandeado es preferido por la
población debido a su bajo costo con respecto al ripio triturado, esto
especialmente para las construcciones pequeñas como viviendas; sin embargo no
existe un estudio detallado sobre el ripio zarandeado en cuanto a su
comportamiento mecánico y por ende a la influencia de la resistencia de los
hormigones realizados con este agregado, ya que no tiene un proceso
especializado para su obtención; sin embargo es utilizado con mucha confianza
para realizar hormigones para las construcciones en general, desconociendo el
riesgo que puede tener las estructuras al no tener un hormigón con la resistencia
necesaria.
3.1.2. Selección del cemento
El cemento a utilizarse en este proyecto de investigación es de Holcim tipo GU.
La siguiente tabla muestra la clasificación de los cementos:
Tabla N° 2.1: Clasificación de los Tipos de Cemento Existentes
TIPO DESCRIPCIÓN NORMA
INEN ASTM
PU
RO
S
I Uso común 152 C 150
II Moderada resistencia a los sulfatos, bajo calor de hidratación 152 C 150
III Alta resistencia inicial 152 C 150
IV Bajo calor de Hidratación 152 C 150
V Alta resistencia a la acción de los sulfatos 152 C 150
Los tipos IA, IIA, IIA incluyen incorporador de aire
CO
MP
UE
ST
OS
IS Portland con escoria altos hornos 490 C 595
IP Portland puzolánico 490 C 595
P
Portland puzolánico (Cuando no se requiere altas resistencias
inic.) 490 C 595
I(PM) Portland puzolánico Modificado 490 C 595
I(SM) Portland con escoria altos hornos modificado 490 C 595
S Cemento de Escoria 490 C 595
PO
R
DE
SE
MP
EÑ
O GU USO EN CONSTRUCCIÓN EN GENERAL 2380 C 1157
HE Elevada resistencia Inicial 2380 C 1157
MS Moderada resistencia a los sulfatos 2380 C 1157
HS Alta resistencia a los sulfatos 2380 C 1157
MH Moderado calor de Hidratación 2380 C 1157
LH Bajo calor de Hidratación 2380 C 1157
Si adicionalmente tiene "R", tiene baja reactividad con áridos alcali – reactivos Fuente: El Manual de Pepe Hormigón – INECYC 2007
30
Todos los cementos cuentan con la norma vigente NTE INEN 2380 equivalente a
la ASTM-C1157 (norma norteamericana) cuyo requisito prioritario es el
desempeño de los cementos hidráulicos al ser usados en hormigón;2 para nuestro
caso el cemento correspondiente en la tabla 2-1 es tipo GU (USO EN
CONSTRUCCIÓN EN GENERAL) de la clasificación por desempeño.
3.2. Propiedades físicas y mecánicas del cemento Holcim tipo GU.
Mediante los ensayos regulados por la norma NTE INEN o ASTM., se puede
determinar las propiedades físicas y mecánicas del cemento. La importancia de
este análisis radica en que nos permite verificar y conocer las posibles variaciones
que podría presentar el cemento.
El cemento es un conglomerante hidráulico, es decir, un material inorgánico
finamente molido que amasado con agua, forma una pasta que fragua y endurece
por medio de reacciones y procesos de hidratación y que, una vez endurecido
conserva su resistencia y estabilidad incluso bajo el agua. Dosificado y mezclado
apropiadamente con agua y áridos debe producir un hormigón o mortero que
conserve su trabajabilidad durante un tiempo suficiente, alcanzar unos niveles de
resistencias preestablecido y presentar una estabilidad de volumen a largo plazo.3
Las principales propiedades a analizar son:
Densidad del cemento.
Consistencia normal del cemento.
Tiempos de fraguado del cemento
2 HOLCIM, (2016). de http://www.holcim.com.ec/productos-y-servicios/portafolio-holcim/cementoholcim.html 3Instituto Español de Cemento y sus Aplicaciones, (2016). de https://www.ieca.es/gloCementos.asp?id_rep=179.
31
Foto 2.1: Cemento HOLCIM tipo GU.
Fuente: Autores
3.2.1. Ensayo de densidad del cemento utilizando el método del frasco de
LeChatellier (NTE INEN 156)
La densidad se la define como la relación entre la masa y el volumen además para
la determinación de la densidad del cemento se puede usar dos métodos diferentes
con la ayuda de frascos calibrados los cuales son Le Chatelier y Picnómetro:4
Para estos ensayos, el fluido para mezclar con el material cementante debe ser
gasolina, ya que es menos denso que el agua, para facilitar la salida de aire y
evitar la reacción química del material cementante.
El método de Le – Chatelier es un método más exacto en la determinación de la
densidad real del cemento, comparando los resultados obtenidos con el
Picnómetro.5
4 Loachamin, V (2015) Cemento. Disponiible en: http://es.scribd.com/doc/56223870/Monografias-Del-Cemento-Vinicio-Loachamin. Pág. 10-20 5 HURDATO Jessica. Determinación del módulo de rotura en vigas de hormigón, fabricado con materiales procedentes de la cantera Ramírez para f’c = 21 MPa
32
Foto 2.2: Frasco de LeChatellier.
Fuente: Tomado de la NTE INEN 156.
El frasco Le- Chatelier está normalizado con una sección transversal circular con
forma y dimensiones especiales.
1 21 de Enero del 2016
NTE INEN 156
Holcim Tipo GU
Método del Frasco Le Chatellier
1.- Masa del Frasco LeChatellier + Gasolina g
2.- Volumen Inicial. cm³
3.- Masa del Frasco LeChatellier + Gasolina + Cemento g
4.- Volumen Final. cm³
5.- Masa del Cemento g
6.- Volumen de Cemento cm³
DENSIDAD DEL CEMENTO g/cm³
2 21 de Enero del 2016
NTE INEN 156
Holcim Tipo GU
1.- Masa del Frasco LeChatellier + Gasolina g
2.- Volumen Inicial. g
3.- Masa del Frasco LeChatellier + Gasolina + Cemento g
4.- Volumen Final. cm³
5.- Masa del Cemento g
6.- Volumen de Cemento cm³
DENSIDAD DEL CEMENTO g/cm³
Realizado por:
CHACÓN ESPÍN JONATAN ALEXANDER
TORRES OBANDO FREDDY RICARDO
324,3
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
TRABAJO DE GRADUACIÓNENSAYO DE DENSIDAD DEL CEMENTO
2,75
N° Ensayo:
Norma:
Fecha de Ensayo:
Cemento:
315,4
0,9
374,7
19,2
50,4
18,3
2,79
N° Ensayo:
Norma:
Cemento:
0,7
363,7
18,0
48,3
17,3
Fecha de Ensayo:
33
3.2.2. Ensayo de consistencia normal del cemento (NTE INEN 157 y NTE
INEN 155)
Característica que se representa como el porcentaje de agua mínimo que el
cemento necesita para que cada una de sus partículas se hidrate lo suficiente como
para alcanzar la fluidez óptima y una plasticidad ideal. En el ensayo de laboratorio
se utiliza el Aparato de Vicat, que tiene la función de proporcionarnos la
penetración lograda por una de sus agujas en cada una de las muestras utilizadas.
Consiste en un soporte con un vástago móvil que pesa 300g, uno de los extremos
tiene 10 mm de diámetro y 50 mm de longitud, el otro una aguja de 1 mm de
diámetro y 50 mm de longitud; el vástago es reversible y se ajusta a través de un
tornillo, tiene un índice ajustable que se mueve sobre una escala graduada en
milímetros, rígidamente unida al soporte. El molde en el cual se coloca la pasta
debe ser de forma tronco-cónica y su base mayor debe reposar sobre una placa de
vidrio, el molde debe ser de material no absorbente que resista física y
químicamente el ataque de la pasta de cemento.6
Por la acción del propio peso del émbolo, éste penetra en la pasta, y la
profundidad de penetración depende de la consistencia de la pasta, la misma que
no debe sobrepasar los 10 mm ± 1 mm en 30 segundos. Los valores de humedad
para la consistencia normal oscilan entre el 26 % y 33 % del peso del cemento en
estado seco, los valores pueden variar de acuerdo a las condiciones que se realice
el ensayo.7
6 Marinez, J(2010). Método de consistencia para determinar la consistencia del cemento
Disponible en:http://ingevil.blogspot.com/2008/10/mtodo-de-ensayo-para-determinar-la.html .
Pág. 4-10
7 Rodriguez, M(2011). Consistencia Normal del Cemento Dsiponible en:
http://www.academia.edu/9981969/ENSAYO_No_4_CONSISTENCIA_NORMAL_DEL_CEME
NTO
34
Foto N° 2.3.: Mezcladora y Aparato de Vicat.
Fuente: Tomado de la NTE INEN 155 y NTE INEN 157.
35
3.2.3. Ensayo de tiempos de fraguado del cemento (NTE INEN 158)
La determinación del tiempo de fraguado comprende de dos etapas: el principio
de fraguado y final de fraguado.
La primera etapa comprende al tiempo que transcurre desde que se mezcla el
cemento con el agua hasta que la pasta pierde parcialmente la plasticidad; la
1 2 de Febrero del 2016
NTE INEN 157
Holcim Tipo GU
Método de Vicat
1.- Cantidad de Cemento g
2.- Porcentaje de Agua Añadida %
3.- Cantidad de Agua en Masa g
4.- Penetración de la Aguja de Vicat mm
2 2 de Febrero del 2016
NTE INEN 157
Holcim Tipo GU
Método de Vicat
1.- Cantidad de Cemento g
2.- Porcentaje de Agua Añadida %
3.- Cantidad de Agua en Masa g
4.- Penetración de la Aguja de Vicat mm
3 2 de Febrero del 2016
NTE INEN 157
Holcim Tipo GU
Método de Vicat
1.- Cantidad de Cemento g
2.- Porcentaje de Agua Añadida %
3.- Cantidad de Agua en Masa g
4.- Penetración de la Aguja de Vicat mm
%
Realizado por:
CHACÓN ESPÍN JONATAN ALEXANDER
TORRES OBANDO FREDDY RICARDO
Norma:
Cemento:
650,0
29,3
10,0
Porcentaje de Consistencia Normal 29,3
190,5
Cemento:
650,0
29,5
191,8
8,0
N° Ensayo: Fecha de Ensayo:
29,0
188,5
13,0
N° Ensayo: Fecha de Ensayo:
Norma:
N° Ensayo:
Norma:
Fecha de Ensayo:
Cemento:
650,0
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
TRABAJO DE GRADUACIÓNENSAYO DE CONSISTENCIA NORMAL DEL CEMENTO: Método de Vicat
36
segunda etapa comprende al tiempo que transcurre desde que se mezcla con el
agua hasta que la pasta adquiere una consistencia para resistir una determinada
presión. Este ensayo se realiza utilizando el aparato Vicat, se llena el molde
cónico con la pasta en consistencia normal, y en cada intervalo de tiempo
determinado, se hace caer la aguja. El principio de fraguado es el tiempo que
transcurre desde la mezcla con el agua hasta que la aguja no pase de 25mm., y el
final de fraguado es el tiempo que trascurre hasta que no deja huella.8
3.3. Estudio de propiedades físicas y mecánicas de los agregados
seleccionados
Los siguientes estudios realizados corresponden a los materiales pétreos, que han
sido transportados desde la mina Rooka Pelufo hasta las instalaciones del
Laboratorio de Ensayo de Materiales de la Universidad Central del Ecuador, y que
son el producto fundamental para esta investigación, para proporcionarnos una
idea clara de la calidad y resistencia mecánica de los mismos. Cabe señalar que
8 MEJÍA Lenin.(2011) Hormigones de alta resistencia (f `c = 42 MPa) utilizando agregados del sector de Guayllabamba y cemento campeón Especial – Lafarge. Pag. 127
1 2 de Febrero del 2016
NTE INEN 158
Holcim Tipo GU
Método de Vicat
1.- Porcentaje de Consistencia Normal %
2.- Hora de Penetración de la Aguja de Vicat 25mm h
3.- Tiempo de Fraguado Inicial min
4.- Hora de Rigidez donde la Aguja no deja Huella h
5.- Tiempo de Fraguado Final min
Realizado por:
CHACÓN ESPÍN JONATAN ALEXANDER
TORRES OBANDO FREDDY RICARDO
Carrera de Ingeniería Civil
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
15H25
350
TRABAJO DE GRADUACIÓNTIEMPOS DE FRAGUADO DEL CEMENTO: Método de Vicat
N° Ensayo:
Norma:
Cemento:
29,3
10H30
55
Fecha de Ensayo:
37
estos agregados no recibieron ningún tratamiento especial como lavado y
clasificación, por lo tanto han sido manipulados en las mismas condiciones en las
que se encuentran en la mina, ya que se trata de aportar al conocimiento común de
la elaboración de hormigones sin ningún tipo de alteración de estos materiales.
Las principales propiedades a analizar son:
Abrasión.
Determinación de impurezas orgánicas.
Peso específico, capacidad de absorción y contenido de humedad.
Densidad aparente suelta y compactada.
Densidad aparente máxima y óptima.
Granulometría.
3.3.1. Ensayo abrasión de los ángeles (NTE INEN 860)
La abrasión o desgaste de los agregados gruesos es una propiedad física muy
importante para realizar un diseño de mezcla, dándonos una idea de la resistencia
mecánica del material.
Su importancia radica en que podemos conocer la posibilidad de alcanzar una
determinada resistencia para el hormigón en las estructuras y por ende su
durabilidad.
El ensayo se realiza al agregado grueso e indica el porcentaje de desgaste que este
sufrirá al provocar un roce continuo entre las partículas y las esferas de acero.
Para este ensayo de debe obtener una muestra graduada del material a ensayar, de
acuerdo al tipo de graduación que presente el ripio, se coloca un determinado
número de esferas de acero necesarias para que el material experimente el proceso
de desgaste que tiende a pulverizar la masa del ripio. La siguiente tabla indica la
clasificación del material de acuerdo a la graduación que presente.
Tabla 2.1: Graduaciones del Ensayo de Abrasión
TAMIZ CANTIDADES EN gr. PARA VARIAS
GRADUACIONES
38
Pasa: Se retiene en: A B C D
11/2” 1” 1250±25
1” 3/4” 1250±25
3/4" 1/2" 1250±10 2500±10
1/2" 3/8” 1250±10 2500±10
3/8” 1/4"
2500±10
1/4" No. 4
2500±10
No. 4 No. 8
5000±10
TOTAL 5000±10 5000±10 5000±10 5000±10 Fuente: NTE – INEN 860 y NTE – INEN 861
La graduación “A” corresponde a los agregados de tamaño máximo de 1½
pulgada, “B” cuando se cuente con agregados de tamaño máximo de 3/4 de
pulgada, “C” cuando el material tenga un tamaño máximo 3/8 de pulgada, y por
último la graduación “D” corresponde a los agregados de tamaño máximo
correspondiente al tamiz N.-4.
En función de estos criterios se preparará la muestra a ensayar con las cantidades
correspondientes, colocando el material en el interior de la máquina de los
ángeles, en conjunto con el respectivo número de esferas de acero que
colisionarán con el material, una vez listo el equipo se procede a dar inicio a las
revoluciones, en primera instancia son en total 100 revoluciones, posterior a ello
se retira el material del tambor y se tamiza para determinar el peso del material
que pasa y retiene el tamiz número 12, con respecto de esto se verifica la pérdida
a las 100 revoluciones.
Después toda la masa se vuelve a introducir dentro del tambor de la máquina de
los Ángeles para proceder a la siguiente etapa que es ensayar con 400
revoluciones más, de igual manera se retira el material y se procede a tamizar con
el mismo proceso anterior. En total sumadas a las 100 revoluciones realizadas son
500 revoluciones, que servirán para determinar el coeficiente de uniformidad y el
porcentaje de desgaste que nos indicara la calidad del material con el que estamos
tratando.9
9 BERMUDEZ Dario, CADENA Hugo. 2013. 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. Pag. 42
39
Foto N° 2.4.: Máquina de abrasión Los Ángeles
Fuente: Estudio tecnológico de los agregados 2011.
El número de esferas de acero, que se utilicen para el ensayo de abrasión, depende
de la clasificación granulométrica que tenga el material, es así que: si corresponde
a la clasificación A se deberá utilizar 12 esferas de acero, si corresponde a la
clasificación B se utilizaran 11 esferas, sí el material tiene clasificación C el
número de esferas es de 8, y finalmente para la clasificación D se utilizarán 6
esferas.
40
1
Abrasión de los Ángeles
1.- Graduación Escogida
2.- Tamices Utilizados
3.- Número de Esferas
a.- Masa Inicial de Agregado g
b.- Retenido en el Tamiz N°12 después de 100 Revoluciones g
c.- Pérdida después de 100 Revoluciones en gramos g
d.- Pérdida después de 100 Revoluciones en porcentaje
e.- Retenido en el Tamiz N°12 después de 500 Revoluciones
f.- Pérdida después de 500 Revoluciones en gramos
g.- Pérdida después de 500 Revoluciones en porcentaje
%
Realizado por:
CHACÓN ESPÍN JONATAN ALEXANDER
TORRES OBANDO FREDDY RICARDO
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
TRABAJO DE GRADUACIÓN
ENSAYO DE ABRASIÓN
Ensayo N° : Fecha de Ensayo: 19 de Enero del 2016
Norma: NTE INEN 860
Coeficiente de Uniformidad 0,19
Porcentaje de Desgaste 31,74
31,74
Agregado:
B
3/4", 1/2", 3/8"
11
4694,00
306,00
6,12
3413,00
1587,00
5000,00
RIPIO TRITURADO - Mina Rooka Pelufo
41
2
Abrasión de los Ángeles
1.- Graduación Escogida
2.- Tamices Utilizados
3.- Número de Esferas
a.- Masa Inicial de Agregado g
b.- Retenido en el Tamiz N°12 después de 100 Revoluciones g
c.- Pérdida después de 100 Revoluciones en gramos g
d.- Pérdida después de 100 Revoluciones en porcentaje
e.- Retenido en el Tamiz N°12 después de 500 Revoluciones
f.- Pérdida después de 500 Revoluciones en gramos
g.- Pérdida después de 500 Revoluciones en porcentaje
%
Realizado por:
CHACÓN ESPÍN JONATAN ALEXANDER
TORRES OBANDO FREDDY RICARDO
Ensayo N° : Fecha de Ensayo: 19 de Enero del 2016
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
TRABAJO DE GRADUACIÓN
ENSAYO DE ABRASIÓN
325,00
Norma: NTE INEN 860
Agregado: RIPIO TRITURADO - Mina Rooka Pelufo
B
3/4", 1/2", 3/8"
11
5000,00
4675,00
Porcentaje de Desgaste 32,08
6,50
3396,00
1604,00
32,08
Coeficiente de Uniformidad 0,20
42
3
Abrasión de los Ángeles
1.- Graduación Escogida
2.- Tamices Utilizados
3.- Número de Esferas
a.- Masa Inicial de Agregado g
b.- Retenido en el Tamiz N°12 después de 100 Revoluciones g
c.- Pérdida después de 100 Revoluciones en gramos g
d.- Pérdida después de 100 Revoluciones en porcentaje
e.- Retenido en el Tamiz N°12 después de 500 Revoluciones
f.- Pérdida después de 500 Revoluciones en gramos
g.- Pérdida después de 500 Revoluciones en porcentaje
%
Realizado por:
CHACÓN ESPÍN JONATAN ALEXANDER
TORRES OBANDO FREDDY RICARDO
Ensayo N° : Fecha de Ensayo: 20 de Enero del 2016
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
TRABAJO DE GRADUACIÓN
ENSAYO DE ABRASIÓN
Norma: NTE INEN 860
Agregado: RIPIO ZARANDEADO - Mina Rooka Pelufo
A
12
5000,00
4698,00
302,00
Porcentaje de Desgaste 32,34
1½”, 1”, 3/4", 1/2", 3/8"
6,04
3383,00
1617,00
32,34
Coeficiente de Uniformidad 0,19
43
4
Abrasión de los Ángeles
1.- Graduación Escogida
2.- Tamices Utilizados
3.- Número de Esferas
a.- Masa Inicial de Agregado g
b.- Retenido en el Tamiz N°12 después de 100 Revoluciones g
c.- Pérdida después de 100 Revoluciones en gramos g
d.- Pérdida después de 100 Revoluciones en porcentaje
e.- Retenido en el Tamiz N°12 después de 500 Revoluciones
f.- Pérdida después de 500 Revoluciones en gramos
g.- Pérdida después de 500 Revoluciones en porcentaje
%
Realizado por:
CHACÓN ESPÍN JONATAN ALEXANDER
TORRES OBANDO FREDDY RICARDO
Ensayo N° : Fecha de Ensayo: 20 de Enero del 2016
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
TRABAJO DE GRADUACIÓN
ENSAYO DE ABRASIÓN
285,00
Norma: NTE INEN 860
Agregado: RIPIO ZARANDEADO - Mina Rooka Pelufo
A
1½”, 1”, 3/4", 1/2", 3/8"
12
5000,00
4715,00
Porcentaje de Desgaste 32,02
5,70
3399,00
1601,00
32,02
Coeficiente de Uniformidad 0,18
44
3.3.2. Ensayo determinación de impurezas orgánicas en el agregado fino
(NTE INEN 855)
Este ensayo es conocido también como ensayo de colorimetría, y determina la
cantidad de impurezas orgánicas que puede contener el agregado fino para
calificarla como apta o no para hormigones.
La prueba consiste en introducir arena, en una botella de vidrio transparente, la
cantidad de 130 cm3, luego añadimos la solución de hidróxido de sodio en agua al
3% hasta el volumen de 200 cm3 aproximadamente, se tapa la botella y se sacude
vigorosamente para luego dejar reposar durante 24 horas.
Después de ese tiempo se observa la intensidad de coloración de la solución que
presenta y que está sobre el nivel de arena del frasco, la comparación de los
colores debe ser realizado en la escala de Gardner.
Foto 2.5.: Colorímetro o escala de Gardner.
Fuente: Norma ASTM C40.
En este ensayo, la arena dio como resultado una Figura 2.5, de tal manera
concluimos que para hormigones de baja resistencia las condiciones de la arena es
aceptable, sin embargo si fuera el caso de realizar hormigones de alta resistencia
45
es necesario un pre–tratamiento, que consiste en lavar y retirar el contenido de
impurezas orgánica antes de ser utilizada en dicho tipo de mezclas.
Este ensayo se encuentra en la norma NTE-INEN 855 (ASTM C - 40). A
continuación se presenta un cuadro con la tabla de colores:
Tabla 2.3: Escala de colores
No. COLORACIÓN DESCRIPCIÓN
1 Amarillo Claro
Arena de muy buena calidad por no
contener impurezas orgánicas, limo o
arcillas.
2 Amarillo Fuerte
Arena de poca presencia de impurezas
orgánicas, limos o arcillas. Se considera
de buena calidad.
3 Marrón Anaranjado (color
base)
Contiene impurezas orgánicas en altas
cantidades. Puede usarse en hormigones
de baja resistencia.
4 Anaranjado Rojizo
Contiene impurezas orgánicas en
concentraciones muy elevadas. Se
considera de mala calidad.
5 Anaranjado Oscuro
Arena de muy mala calidad. Existen
demasiadas impurezas orgánicas, limos
o arcilla. No se usa.
Fuente: Norma ASTM C40.
46
1
Colorimetría del agregado fino
a.- Procedencia del material
b.- Color determinado a las 24 horas
c.- Observaciones
Realizado por:
CHACÓN ESPÍN JONATAN ALEXANDER
TORRES OBANDO FREDDY RICARDO
Material con poca presencia de impurezas orgánicas
ENSAYO DE COLORIMETRÍA DEL AGREGADO FINO
Norma:
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
TRABAJO DE GRADUACIÓN
Ensayo N° : Fecha de Ensayo: 21 de Enero del 2016
NTE INEN 855
ARENA - Mina Rooka PelufoAgregado:
Rooka Pelufo
Figura 2
47
3.3.3. Ensayo de peso específico, capacidad de absorción y contenido de
humedad de agregados (NTE INEN 856 agregado fino, NTE INEN 857
agregado grueso).
Peso Específico: Es la relación entre la masa y el volumen de los agregados en el
estado saturado superficie seca (estado S.S.S.), sin incluir el volumen de los
espacios entre partículas, respecto al volumen del agregado que contiene agua en
todos sus poros.
Para determinar el estado S.S.S. de los agregados se procede de la siguiente
manera:
En el caso de la arena, se deja remojar durante 24 horas manteniéndola sumergida
durante ese tiempo, luego secamos la humedad superficial exponiéndola al sol
hasta obtener el agregado en estado S.S.S., para saber si la arena esta lista, se
procede a llenar un pequeño molde tricónico apisonándola con un taqueador, si al
retirar el molde se desmorona la superficie de la arena sin que se pierda la forma,
entonces se establece que la arena se encuentra en estado S.S.S. y procedemos a
utilizar el picnómetro para determinar el peso específico. Para el caso del
agregado grueso, se utiliza el tamiz N.-4 para separar finos y grueso, y todo el
material que quede retenido en dicho tamiz se sumerge en el agua durante 24
horas; el estado S.S.S. se obtiene secando la superficie de cada una de las
partículas del agregado con un paño, luego se procede a determinar el peso
específico en base a los principios de Arquímedes, todo esto se lo debe hacer de
forma rápida para evitar que el agua que se encuentra en los poros del material se
evapore.10
Para realizar la dosificación de las mezclas de hormigón, se procede a partir de
que los agregados se encuentren en estado S.S.S., en caso de que los materiales no
estén en este estado se realiza una corrección de humedad, todo esto antes de
mezclarlos con el cemento.
10 MEJÍA Lenin. 2013. Hormigones de alta resistencia (f `c = 42 MPa) utilizando agregados
del sector de Guayllabamba y cemento campeón Especial – Lafarge. Pag. 62
48
Capacidad de Absorción: Esta propiedad de los agregados se la obtiene después
de saturarlos en agua por 24 horas y que se encuentren en estado S.S.S., se realiza
los pesajes correspondientes para posteriormente colocarlo al horno a temperatura
de 110°C ± 5°C por 24 horas y después realizar los pesajes correspondientes, que
por diferencias de masa se logra obtener el porcentaje de absorción con relación a
la masa seca del material. Esta propiedad no cambia, se mantiene siempre y
cuando se trabaje exactamente con el mismo tipo de agregado a los cuales se
analizó. Además ésta influye en otras propiedades del agregado, como la
adherencia con el cemento, la estabilidad química, la resistencia a la abrasión y la
resistencia del hormigón al congelamiento y deshielo.
Contenido de Humedad: Es la cantidad de agua que contenga el agregado en un
determinado momento; este valor, que es expresado en porcentaje al igual que la
capacidad de absorción, puede variar dependiendo de las condiciones en las que
se encuentre el material y puede ser mayor o menor que la capacidad de
absorción. El contenido de humedad nos permite realizar las debidas correcciones
para la mezcla, ya que los agregados pueden estar en cuatros estados como son:
secado al horno, secado al aire, saturado con superficie seca y húmeda.
Secado al horno: Este estado se obtiene cuando se coloca la muestra al horno a
una temperatura de 110°C ± 5°C durante 24 horas.
Secado al aire: Este estado es cuando el agregado se encuentra seco en su
superficie, pero contiene humedad en el interior de la partícula.
Saturado con superficie seca: En este estado los poros se encuentran
completamente llenos de agua pero su superficie se encuentra seca, este estado
es ideal para realizar mezclas de hormigón.
Húmedo: Se considera con estado húmedo cuando los agregados se
encuentran con exceso de agua en su superficie.
Los agregados generalmente se los encuentra húmedos, y varían con las
condiciones del tiempo, razón por la cual se debe determinar frecuentemente el
contenido de humedad, para luego corregir las proporciones de una mezcla. Es
ideal hacerlo en obra cuando se esté realizando mezclas de hormigón.
49
1
NTE INEN 856
ARENA - Mina Rooka Pelufo
Gravedad Específica
1.- Masa del Picnómetro + Agregado SSS g
2.- Masa del Picnómetro g
3.- Masa del Agregado SSS g
4.- Masa del Picnómetro calibrado g
5.- Masa del Picnómetro+Agregado SSS+Gasolina g
6.- Volumen de Líquido Desalojado cm³
g/cm³
Realizado por:
CHACÓN ESPÍN JONATAN ALEXANDERTORRES OBANDO FREDDY RICARDO
157,5
Peso Específico del Agregado 2,34
Agregado:
527,7
159,1
368,6
657,9
869,0
N° Ensayo: Fecha de Ensayo: 22 de Enero del 2016
Norma:
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
TRABAJO DE GRADUACIÓNPESO ESPECÍFICO DE LOS AGREGADOS
2
NTE INEN 856
ARENA - Mina Rooka Pelufo
Gravedad Específica
1.- Masa del Picnómetro + Agregado SSS g
2.- Masa del Picnómetro g
3.- Masa del Agregado SSS g
4.- Masa del Picnómetro calibrado g
5.- Masa del Picnómetro+Agregado SSS+Gasolina g
6.- Volumen de Líquido Desalojado cm³
g/cm³
Realizado por:
CHACÓN ESPÍN JONATAN ALEXANDERTORRES OBANDO FREDDY RICARDO
159,2
Peso Específico del Agregado 2,35
Agregado:
533,4
159,1
374,3
657,9
873,0
N° Ensayo: Fecha de Ensayo: 22 de Enero del 2016
Norma:
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
TRABAJO DE GRADUACIÓNPESO ESPECÍFICO DE LOS AGREGADOS
50
3
NTE INEN 856
ARENA - Mina Rooka Pelufo
Capacidad de Absorción
1.- Peso Agregado SSS + Recipiente g
2.- Peso Agregado Seco + Recipiente g
3.- Peso del Recipiente g
4.- Peso del Agua g
5.- Peso del Agregado Seco g
%
Realizado por:
CHACÓN ESPÍN JONATAN ALEXANDER
TORRES OBANDO FREDDY RICARDO
Capacidad de Absorción 1,26
Agregado:
552,2
547,6
183,8
4,6
363,8
N° Ensayo: Fecha de Ensayo: 22 de Enero del 2016
Norma: Día/Hora: Jueves 14h00
TRABAJO DE GRADUACIÓNCAPACIDAD DE ABSORCIÓN DE LOS AGREGADOS
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
4
NTE INEN 856
ARENA - Mina Rooka Pelufo
Capacidad de Absorción
1.- Peso Agregado SSS + Recipiente g
2.- Peso Agregado Seco + Recipiente g
3.- Peso del Recipiente g
4.- Peso del Agua g
5.- Peso del Agregado Seco g
%
Realizado por:
CHACÓN ESPÍN JONATAN ALEXANDER
TORRES OBANDO FREDDY RICARDO
Capacidad de Absorción 1,23
Agregado:
561,3
556,7
183,8
4,6
372,9
N° Ensayo: Fecha de Ensayo: 22 de Enero del 2016
Norma: Día/Hora: Jueves 14h00
TRABAJO DE GRADUACIÓNCAPACIDAD DE ABSORCIÓN DE LOS AGREGADOS
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
51
5
NTE INEN 856
ARENA - Mina Rooka Pelufo
Contenido de humedad
1.- Peso Agregado húmedo + Recipiente g
2.- Peso Agregado Seco + Recipiente g
3.- Peso del Recipiente g
4.- Peso del Agua g
5.- Peso del Agregado Seco g
%
Realizado por:
CHACÓN ESPÍN JONATAN ALEXANDER
TORRES OBANDO FREDDY RICARDO
Capacidad de Absorción 8,44
Agregado:
1105,0
1034,0
193,0
71,0
841,0
N° Ensayo: Fecha de Ensayo: 22 de Enero del 2016
Norma: Día/Hora: Jueves 14h00
CONTENIDO DE HUMEDAD DE LOS AGREGADOS
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
TRABAJO DE GRADUACIÓN
6
NTE INEN 856
ARENA - Mina Rooka Pelufo
Contenido de humedad
1.- Peso Agregado húmedo + Recipiente g
2.- Peso Agregado Seco + Recipiente g
3.- Peso del Recipiente g
4.- Peso del Agua g
5.- Peso del Agregado Seco g
%
Realizado por:
CHACÓN ESPÍN JONATAN ALEXANDER
TORRES OBANDO FREDDY RICARDO
Capacidad de Absorción 8,34
Agregado:
1115,0
1044,0
193,0
71,0
851,0
N° Ensayo: Fecha de Ensayo: 22 de Enero del 2016
Norma: Día/Hora: Jueves 14h00
CONTENIDO DE HUMEDAD DE LOS AGREGADOS
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
TRABAJO DE GRADUACIÓN
52
7
NTE INEN 857
RIPIO TRITURADO - Mina Rooka Pelufo
Gravedad Específica
1.- Masa del recipiente + Agregado en Estado SSS g
2.- Masa del recipiente g
3.- Masa del Agregado en SSS g
4.- Masa de la canastilla sumergida en agua g
5.- Masa del Agregado Sumergido en Agua + Canastilla g
6.- Masa del Agregado en agua g
7.- Volumen desalojado cm³
g/cm³
Realizado por:
CHACÓN ESPÍN JONATAN ALEXANDERTORRES OBANDO FREDDY RICARDO
Agregado:
3498
3570
1920
1285
Peso Específico del Agregado 2,49
N° Ensayo: Fecha de Ensayo: 22 de Enero del 2016
Norma:
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
TRABAJO DE GRADUACIÓNPESO ESPECÍFICO DE LOS AGREGADOS
293
3205
1650
8
NTE INEN 857
RIPIO TRITURADO - Mina Rooka Pelufo
Gravedad Específica
1.- Masa del recipiente + Agregado en Estado SSS g
2.- Masa del recipiente g
3.- Masa del Agregado en SSS g
4.- Masa de la canastilla sumergida en agua g
5.- Masa del Agregado Sumergido en Agua + Canastilla g
6.- Masa del Agregado en agua g
7.- Volumen desalojado cm³
g/cm³
Realizado por:
CHACÓN ESPÍN JONATAN ALEXANDERTORRES OBANDO FREDDY RICARDO
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
TRABAJO DE GRADUACIÓNPESO ESPECÍFICO DE LOS AGREGADOS
N° Ensayo: Fecha de Ensayo: 22 de Enero del 2016
Norma:
Agregado:
3486
293
3193
1650
3565
1915
1278
Peso Específico del Agregado 2,50
53
9
NTE INEN 857
RIPIO TRITURADO - Mina Rooka Pelufo
Capacidad de Absorción
1.- Peso Agregado SSS + Recipiente g
2.- Peso Agregado Seco + Recipiente g
3.- Peso del Recipiente g
4.- Peso del Agua g5.- Peso del Agregado Seco g
%
Realizado por:
CHACÓN ESPÍN JONATAN ALEXANDER
TORRES OBANDO FREDDY RICARDO
3498,0
3411,0
293,0
87,0
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería CivilTRABAJO DE GRADUACIÓNCAPACIDAD DE ABSORCIÓN DE LOS AGREGADOS
N° Ensayo: Fecha de Ensayo: 22 de Enero del 2016
Norma:
Agregado:
3118,0
Capacidad de Absorción 2,79
10
NTE INEN 857
RIPIO TRITURADO - Mina Rooka Pelufo
Capacidad de Absorción
1.- Peso Agregado SSS + Recipiente g
2.- Peso Agregado Seco + Recipiente g
3.- Peso del Recipiente g
4.- Peso del Agua g5.- Peso del Agregado Seco g
%
Realizado por:
CHACÓN ESPÍN JONATAN ALEXANDER
TORRES OBANDO FREDDY RICARDO
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
3104,0
TRABAJO DE GRADUACIÓNCAPACIDAD DE ABSORCIÓN DE LOS AGREGADOS
N° Ensayo: Fecha de Ensayo: 22 de Enero del 2016
Norma:
Capacidad de Absorción 2,77
Agregado:
3483,0
3397,0
293,0
86,0
54
11
NTE INEN 857
RIPIO TRITURADO - Mina Rooka Pelufo
Contenido de humedad
1.- Peso Agregado húmedo + Recipiente g
2.- Peso Agregado Seco + Recipiente g
3.- Peso del Recipiente g
4.- Peso del Agua g
5.- Peso del Agregado Seco g
%
Realizado por:
CHACÓN ESPÍN JONATAN ALEXANDER
TORRES OBANDO FREDDY RICARDO
168,0
10,0
1429,0
Capacidad de Absorción 0,70
Norma:
Agregado:
1607,0
1597,0
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
TRABAJO DE GRADUACIÓNCONTENIDO DE HUMEDAD DE LOS AGREGADOS
N° Ensayo: Fecha de Ensayo: 22 de Enero del 2016
12
NTE INEN 857
RIPIO TRITURADO - Mina Rooka Pelufo
Contenido de humedad
1.- Peso Agregado húmedo + Recipiente g
2.- Peso Agregado Seco + Recipiente g
3.- Peso del Recipiente g
4.- Peso del Agua g
5.- Peso del Agregado Seco g
%
Realizado por:
CHACÓN ESPÍN JONATAN ALEXANDER
TORRES OBANDO FREDDY RICARDO
1599,0
168,0
12,0
Fecha de Ensayo:
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
TRABAJO DE GRADUACIÓNCONTENIDO DE HUMEDAD DE LOS AGREGADOS
N° Ensayo: 22 de Enero del 2016
Norma:
Agregado:
1611,0
1431,0
Capacidad de Absorción 0,84
55
13
NTE INEN 857
RIPIO ZARANDEADO - Mina Rooka Pelufo
Gravedad Específica
1.- Masa del recipiente + Agregado en Estado SSS g
2.- Masa del recipiente g
3.- Masa del Agregado en SSS g
4.- Masa de la canastilla sumergida en agua g
5.- Masa del Agregado Sumergido en Agua + Canastilla g
6.- Masa del Agregado en agua g
7.- Volumen desalojado cm³
g/cm³
Realizado por:
CHACÓN ESPÍN JONATAN ALEXANDERTORRES OBANDO FREDDY RICARDO
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
TRABAJO DE GRADUACIÓNPESO ESPECÍFICO DE LOS AGREGADOS
N° Ensayo: Fecha de Ensayo: 25 de Enero del 2016
Norma:
Agregado:
3638
295
3343
1650
3629
1979
1364
Peso Específico del Agregado 2,45
14
NTE INEN 857
RIPIO ZARANDEADO - Mina Rooka Pelufo
Gravedad Específica
1.- Masa del recipiente + Agregado en Estado SSS g
2.- Masa del recipiente g
3.- Masa del Agregado en SSS g
4.- Masa de la canastilla sumergida en agua g
5.- Masa del Agregado Sumergido en Agua + Canastilla g
6.- Masa del Agregado en agua g
7.- Volumen desalojado cm³
g/cm³
Realizado por:
CHACÓN ESPÍN JONATAN ALEXANDERTORRES OBANDO FREDDY RICARDO
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
TRABAJO DE GRADUACIÓNPESO ESPECÍFICO DE LOS AGREGADOS
N° Ensayo: Fecha de Ensayo: 25 de Enero del 2016
Norma:
Agregado:
3646
295
3351
1650
3620
1970
1381
Peso Específico del Agregado 2,43
56
15
NTE INEN 857
RIPIO ZARANDEADO - Mina Rooka Pelufo
Capacidad de Absorción
1.- Peso Agregado SSS + Recipiente g
2.- Peso Agregado Seco + Recipiente g
3.- Peso del Recipiente g
4.- Peso del Agua g5.- Peso del Agregado Seco g
%
Realizado por:
CHACÓN ESPÍN JONATAN ALEXANDER
TORRES OBANDO FREDDY RICARDO
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería CivilTRABAJO DE GRADUACIÓNCAPACIDAD DE ABSORCIÓN DE LOS AGREGADOS
N° Ensayo: Fecha de Ensayo: 25 de Enero del 2016
Norma:
Agregado:
3638,0
3500,0
295,0
138,03205,0
Capacidad de Absorción 4,31
16
NTE INEN 857
RIPIO ZARANDEADO - Mina Rooka Pelufo
Capacidad de Absorción
1.- Peso Agregado SSS + Recipiente g
2.- Peso Agregado Seco + Recipiente g
3.- Peso del Recipiente g
4.- Peso del Agua g5.- Peso del Agregado Seco g
%
Realizado por:
CHACÓN ESPÍN JONATAN ALEXANDER
TORRES OBANDO FREDDY RICARDO
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería CivilTRABAJO DE GRADUACIÓNCAPACIDAD DE ABSORCIÓN DE LOS AGREGADOS
N° Ensayo: Fecha de Ensayo: 25 de Enero del 2016
Norma:
Agregado:
3646,0
3506,0
295,0
140,03211,0
Capacidad de Absorción 4,36
57
17
NTE INEN 857
RIPIO ZARANDEADO - Mina Rooka Pelufo
Contenido de humedad
1.- Peso Agregado húmedo + Recipiente g
2.- Peso Agregado Seco + Recipiente g
3.- Peso del Recipiente g
4.- Peso del Agua g
5.- Peso del Agregado Seco g
%
Realizado por:
CHACÓN ESPÍN JONATAN ALEXANDER
TORRES OBANDO FREDDY RICARDO
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
TRABAJO DE GRADUACIÓNCONTENIDO DE HUMEDAD DE LOS AGREGADOS
N° Ensayo: Fecha de Ensayo: 25 de Enero del 2016
Norma:
Agregado:
1983,0
1918,0
192,0
65,0
1726,0
Capacidad de Absorción 3,77
18
NTE INEN 857
RIPIO ZARANDEADO - Mina Rooka Pelufo
Contenido de humedad
1.- Peso Agregado húmedo + Recipiente g
2.- Peso Agregado Seco + Recipiente g
3.- Peso del Recipiente g
4.- Peso del Agua g
5.- Peso del Agregado Seco g
%
Realizado por:
CHACÓN ESPÍN JONATAN ALEXANDER
TORRES OBANDO FREDDY RICARDO
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
TRABAJO DE GRADUACIÓNCONTENIDO DE HUMEDAD DE LOS AGREGADOS
N° Ensayo: Fecha de Ensayo: 25 de Enero del 2016
Norma:
Agregado:
1992,0
1928,0
192,0
64,0
1736,0
Capacidad de Absorción 3,69
58
3.3.4. Ensayo de densidad aparente suelta y compactada de los agregados
(NTE INEN 858)
Densidad Aparente Suelta: Es la relación entre el peso y el volumen de los
agregados, colocándolos libremente y sin compactarlos en un recipiente con
volumen conocido.
Es importante que la densidad aparente suelta de los agregados, se determine en
estado seco o seco al aire dependiendo del grado de saturación de los poros de las
partículas, de esta forma se obtiene datos más confiables.11
Densidad Aparente Compactada: Se procede de la misma forma que el método
anterior, pero con la diferencia de que se compacta el material con la varilla
“punta de bala” de 16 mm de diámetro, se realiza 3 capas de agregado en el
interior del molde compactándolas con 25 golpes.
Esta información es importante para realizar las conversiones de peso a
volúmenes de los agregados y poder determinar las cantidades de agregado que
requiere para un determinado volumen de hormigón.
11 MEJÍA Lenin. 2013. Hormigones de alta resistencia (f `c = 42 MPa) utilizando agregados del sector de Guayllabamba y cemento campeón Especial – Lafarge. Pag. 86
59
1
NTE INEN 858
Densidad aparente suelta y compactada agregado fino
1.- Masa del recipiente vacío g
2.- Volumen del recipiente cm³
g g
g g
g g
g g
g/cm³ g/cm³
Realizado por:
CHACÓN ESPÍN JONATAN ALEXANDER
TORRES OBANDO FREDDY RICARDO
Suelta Compactada
Promedio 6539 6949
Densidad aparente 1,38 1,52
Masa del ripio
6539 6936
6550 6954
6527 6957
Agregado: ARENA - Mina Rooka Pelufo
2584
2872
Suelto + Recipiente Compactado + Recipiente
N° Ensayo: Fecha de Ensayo: 26 de Enero del 2016
Norma:
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
TRABAJO DE GRADUACIÓNDENSIDAD APARENTE SUELTA Y COMPACTADA DE LOS AGREGADOS
2
NTE INEN 858
Densidad aparente suelta y compactada agregado fino
1.- Masa del recipiente vacío g
2.- Volumen del recipiente cm³
g g
g g
g g
g g
g/cm³ g/cm³
Realizado por:
CHACÓN ESPÍN JONATAN ALEXANDER
TORRES OBANDO FREDDY RICARDO
Suelta Compactada
Promedio 6570 6965
Densidad aparente 1,39 1,53
Masa del ripio
6577 6965
6559 6954
6575 6975
Agregado: ARENA - Mina Rooka Pelufo
2584
2872
Suelto + Recipiente Compactado + Recipiente
N° Ensayo: Fecha de Ensayo: 26 de Enero del 2016
Norma:
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
TRABAJO DE GRADUACIÓNDENSIDAD APARENTE SUELTA Y COMPACTADA DE LOS AGREGADOS
60
3
NTE INEN 858
RIPIO TRITURADO - Mina Rooka Pelufo
Densidad aparente suelta y compactada agregado grueso
1.- Masa del recipiente vacío g
2.- Volumen del recipiente cm³
g g
g g
g g
g g
g/cm³ g/cm³
Realizado por:
CHACÓN ESPÍN JONATAN ALEXANDER
TORRES OBANDO FREDDY RICARDO
Suelta Compactada
Promedio 26567 28400
Densidad aparente 1,26 1,39
Masa del ripio
26800 28600
26300 28400
26600 28200
Agregado:
8500
14350
Suelto + Recipiente Compactado + Recipiente
N° Ensayo: Fecha de Ensayo: 26 de Enero del 2016
Norma:
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
TRABAJO DE GRADUACIÓNDENSIDAD APARENTE SUELTA Y COMPACTADA DE LOS AGREGADOS
4
NTE INEN 858
RIPIO TRITURADO - Mina Rooka Pelufo
Densidad aparente suelta y compactada agregado grueso
1.- Masa del recipiente vacío g
2.- Volumen del recipiente cm³
g g
g g
g g
g g
g/cm³ g/cm³
Realizado por:
CHACÓN ESPÍN JONATAN ALEXANDER
TORRES OBANDO FREDDY RICARDO
Suelta Compactada
Promedio 26433 28567
Densidad aparente 1,25 1,40
Suelto + Recipiente Compactado + Recipiente
Masa del ripio
26600 28700
26400 28600
26300 28400
Norma:
Agregado:
8500
14350
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
TRABAJO DE GRADUACIÓNDENSIDAD APARENTE SUELTA Y COMPACTADA DE LOS AGREGADOS
N° Ensayo: Fecha de Ensayo: 26 de Enero del 2016
61
5
NTE INEN 858
RIPIO ZARANDEADO - Mina Rooka Pelufo
Densidad aparente suelta y compactada agregado grueso
1.- Masa del recipiente vacío g
2.- Volumen del recipiente cm³
g g
g g
g g
g g
g/cm³ g/cm³
Realizado por:
CHACÓN ESPÍN JONATAN ALEXANDER
TORRES OBANDO FREDDY RICARDO
Suelta Compactada
Promedio 27767 29467
Densidad aparente 1,34 1,46
Suelto + Recipiente Compactado + Recipiente
Masa del ripio
28000 29500
27400 29300
27900 29600
Norma:
Agregado:
8500
14350
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
TRABAJO DE GRADUACIÓNDENSIDAD APARENTE SUELTA Y COMPACTADA DE LOS AGREGADOS
N° Ensayo: Fecha de Ensayo: 26 de Enero del 2016
6
NTE INEN 858
RIPIO ZARANDEADO - Mina Rooka Pelufo
Densidad aparente suelta y compactada agregado grueso
1.- Masa del recipiente vacío g
2.- Volumen del recipiente cm³
g g
g g
g g
g g
g/cm³ g/cm³
Realizado por:
CHACÓN ESPÍN JONATAN ALEXANDER
TORRES OBANDO FREDDY RICARDO
Suelta Compactada
Promedio 27600 29333
Densidad aparente 1,33 1,45
Suelto + Recipiente Compactado + Recipiente
Masa del ripio
27800 29200
27400 29300
27600 29500
Norma:
Agregado:
8500
14350
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
TRABAJO DE GRADUACIÓNDENSIDAD APARENTE SUELTA Y COMPACTADA DE LOS AGREGADOS
N° Ensayo: Fecha de Ensayo: 26 de Enero del 2016
62
3.3.5. Ensayo de densidad aparente máxima y óptima de los agregados
(Departamento de Ensayo de Materiales UCE)
Densidad aparente máxima.- Es la máxima densidad que se puede lograr
obtener de la mezcla de agregado grueso y de agregado fino, de forma
compactada, determinándose así el porcentaje de cada agregado en dicha mezcla.
La importancia de obtener este resultado es que se puede combinar los agregados
en las mejores proporciones que permita el material para obtener el máximo
rendimiento de los mismos, tanto en las propiedades del hormigón freso como en
el hormigón endurecido y por ende en la economía del hormigón.
Densidad óptima.- La densidad óptima es una densidad con un porcentaje menor
que la densidad aparente máxima y se obtiene disminuyendo al porcentaje
máximo de agregado fino, y aumentando un porcentaje de agregado grueso.
Mientras mejor sea la granulometría de los agregados, mejor será el rendimiento
tanto en resistencia, trabajabilidad y en costos, ya que los materiales que no
contengan mucha variedad de tamaño en sus partículas demandan mayor cantidad
de pasta–cemento para llenar los vacíos que estos dejan ya que la pasta debe
rodear y unir a las partículas y llenar dichos vacíos, por lo que el volumen de
pasta está relacionado con la distribución de tamaños de las partículas. Si las
partículas de los agregados fuesen esferas de distinto diámetro, caso ideal, esto
demandaría una mínima cantidad de cemento a utilizarse. Los agregados fino y
grueso ocupan cerca del 60 % al 75 % del volumen del hormigón (70 % a 85 % de
la masa) e influyen fuertemente en las propiedades tanto en estado fresco como
endurecido, en las proporciones de la mezcla y en la economía del hormigón.12
12 BERMUDEZ Dario, CADENA Hugo. 2013. 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. Pag. 64
63
1
Ensayo de materiales UCE
Arena y Ripio Triturado - Mina Rooka Pelufo - Latacunga
Densidad óptima de los agregados
Resultados: g/cm³
g/cm³
%
%
Realizado por:
CHACÓN ESPÍN JONATAN ALEXANDER
TORRES OBANDO FREDDY RICARDO
% óptimo de Ripio 69
Densidad Aparente Máxima 1,76
Densidad Óptima 1,73
% óptimo de Arena 31
25,00 1,7460,0 40 40,0 26,7 5,13 33,50
24,70 1,72
65,0 35 40,0 21,5 4,40 33,80 25,30 1,76
70,0 30 40,0 17,1 3,81 33,20
23,80 1,66
75,0 25 40,0 13,3 3,33 32,40 23,90 1,67
80,0 20 40,0 10,0 5,56 32,30
90,0 10 40,0 4,4 4,44 30,60 22,10 1,54
100 0 40,0 0,0 0,00
Masa de la
Mezcla (kg)
Densidad
Aparente (g/cm³)Ripio Arena Ripio Arena
Agregados:
MEZCLA (%) MASA (kg) Añadir
Arena (kg)
Masa del Recip.
+ Mezcla (kg)
DENSIDAD APARENTE MÁXIMA Y ÓPTIMA DE LOS AGREGADOS
N° Ensayo: Fecha de Ensayo: 27 de Enero del 2016
Norma:
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
TRABAJO DE GRADUACIÓN
1,20
1,40
1,60
1,80
Den
sida
d
CURVA DE DENSIDAD APARENTE ÓPTIMA VS % DE MEZCLA
4%
1,73
Densidad máxima
Densidad óptima
1,76
100 90 80 75 70 65 60 55 50 45 Ripio0 10 20 25 30 35 40 45 50 55 Arena
% MEZCLA
64
2
Ensayo de materiales UCE
Arena y Ripio Zarandeado - Mina Rooka Pelufo - Latacunga
Densidad óptima de los agregados
Resultados: g/cm³
g/cm³
%
%
Realizado por:
CHACÓN ESPÍN JONATAN ALEXANDER
TORRES OBANDO FREDDY RICARDO
% óptimo de Ripio 74
Densidad Aparente Máxima 1,71
Densidad Óptima 1,68
% óptimo de Arena 26
23,50 1,6465,0 35 40,0 21,5 4,40 32,00
24,10 1,68
70,0 30 40,0 17,1 3,81 33,00 24,50 1,71
75,0 25 40,0 13,3 3,33 32,60
1,56
80,0 20 40,0 10,0 5,56 32,20 23,70 1,65
90,0 10 40,0 4,4 4,44 30,90 22,40
Densidad
Aparente (g/cm³)Ripio Arena Ripio Arena
100 0 40,0 0,0 0,00
Norma:
Agregados:
MEZCLA (%) MASA (kg) Añadir
Arena (kg)
Masa del Recip.
+ Mezcla (kg)
Masa de la
Mezcla (kg)
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
TRABAJO DE GRADUACIÓNDENSIDAD APARENTE MÁXIMA Y ÓPTIMA DE LOS AGREGADOS
N° Ensayo: Fecha de Ensayo: 28 de Enero del 2016
1,20
1,40
1,60
1,80
Den
sida
d
CURVA DE DENSIDAD APARENTE ÓPTIMA VS % DE MEZCLA
4%
1,68
Densidad máxima
Densidad óptima
1,71
100 90 80 75 70 65 60 55 50 45 Ripio0 10 20 25 30 35 40 45 50 55 Arena
% MEZCLA
65
3.3.6. Estudio granulométrico de los agregados (NTE INEN 696)
Para obtener mezclas de mejores cualidades depende en gran manera de la
distribución granulométrica de los agregados ya que si se tiene una correcta
graduación de los mismos, se puede conseguir una máxima masa unitaria de ripio
y arena, esto permite que las partículas de menor tamaño ocupen los espacios
vacíos y reduce al mínimo la porosidad, minimizando la cantidad necesaria de
cemento ya que éste es el elemento más costoso del hormigón, mejorando la
trabajabilidad de la mezcla y además mejorando su resistencia mecánica.
La granulometría es la determinación del porcentaje de los distintos tamaños de
las partículas que constituyen cada uno de los agregados, de acuerdo a los tamices
correspondientes. Determinando además el tamaño máximo y mínimo de
agregados. La importancia de este análisis radica en evitar que una mala
distribución granulométrica nos perjudique en la calidad del hormigón, por la gran
cantidad de vacíos que podríamos tener, resultando un hormigón excesivamente
caro por la gran cantidad de pasta requerida.13
Si fuera el caso necesario se optaría por adicionar un agregado de tamaño
diferente en base al análisis granulométrico.
Para realizar este ensayo se debe hacer pasar los agregados, por una serie de
tamices (Serie de Abrams) ordenados en forma descendente para que funcione
como filtro y retenga el material en cada uno de los tamaños de aberturas de
tamices.
En este estudio encontraremos la mejor opción entre el ripio triturado y ripio
zarandeado, en base a los análisis de granulometría y otros se determinarán las
diferencias en costos y calidad al utilizar ambos agregados correspondientes de la
misma mina.
13 http://tesis.uson.mx/digital/tesis/docs/7321/Capitulo4.pdf
66
1 Fecha de Ensayo:28 de Enero del 2016
NTE INEN 696
Arena - Mina Rooka Pelufo
Granulometría del agregado fino
MASA INIC.( g ) : 500,90
RETENIDO % % LIMITES
PARCIAL ACUMULADO RETENIDO PASA ESPECIFIC.
3/8" 5,70 5,70 1,1 98,9 100
No. 4 36,10 41,80 8,3 91,7 95 - 100
No. 8 86,10 127,90 25,5 74,5 80 - 100
No. 16 51,30 179,20 35,8 64,2 50 - 85
No. 30 85,30 264,50 52,8 47,2 25 - 60
No. 50 63,30 327,80 65,4 34,6 5 - 30
No. 100 81,70 409,50 81,8 18,2 0 - 10
No. 200 47,40 456,90 91,2 8,8
BANDEJA 44,00 500,90 100,0 0,0
Modulo de Finura 2,71
Realizado por:
CHACÓN ESPÍN JONATAN ALEXANDER
TORRES OBANDO FREDDY RICARDO
Norma:
Agregados:
TAMIZ
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
TRABAJO DE GRADUACIÓNESTUDIO GRANULOMÉTRICO DE LOS AGREGADOS
N° Ensayo:
0,0
10,0
20,0
30,0
40,0
50,0
60,0
70,0
80,0
90,0
100,0
3/8"No. 4No. 8No. 16No. 30No. 50No. 100
% Q
UE P
AS
A
TAMIZ
CURVA GRANULOMETRICA
% Pasa Límites Especificación
TENDENCIA AL FINO
TENDENCIA AL GRUESO
67
2 Fecha de Ensayo: 29 de Enero del 2016
NTE INEN 696
Ripio Triturado - Mina Rooka Pelufo
Granulometría del agregado grueso
MASA INIC.( g )
RETENIDO % % LIMITES
PARCIAL ACUMULADO RETENIDO PASA ESPECIFIC.
2" 0 0 0 100
1 1/2'' 0 0 0 100 100
1" 223 223 2 98 90-100
3/4" 4223 4446 41 59 20-55
1/2" 4996 9442 87 13 0-10
3/8" 1106 10548 97 3 0-5
No 4 188 10736 99 1
No 8 30 10766 99 1
No 16 13 10779 99 1
BANDEJA 110 10889 100 0
Modulo de Finura 7,3
Realizado por:CHACÓN ESPÍN JONATAN ALEXANDER
TORRES OBANDO FREDDY RICARDO
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
TRABAJO DE GRADUACIÓNESTUDIO GRANULOMÉTRICO DE LOS AGREGADOS
N° Ensayo:
Norma:
Agregados:
10889
TAMIZ
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
1 1/2''1"3/4"1/2"3/8"
% Q
UE P
AS
A
TAMIZ
CURVA GRANULOMÉTRICA
Series1 Series2
68
3 Fecha de Ensayo: 29 de Enero del 2016
NTE INEN 696
Ripio Zarandeado - Mina Rooka Pelufo
Granulometría del agregado grueso
MASA INIC.( g )
RETENIDO % % LIMITES
PARCIAL ACUMULADO RETENIDO PASA ESPECIFIC.
2" 0 0 0 100
1 1/2'' 381 381 3 97 100
1" 544 925 8 92 90-100
3/4" 1474 2399 20 80 40-85
1/2" 2833 5232 43 57 10-40
3/8" 2507 7739 63 37 0-15
No 4 3300 11039 90 10 0-5
No 8 419 11458 94 6
No 16 78 11536 94 6
BANDEJA 700 12236 100 0
M.F. 6,6
Realizado por:CHACÓN ESPÍN JONATAN ALEXANDER
TORRES OBANDO FREDDY RICARDO
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
TRABAJO DE GRADUACIÓNESTUDIO GRANULOMÉTRICO DE LOS AGREGADOS
N° Ensayo:
Norma:
Agregados:
12236
TAMIZ
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
1 1/2''1"3/4"1/2"3/8"
% Q
UE P
AS
A
TAMIZ
CURVA GRANULOMÉTRICA
Series1 Series2
69
3.4. Resumen de propiedades
%
Pulg.
g/cm³
g/cm³
%
%
%
%
g/cm³
g/cm³
g/cm³
g/cm³
g/cm³
g/cm³
%
%
g/cm³
%
min
min
Realizado por:
CHACÓN ESPÍN JONATAN ALEXANDER
TORRES OBANDO FREDDY RICARDO
3,73
Coeficiente de Uniformidad 0,195 0,185
Densidad aparente compactada Arena
Contenido de humedad Arena
Densidad aparente suelta Ripio 1,26 1,34
Capacidad de absorción Arena
Contenido de humedad Ripio 0,77
6,60
2,34
1,25
8,39
29,3
Tiempo de fraguado inicial 55
Densidad aparente máxima 1,76 1,71
Tiempo de fraguado final 350
Densidad del cemento 2,77
Densidad aparente óptima 1,73 1,68
Porcentaje de Ripio 69,00 74,00
Porcentaje de Arena 31,00 26,00
ENSAYOS DEL CEMENTO HOLCIM
Consistencia normal del cemento
Densidad aparente compactada Ripio 1,39 1,46
Densidad aparente suelta Arena
1,52
1,38
Peso específico Arena
Capacidad de absorción Ripio 2,78 4,34
Colorimetría
Peso específico Ripio 2,49 2,44
Modulo de Finura de la Arena 2,71
Modulo de Finura del Ripio 7,30
Figura 2
Tamaño Nominal Máximo 1" 1 1/2"
Abrasión 31,91 32,18
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
TRABAJO DE GRADUACIÓN
RESUMEN DE PROPIEDADES
ENSAYOS DE LOS
AGREGADOS
AGREGADO
TRITURADO
AGREGADO
ZARANDEADO
70
CAPÍTULO IV
4. DISEÑO DE MEZCLAS DE PRUEBA
La dosificación de una mezcla de hormigón consiste en determinar la
combinación más económica y eficiente de los agregados según las características
de los mismos, determinando las proporciones óptimas de los materiales a fin de
elaborar una mezcla con un buen grado de trabajabilidad, que después de
endurecerse adquiera las características de resistencia y durabilidad requerida para
una determinada construcción.
Para poder encontrar las proporciones óptimas, se debe realizar la mezcla de
prueba que será calculada de acuerdo a las propiedades de los materiales y
principios básicos de diseño. De acuerdo a los resultados que presenta dicha
mezcla, se puede realizar las correcciones necesarias para preparar la mezcla
definitiva. En nuestro caso, las exigencias principales que debe tener la
dosificación son la resistencia, durabilidad y al menor costo.
En esta investigación se realizó el diseño de dos tipos de mezclas, donde la
diferencia radica en el agregado grueso, ya que la arena es la misma para ambos
casos. Todas las propiedades de los materiales necesarias para el diseño de
hormigón se establecieron en el capítulo III, con lo cual se realiza una
dosificación de hormigón que brinde resultados fiables.
4.1. Métodos de diseño para mezclas
El objetivo fundamental del diseño de mezclas es encontrar una dosificación que
utilice la menor cantidad de cemento, si se plantea un mal proporcionamiento de
los agregados puede existir consecuencias negativas como: mayor e innecesario
costo, exceso de agua de exudación, mayor cantidad de aire y por tanto mayor
volumen de vacíos que harán que el hormigón endurecido sea más vulnerable a la
humedad.
71
Se han realizado gran cantidad de trabajos relacionados con los aspectos teóricos
del diseño de mezclas, en buena parte permanece como un procedimiento
empírico. Y aunque hay muchas propiedades importantes del hormigón, la mayor
parte de procedimientos de diseño, están basados principalmente en lograr una
resistencia a compresión para una edad especificada así como una trabajabilidad
apropiada. Además es asumido que si se logran estas dos propiedades las otras
propiedades del hormigón también serán satisfactorias (excepto la resistencia al
congelamiento y deshielo u otros problemas de durabilidad tales como resistencia
al ataque químico).14
Existen varios métodos de diseños de mezclas para lograr obtener una
dosificación que cumpla con los requerimientos característicos del hormigón a
elaborar; en nuestro caso consideramos la realización del diseño de mezcla en
base a dos métodos como son:
Método ACI (American Concrete Institute)
Método de la Densidad Óptima
Consideramos las propiedades de los materiales estudiadas en el Capítulo III del
presente trabajo, agregados provienen de la mina de “Rooka Pelufo”, se utilizó el
cemento Holcim GU y agua potable, para la elaboración de las mezclas de prueba
y definitivas.
4.1.1. Método ACI15
El método A.C.I. (American Concrete Institute) (2011) propone un procedimiento
para encontrar las proporciones en que deben mezclarse los componentes para
fabricar hormigón, el cual consiste en el uso de tablas donde se han establecido las
cantidades de dichos elementos en función de las características impuestas. Las
relaciones están basadas en experiencias de laboratorio con materiales de uso
común y su aplicación solo pretende ser una primera aproximación en el cálculo
14 http://itacanet.org/esp/construccion/concreto/dise%C3%B1o%20de%20mezclas.pdf 15 Ing. CAMANIERO Raúl, Dosificación de Mezclas. Método de diseño de mezclas propuesto por el ACI (American Concrete Institute), Pág. 40-49.
72
de la dosificación para que produzca un hormigón de determinadas características.
Los modificaciones finales deben realizarse en mezclas de prueba en las que,
experimentalmente, se obtengan las cantidades finales del hormigón en las
condiciones impuestas, tanto cuando está en estado plástico como cuando está
endurecido.
Las tablas valoradas que se utilizan para el diseño son las siguientes:
Tabla 3-1: Asentamientos recomendados para varios tipos de construcción
TIPO DE CONSTRUCCIÓN ASENTAMIENTO (MM)
MÁXIMO MÍNIMO
Fundaciones, paredes, zapatas
reforzadas y muros 80 20
Zapatas simples, caissons y
muros de subestructura 80 20
Losas, vigas y paredes
reforzadas 100 20
Columnas de edificios 100 20
Pavimentos 80 20
Construcción en masa 50 20 Fuente: Ing. CAMANIERO Raúl, Dosificación de Mezclas. Pág. 41
Nota: Estos asentamientos se pueden incrementar de acuerdo al aditivo empleado,
a condición de que se mantenga constante la relación agua/cemento o agua-
material cementante, para esto hay que tomar en cuenta el agua que contenga el
aditivo. No es aplicable para hormigón autonivelante (con superfluidificantes). La
compactación o consolidación del hormigón debe realizarse mediante vibradores
de alta frecuencia.
Observaciones.- Ésta tabla recomienda los asentamientos máximos y mínimos,
medidos en el Cono de Abrams, para los tipos de estructura más comunes. Aun
cuando los asentamientos, como medida indirecta de la trabajabilidad de las
mezclas, no forma parte de los Reglamentos de Construcción, se pueden encontrar
recomendaciones para los tipos de obras más comunes en diferentes tratados sobre
este tema y en todo caso, es el calculista de la estructura quien debería imponer
esta condición, en base a su experiencia personal. A falta de esos datos, los de esta
73
tabla pueden servir como guía. Hay que recordar que se debe emplear las mezclas
más consistentes (menor asentamiento) que permitan un adecuado colado y
compactación en obra. Las mezclas muy húmedas producen segregación, falta de
homogeneidad y poca resistencia a la intemperie.
Por otro lado, las mezclas con muy poca cantidad de humedad son difíciles de
manejar, requieren un enorme trabajo para manipularlas y también pueden sufrir
segregación al faltarles adherencia con el mortero, por eso, la tabla recomienda
valores máximos y mínimos.
Tabla 3.2: Tamaño máximo del agregado, recomendado para varios tipos de
construcción
TAMAÑO MÁXIMO DEL AGREGADO (mm)
Dimensión
mínima de la
sección (A)
mm
Paredes vigas
y columnas
reforzadas
Muro sin
refuerzo
Losas
fuertemente
armadas
Losas
ligeramente
armadas
60 a 130 13 a 19 20 20 a 25 19 a 38
150 a 280 19 a 38 38 38 38 a 76
300 a 740 38 a 76 76 38 a 76 76
750 o más 38 a 76 150 38 a 76 76 a 150 Fuente: Ing. CAMANIERO Raúl, Dosificación de Mezclas. Pág. 42
El tamaño máximo de las partículas está generalmente condicionado por la
sección transversal de la estructura: un quinto de la menor dimensión de la
sección transversal; tres cuartos del espacio libre entre hierros; un tercio del
peralte de la losa o el recubrimiento de los hierros. Para resistencias a la
compresión bajas y para que la mezcla sea económica, es conveniente emplear el
tamaño más grande que nos permitan esas limitaciones y el equipo disponible en
la obra, pues a igualdad de volumen, las partículas más grandes tienen menor
superficie para ser recubierta por la pasta agua/cemento. Para resistencias medias
(entre 25 y 40 MPa) es más conveniente utilizar agregados de no más de 25 mm
de tamaño nominal, independiente de las dimensiones de la sección transversal de
la estructura.
74
Para hormigones de elevadas resistencias a la compresión (mayores a 40 MPa), la
adherencia de la pasta con los agregados adquiere enorme importancia; la
economía de la mezcla pasa a un segundo plano. En estos casos es necesario
aumentar la superficie de adherencia, especialmente de las partículas del agregado
grueso reduciendo su tamaño nominal a menos de 25 mm y sus superficies deben
ser rugosas, es decir obtenidas por trituración de las rocas.
Tabla 3.3: Cantidades aproximadas de agua de mezclado que se requiere para
diferentes asentamientos y tamaños máximos de agregado grueso
Asentamiento (mm)
Agua: litros por m³ de hormigón para los tamaños
máximos de grava indicados en mm.
10 12,5 20 25 38 50 70 150
Hormigón sin Aire Incluido
20 a 50 205 200 185 180 160 155 145 125
80 a 100 225 215 200 195 175 170 160 140
150 a 180 240 230 210 205 185 180 170 …
Cantidad aproximada de
aire atrapado, (%) 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0,3 0,2
Hormigón con Aire Incluido
20 a 50 180 175 165 160 145 140 135 120
80 a 100 200 190 180 175 160 155 150 135
150 a 180 215 205 190 185 170 165 160 …
Contenido de aire total promedio recomendado para el nivel de exposición
(%)
Benigno 4,5 4,0 3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0
Moderado 6,0 5,5 5,0 4,5 4,5 4,0 3,5 3,0
Riguroso 7,5 7,0 6,0 6,0 5,5 5,0 4,5 4,0 Fuente: Ing. CAMANIERO Raúl, Dosificación de Mezclas. Pág. 43
Las cantidades de agua de mezclado dadas para hormigón con aire incluido
están basadas en requisitos de contenido de aire total típicos como se muestran
para "exposición moderada" en la tabla de arriba. Estas cantidades de agua de
mezclado deben usarse para calcular los contenidos de cemento para mezclas
de prueba que se encuentre a temperaturas de 20 hasta 25 °C. Son las máximas
para agregados angulares razonablemente bien formados graduados dentro de
los límites de especificaciones aceptadas. El agregado grueso redondeado
generalmente requerirá 18 kg. menos de agua para hormigón sin inclusión de
75
aire y 15 kg. menos para hormigón con inclusión de aire. Los aditivos
empleados como reductores de agua, ASTM C 494, también pueden reducir el
agua de mezclado en 5 % o más. El volumen de los aditivos líquidos es
incluido como parte del volumen total del agua de mezclado.
Los valores de asentamiento para hormigón que contiene agregados mayores a
40 mm, están basados en ensayos de asentamiento realizados después de
retirar las partículas mayores a 40 mm por tamizado húmedo.
Estas cantidades de agua de mezclado deben usarse para calcular los factores
cemento para mezclas de prueba cuando se usan normalmente tamaños
máximos de agregado de 75 mm o 150 mm. Son promedios para agregados
gruesos bien formados, bien graduados desde los gruesos hasta los finos.
Recomendaciones adicionales para contenido de aire y tolerancias necesarias
en el contenido de aire para control en el campo están dadas en un número de
documentos, incluyendo ACI 201, 345, 318, 301 y 302. El ASTM C94 para
hormigón premezclado también da límites de contenido de aire. Los requisitos
que se dan en otros documentos pueden no siempre estar de acuerdo, de
manera que, al dosificar hormigón deben tomarse consideraciones para
seleccionar un contenido de aire que cumpla con las necesidades de la obra y
también cumpla las especificaciones aplicables.
Para hormigón que contenga agregados grandes que serán tamizados en
húmedo sobre el tamiz de 40 mm. antes de ensayarlo para contenido de aire, el
contenido de aire esperado en el material más pequeño que 40 mm. deberá ser
el tabulado en la columna de 40 mm. Sin embargo los cálculos de las
proporciones iníciales deberán incluir el contenido de aire como un porcentaje
del total.
Al usar granulados grandes en hormigón con bajo factor cemento, la inclusión
de aire no requiere ser perjudicial para la resistencia. En la mayoría de los
casos los requerimientos de agua se reducen suficientemente para mejorar la
relación agua/cemento y así compensar el efecto de reducción de resistencia
76
del hormigón con aire incorporado. Generalmente entonces para estos tamaños
nominales grandes de agregado, los contenidos de aire recomendados para
exposiciones extremas deberán ser considerados aun cuando pueda haber muy
poca o ninguna exposición a humedecimiento y congelación.
Estos valores están basados en el criterio de que el nueve por ciento de aire se
necesita en la fase de mortero del hormigón. Si el volumen de mortero fuera
sustancialmente diferente del determinado en esta práctica recomendada,
podría ser deseable calcular el contenido de aire necesario tomando el nueve
por ciento del volumen de mortero real.
Observaciones.- La cantidad de agua por metro cúbico de hormigón para
producir una mezcla de la consistencia deseada, depende de varios factores: el
tamaño máximo de las partículas, su forma y textura, graduación de los dos
agregados, de la cantidad de cemento y del aire atrapado accidentalmente o
incluido a propósito.
Las cantidades de agua indicadas en esta tabla, son suficientemente aproximadas
para agregados bien graduados y de formas angulares prismáticas (piedra
triturada) y cuando se emplea arena natural de partículas redondeadas. Si no se
obtiene el asentamiento deseado y se requiere más agua, significa que los
agregados tienen una forma y/o graduación desfavorable: formas alargadas o
lajosas, superficies muy rugosas y porosas y curva granulométrica que tienda al
límite de los finos. En estos casos, se debe añadir pasta agua/cemento en la
proporción indicada por la relación agua/cemento, de manera de mantenerla
constante.
El autor recomienda que se siga el procedimiento arriba indicado, aun cuando en
ensayos de laboratorio se obtengan resistencias sobre las especificadas, para
asegurarnos contra la falta de uniformidad de los materiales en la obra y otros
factores imprevistos, es decir, en ningún caso se debe añadir solamente agua a la
mezcla.
77
Si se emplean cantos rodados, las partículas redondeadas y lisas requieren menos
agua que la indicada en la tabla. En estos casos se aconseja no disminuir la
cantidad de cemento, para compensar la menor superficie de adherencia de la
pasta con el agregado y otros factores negativos. Por ejemplo, si se tiene un canto
rodado ("grava") y un agregado angular prismático ("ripio"), ambos similarmente
graduados y de buena calidad, generalmente producirán hormigones de
aproximadamente la misma resistencia a la compresión para el mismo factor
cemento y el mismo asentamiento, a pesar de tener diferente cantidad de agua por
metro cúbico, lo que implica diferente relación agua/cemento (menor para el
hormigón con grava).
Tabla 3.4: Relaciones agua/cemento máximas permisibles para hormigón en
condiciones de exposición severa (si)*
Tipo de estructura
Estructura continua o
frecuentemente húmeda y
expuesta a congelación y
deshielo**
Estructura puesta a agua
de más o sulfatos
Secciones delgadas
(pasamanos, umbrales,
losetas, obras
ornamentales) y
secciones con menos de 5
mm de recubrimiento del
acero
0,45 0,40***
Todas las estructuras 0,50 0,45*** Fuente: Ing. CAMANIERO Raúl, Dosificación de Mezclas. Pág. 45
* Basada en ACI 201.2R.
** El hormigón también debe tener aire incorporado.
*** Si se emplea un cemento resistente a los sulfatos (Tipo II o Tipo V de ASTM
C 150) la relación agua/cemento permisible puede ser incrementada en 0,05.
Nota del Autor: Si se emplean cementos compuestos como el portland
puzolánico tipo IP (ASTM C 595, INEN 490), la relación agua/cemento debe
seleccionarse en base a las exigencias de resistencia a la compresión y
78
trabajabilidad, para cualquier tipo de obra, si las condiciones de exposición
ambiental no son muy severas, pues estos cementos, por las adiciones minerales
activas, contrarrestan los ataques químicos como la acción de los sulfatos y la
reactividad álcali-sílice moderadas.
Observaciones.- La relación agua/cemento debe seleccionarse de acuerdo a las
exigencias de resistencia a la compresión promedio requerida (f'cr) y de las
condiciones de exposición ambiental. La calidad del hormigón de una estructura
depende, no solamente de su resistencia a los esfuerzos de compresión y corte,
sino también de su "durabilidad" o resistencia a la acción de agentes atmosféricos
y otros agentes agresivos.
Para cuidar la resistencia a los agentes atmosféricos u otras solicitaciones,
frecuentemente se incluye entre las condiciones de diseño, un "factor cemento"
mínimo, es decir una cantidad mínima de cemento por cada metro cúbico de
hormigón. Sabemos que la resistencia y durabilidad de un hormigón dependen de
muchos factores, incluyéndose entre ellos la forma de mezclar, colocar en obra,
compactación, temperatura y tiempo de curado, calidad de los ingredientes, etc. Si
todas estas variables están adecuadamente controladas, las características de
resistencia y durabilidad dependen, casi exclusivamente, de la calidad de la pasta
agua/cemento.
La Tabla No 3-4 nos indica cuales deben ser las relaciones agua/cemento
máximas permisibles para diferentes condiciones de exposición y tipos de obras.
En muchos casos, esta exigencia prevalecerá sobre la de la resistencia a la
compresión.
Cuando el hormigón vaya a estar expuesto a la acción de aguas saladas o
sulfatadas, o suelos con sulfatos, se recomienda emplear cementos resistentes a
los sulfatos como el tipo V o por lo menos el tipo II. Pero, si no hay esta
posibilidad, la adición de aire y/o una relación agua/cemento baja utilizando el
cemento tipo I o tipo IP, puede producir un hormigón que soporte esas
condiciones.
79
Tabla 3.5: Resistencia a la compresión del hormigón basada en la relación
agua/material cementante (*)
Resistencia a la compresión
a los 28 días - MPa
Relación agua/material cementante en masa
Hormigón sin aire
incluido
Hormigón con aire
incluido
45 0,43 …
40 0,46 …
35 0,50 0,35
30 0,54 0,43
25 0,58 0,48
22 0,60 0,53
Fuente: Ing. CAMANIERO Raúl, Dosificación de Mezclas. Pág. 46
Éstas son resistencias promedio para hormigones que contengan no más que los
porcentajes de aire atrapado o aire total incluido indicados en la Tabla No 3-3.
Para una relación Agua/Cemento constante, la resistencia del hormigón disminuye
cuando el contenido de aire aumenta. Para contenidos de aire mayores que los de
la Tabla No 3-3 las resistencias serán proporcionalmente menores que las
indicadas en esta tabla.
Las resistencias están basadas en ensayos de compresión de probetas cilíndricas
de 150 x 300 mm (6 x 12 pulgadas), curadas húmedas bajo condiciones estándar
durante 28 días (A.S.T.M. C 31, C 39, C 192) y tamaños máximos del granulado
de 20 a 38 mm.
Si se impone un factor de cemento mínimo y este es mayor que el obtenido según
el procedimiento indicado más arriba, se debe calcular la relación A/C con el
factor impuesto y encontrar en la Tabla No 3-5 la resistencia que se espera
obtener.
80
La selección de las proporciones debe basarse en cualquiera de las condiciones
impuestas: condiciones de exposición ambiental, resistencia a la compresión o
factor cemento; la que requiera la menor relación A/C.
El laboratorio de Ensayo de Materiales de la Universidad Central del Ecuador
pone a consideración la siguiente tabla, la cuál puede ser una guía para el
diseñador de mezclas.
Los valores expuestos son de Resistencia a la Compresión a los 28 días que se
puede obtener en función de la relación agua/cemento del hormigón con y sin
incorporadores de aire. Los datos presentados requieren de verificación la cual
debe realizarse en mezclas de prueba.
Tabla 3.6: Volumen aparente seco y compactado de granulado grueso por unidad
de volumen de hormigón (*).
Volumen Aparente de la Grava Seca y
Compactada para diferentes Módulos de
Finura de la Arena (m³)
Tamaño máximo de la
grava (mm) 2,4 2,5 2,6 2,7 2,8 2,9 3,0
10,0 0,50 0,49 0,48 0,47 0,46 0,45 0,44
12,5 0,59 0,58 0,57 0,56 0,55 0,54 0,53
20,0 0,66 0,65 0,64 0,63 0,62 0,61 0,60
25,0 0,71 0,70 0,69 0,68 0,67 0,66 0,65
38,0 0,76 0,75 0,74 0,73 0,72 0,71 0,70
50,0 0,78 0,77 0,6 0,75 0,74 0,73 0,72
70,0 0,81 0,80 0,79 0,78 0,77 0,76 0,75
150,0 0,87 0,86 0,85 0,84 0,83 0,82 0,81 Fuente: Ing. CAMANIERO Raúl, Dosificación de Mezclas. Pág. 48
Las cantidades representan el volumen aparente, compactado del agregado grueso
seco al aire ambiente que se obtiene de acuerdo al método de ensayo A.S.T.M. C
29. Estos valores se han obtenido de relaciones empíricas para producir
hormigones con una trabajabilidad adecuada para construcciones reforzadas
comunes. Para mezclas que requieran menos plasticidad como la empleada en la
construcción de pavimentos, los volúmenes de agregado grueso se pueden
81
incrementar en alrededor de un 10%. Para hormigón transportado por bombas, en
donde se requiere mayor manejabilidad, los valores se deben reducir en un
porcentaje que depende del equipo empleado.
Observaciones.- La mínima cantidad de agua de mezclado y la máxima
resistencia se obtienen, para determinados granulados, cuando se emplea la mayor
cantidad de grava (para resistencias medias), siempre que la mezcla tenga una
buena trabajabilidad y las condiciones de colocación en obra sean adecuadas. Esta
cantidad se puede determinar, con más eficacia, analizando los materiales en el
laboratorio con sólo un ajuste final en el campo.
Para obras de importancia secundaria y en ausencia de datos de laboratorio, se
puede estimar, con un buen grado de aproximación, las proporciones óptimas para
agregados graduados dentro de los límites de las especificaciones, tomando las
relaciones empíricas de la Tabla No 3-6.
Se puede esperar que, con granulados de tamaño, forma y granulometría
semejantes, se obtengan mezclas de trabajabilidad parecida, si se utiliza el mismo
volumen aparente de grava compactada por unidad de volumen de hormigón.
En el caso de granulados diferentes, especialmente de aquellos que tienen formas
de partículas diferentes, la utilización de un mismo volumen de grava da lugar a
diferentes contenidos de vacíos. Por ejemplo, los granulados angulares (piedra
triturada) tienen un contenido de vacíos mayor y por tanto requieren mayor
cantidad de mortero que los granulados redondeados (cantos rodados).
En este procedimiento de diseño no se refleja la variación de la graduación que
tienen los diferentes tamaños nominales de agregados (tamaños máximos),
excepto por el diferente contenido de vacíos. Sin embargo para gravas cuya
granulometría está dentro de los límites de la especificación, esta omisión es
probablemente de escasa importancia práctica.
Hay que notar que la cantidad de grava es también función del tamaño de las
partículas de la arena (reflejado en el módulo de finura). Mientras más gruesa es
82
la arena, menor cantidad de grava se requiere. La relación es además lineal y en
caso necesario se pueden interpolar los valores.
4.1.2. Método de densidad óptima16
Este método se fundamenta en la consideración general de crear una roca
artificial, mediante el relleno de espacios vacíos que simultáneamente dejan los
agregados, para ser llenados con pasta de cemento y agua, bajo las siguientes
consideraciones.
Un volumen aparente de agregado grueso que contiene un cierto porcentaje de
vacíos entre partículas, que debe ser llenado por agregado fino.
Una mezcla de agregado fino y grueso, correspondiente a su densidad óptima,
deja un porcentaje de vacíos que deben ser llenados por la pasta de cemento y
agua. Pero esta pasta no solo debe ocupar los vacíos que deja la mezcla de
agregados, sino que debe recubrir todas y cada una de las partículas,
constituyendo el enlace o nexo de unión entre partículas. Se seguirá el
siguiente procedimiento:
1. Seleccionar la relación agua/cemento (W/C), del siguiente cuadro:
Tabla 3.7: Relación Agua/Cemento en función de la Resistencia
RESISTENCIA A LA COMPRESION DEL
HORMIGON
BASADA EN LA RELACION AGUA / CEMENTO
Resistencia a la compresión
a los 28 días en MPa
RELACIÓN AGUA
CEMENTO
45 0,37
42 0,40
40 0,42
35 0,46
32 0,50
30 0,51
28 0,52
25 0,55
16 Método de diseño de mezclas desarrollado por el Laboratorio de Ensayo de Materiales de la Universidad Central del Ecuador, tomado del Seminario de Graduación “Investigación sobre el Módulo de Elasticidad del Hormigón”, Ing. Marco Garzón C., Pág 46-47.
83
24 0,56
21 0,58
18 0,60 Fuente: Módulo de elasticidad del hormigón Ing. Marco Garzón C. Año 2010
2. Calcúlese la densidad real de la mezcla de agregados grueso y fino y el
porcentaje óptimo de vacíos, mediante las siguientes ecuaciones:
ECUACION 4-1: Densidad real de la mezcla agregado grueso y fino
DRM = DAsss * %AA
+ DRsss * %RA
100 100
ECUACION 4-2: Porcentaje óptimo de vacío
%OV = (DRM - DOM)
* 100 DRM
La justificación matemática de estas ecuaciones se hace evidente, partiendo de los
volúmenes reales y aparentes de los agregados.
3. El porcentaje óptimo de vacíos será llenado con pasta de cemento y agua,
añadiéndose algo más de pasta para recubrir todas las partículas de los
agregados (2%) y para darle al hormigón mejor trabajabilidad y plasticidad,
seleccionándose de acuerdo a la siguiente tabla:
Tabla 3.8: Tabla para la Selección de la Ecuación Aplicable para el Cálculo de la
Cantidad de Pasta
Asentamiento Ecuación para Determinar
(cm) la Cantidad de Pasta (CP)
0 a 3 %OV + 0,03(%OV)
3,5 a 6 %OV + 0,06(%OV)
84
6,5 a 9 %OV + 0,09(%OV)
9,5 a 12 %OV + 0,12(%OV)
12,5 a 15 %OV + 0,14(%OV) Fuente: Método de la Densidad Óptima – Biblioteca Laboratorio de Ensayo de Materiales.
4. Calcúlese la cantidad de materiales para un metro cúbico de hormigón,
mediante la aplicación de las siguientes ecuaciones, que también son
evidentes:
ECUACION 4-3: Cantidad de pasta expresada en porcentaje
C = 10*CP
(W/C) + (1/DRC)
Como la cantidad de pasta se expresa en porcentaje, para obtener la cantidad por
metro cúbico, simplemente multiplicamos por 10.
La cantidad de cada uno de los agregados se calculará mediante las siguientes
ecuaciones, que también son evidentes.
ECUACION 4-4: Cantidad de arena
A = (1 - CP) * DAsss * %AA
100
ECUACIÓN 4-5: Cantidad de ripio
R = (1 - CP) * DRsss * %RA
100
Finalmente conociendo la capacidad de absorción y el contenido de humedad de
los agregados, se efectuará la corrección respectiva a la dosificación y se realizará
una mezcla experimental en la cual se efectuarán las modificaciones necesarias
para obtener el hormigón deseado.
85
4.2. Diseño de mezcla de prueba de 21 MPa con ripio TRITURADO (Método
A.C.I.)
Datos de los resultados de los ensayos en los agregados:
Resistencia a la compresión: f´c = 21 MPa
Condiciones de Exposición Ambiental: Normales
Tamaño Nominal Máximo (T.N.M): 1” (25,4 mm)
Cuadro de resumen de los ensayos realizados en los agregados a utilizarse
DESCRIPCIÓN ARENA RIPIO UNIDAD
Dsss 2,34 2,49 g/cm3
% Absorción 1,25 2,78 %
Dap Compactada 1,52 1,39 g/cm3
Dap Suelta 1,38 1,26 g/cm3
Módulo de Finura 2,71 7,30
% Húmedad 8,39 0,77 %
Densidad del cemento: 2,77 kg/dcm3
Asentamiento: Se escoge de la Tabla N° 3-1
Asentamiento = 80 mm
Cantidad de agua y aire incluido por m3 de hormigón:
86
Agua = 195 lt / m3hormigon
Aire Incluido = 1,5% / m3hormigon
Obtenidos de la Tabla N°3-3 con un asentamiento de 8cm, T.M.N del ripio de 25
mm y hormigón sin inclusión de aire (condiciones ambientales normales).
Relación Agua Cemento: La relación agua/cemento se escogió de acuerdo a las
mismas condiciones del método de densidad óptima (Tabla 3-7) por ser datos
actualizados.
A/C = 0,58
Volumen de ripio por m3 de hormigón:
DATOS:
M.F = 2,71 (arena)
T.N.M = 25,4 mm
Módulo De Finura Y Grava de acuerdo a la tabla 3-6
M.F Volumen aparente
de Grava m3
2,70 0,68
2,80 0,67
Interpolamos los valores para obtener el volumen de acuerdo a nuestro módulo de
finura.
Ripio = 0,679 m3/ m3hormigon
Volúmenes reales para 1m3
Factor cemento: A/C = 0,58
Agua = 195 lt
87
Cemento = agua/(a/c) V. cemento = masa / densidad
Cemento = 195 / 0,58 V. cemento = 336,21 / 2,77
Cemento = 336,21 kg V. cemento = 121,38 dcm3
Masa del ripio:
V. ripio = 679 dm3
δap. Compactado = 1,39 kg/dm3
Masa (ripio) = V. (ripio) x δapcompactada (ripio) V. ripio sss = masa / Dsss
Masa (ripio) = 679 x 1,39 V. ripio sss = 943,81 / 2,49
Masa (ripio)= 943,81 kg V. ripio sss = 379,04 dm3
Masa de la arena:
Masa (arena) = V. (arena) x Dsss (arena)
V. arena = 1000 – Σ (volumen de sólidos)
Σ (volumen de sólidos) = agua + cemento + ripio+ 1,5% aire
Σ (volumen de sólidos) = 195 + 121,38 + 379,04 + 15
Σ (volumen de sólidos) = 710,42 dcm3
V. arena = 289,58 dcm3
Dsss arena = 2,34g/cm3
Masa (arena) = 289,58 x 2,34
Masa (arena) = 677,62 kg
Dosificación
88
MATERIAL MASA (kg) VOLUMEN
(dcm3) DOSIFICACIÓN
AGUA 195,00 195,00 0,58
CEMENTO 336,21 121,38 1,00
ARENA 677,62 289,58 2,02
RIPIO 943,81 379,04 2,81
AIRE ---- 15,00
Se considera un total de 90 kg de mezcla para 6 moldes cilíndricos, en base a este
dato se calcula las cantidades de materiales necesarios para realizar la mezcla de
prueba:
H = 30cm (altura)
D = 15cm (diámetro)
Cantidades para 90 kg de mezcla
MATERIAL DOSIFICACIÓN CANTIDAD (kg)
AGUA 0,58 8,14
CEMENTO 1,00 14,04
ARENA 2,02 28,36
RIPIO 2,81 39,45
Reajuste de parámetros corrección por humedad
Agregado fino
𝐴𝑟𝑒𝑛𝑎 = 𝑀𝑎𝑠𝑎 (𝐴𝑟𝑒𝑛𝑎)𝑥100 + % 𝐻𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎𝑑
100 + %𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑐𝑖ó𝑛
𝐴𝑟𝑒𝑛𝑎 = 30,36 𝑘𝑔
𝐴𝑔𝑢𝑎 = 𝑀𝑎𝑠𝑎 (𝐴𝑟𝑒𝑛𝑎)𝑥% 𝐻𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎𝑑 (𝐴𝑟𝑒𝑛𝑎) − %𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑐𝑖ó𝑛 (𝐴𝑟𝑒𝑛𝑎)
100 + %𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑐𝑖ó𝑛 (𝐴𝑟𝑒𝑛𝑎)
𝐴𝑔𝑢𝑎 = 2,14 𝑘𝑔
Agregado grueso
89
𝑅𝑖𝑝𝑖𝑜 = 𝑀𝑎𝑠𝑎 (𝑅𝑖𝑝𝑖𝑜)𝑥100 + % 𝐻𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎𝑑
100 + %𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑐𝑖ó𝑛
𝑅𝑖𝑝𝑖𝑜 = 38,68 𝑘𝑔
𝐴𝑔𝑢𝑎 = 𝑀𝑎𝑠𝑎 (𝑅𝑖𝑝𝑖𝑜)𝑥% 𝐻𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎𝑑 (𝑅𝑖𝑝𝑖𝑜) − %𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑐𝑖ó𝑛 (𝑅𝑖𝑝𝑖𝑜)
100 + %𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑐𝑖ó𝑛 (𝑅𝑖𝑝𝑖𝑜)
𝐴𝑔𝑢𝑎 = −0,76 𝑘𝑔
Agua de amasado a colocar
𝐴𝑔𝑢𝑎 (𝑎𝑚𝑎𝑠𝑎𝑑𝑜) = 6,76 𝑘𝑔
Corrección por humedad para 90 kg de mezcla
MATERIAL DOSIFICACIÓN CANTIDAD
(kg)
AGUA 0,58 6,76
CEMENTO 1,00 14,04
ARENA 2,02 30,36
RIPIO 2,81 38,68
Con estos datos se realizó la mezcla de prueba y se realizaron correcciones de
humedad para corregir el asentamiento.
MATERIAL DOSIFICACIÓN CANT
(kg)
CANTIDAD
AGREGADA
(kg)
TOTAL
(kg)
DOSIFICACIÓN
FINAL
AGUA 0,58 8,14 0,58 8,72 0,58
CEMENTO 1,00 14,04 1 15,04 1,00
ARENA 2,02 28,36 28,36 1,89
RIPIO 2,81 39,45 39,45 2,62
Asentamiento Obtenido: 9,0 cm
90
4.3. Diseño de mezcla de prueba de 28 MPa con ripio TRITURADO (Método
A.C.I.)
Datos de los resultados de los ensayos en los agregados:
Resistencia a la compresión: f´c = 28 MPa
Condiciones de Exposición Ambiental: Normales
Tamaño Nominal Máximo (T.N.M): 1” (25,4 mm)
Cuadro de resumen de los ensayos realizados en los agregados a utilizarse
DESCRIPCIÓN ARENA RIPIO UNIDAD
Dsss 2,34 2,49 g/cm3
% Absorción 1,25 2,78 %
Dap Compactada 1,52 1,39 g/cm3
Dap Suelta 1,38 1,26 g/cm3
Módulo de Finura 2,71 7,30
% Húmedad 8,39 0,77 %
Densidad del cemento: 2,77 kg/dcm3
Asentamiento: Se escoge de la Tabla N° 3-1
Asentamiento = 80 mm
Cantidad de agua y aire incluido por m3 de hormigón:
Agua = 195 lt / m3hormigon
Aire Incluido = 1,5% / m3hormigon
91
Obtenidos de la Tabla N°3-3 con un asentamiento de 8cm, T.M.N del ripio de 25
mm y hormigón sin inclusión de aire (condiciones ambientales normales).
Relación Agua Cemento: La relación agua/cemento se escogió de acuerdo a las
mismas condiciones del método de densidad óptima (Tabla 3-7) por ser datos
actualizados.
A/C = 0,52
Volumen de ripio por m3 de hormigón:
DATOS:
M.F = 2,71 (arena)
T.N.M = 25,4 mm
Módulo De Finura Y Grava de acuerdo a la tabla 3-6
M.F Volumen aparente
de Grava m3
2,70 0,68
2,80 0,67
Interpolamos los valores para obtener el volumen de acuerdo a nuestro módulo de
finura.
Ripio = 0,679 m3/ m3hormigon
Volúmenes reales para 1m3
Factor cemento: A/C = 0,52
Agua = 195 lt
Cemento = agua/(a/c) V. cemento = masa / densidad
Cemento = 195 / 0,52 V. cemento = 375,00 / 2,77
Cemento = 375,00 kg V. cemento = 135,38 dm3
92
Masa del ripio:
V. ripio = 679 dm3
δap. Compactado = 1,39 kg/dm3
Masa (ripio) = V. (ripio) x δapcompactada (ripio) V. ripio sss = masa / Dsss
Masa (ripio) = 679 x 1,39 V. ripio sss = 943,81 / 2,49
Masa (ripio)= 943,81 kg V. ripio sss = 379,04 dm3
Masa de la arena:
Masa (arena) = V. (arena) x Dsss (arena)
V. arena = 1000 – Σ (volumen de sólidos)
Σ (volumen de sólidos) = agua + cemento + ripio+ 1,5% aire
Σ (volumen de sólidos) = 195 + 135,38 + 379,04 + 15
Σ (volumen de sólidos) = 724,42 dcm3
V. arena = 275,58 dcm3
Dsss arena = 2,34g/cm3
Masa (arena) = 275,58 x 2,34
Masa (arena) = 644,86 kg
Dosificación
MATERIAL MASA (kg) VOLUMEN
(dcm3) DOSIFICACIÓN
AGUA 195,00 195,00 0,52
CEMENTO 375,00 135,38 1,00
ARENA 644,86 275,58 1,72
93
RIPIO 943,81 379,04 2,52
AIRE ---- 15,00
Se considera un total de 90 kg de mezcla para 6 moldes cilíndricos, en base a este
dato se calcula las cantidades de materiales necesarios para realizar la mezcla de
prueba:
H = 30cm (altura)
D = 15cm (diámetro)
Cantidades para 90 kg de mezcla
MATERIAL DOSIFICACIÓN CANTIDAD
(kg)
AGUA 0,52 8,13
CEMENTO 1,00 15,63
ARENA 1,72 26,88
RIPIO 2,52 39,39
Reajuste de parámetros corrección por humedad
Agregado fino
𝐴𝑟𝑒𝑛𝑎 = 𝑀𝑎𝑠𝑎 (𝐴𝑟𝑒𝑛𝑎)𝑥100 + % 𝐻𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎𝑑
100 + %𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑐𝑖ó𝑛
𝐴𝑟𝑒𝑛𝑎 = 28,78 𝑘𝑔
𝐴𝑔𝑢𝑎 = 𝑀𝑎𝑠𝑎 (𝐴𝑟𝑒𝑛𝑎)𝑥% 𝐻𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎𝑑 (𝐴𝑟𝑒𝑛𝑎) − %𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑐𝑖ó𝑛 (𝐴𝑟𝑒𝑛𝑎)
100 + %𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑐𝑖ó𝑛 (𝐴𝑟𝑒𝑛𝑎)
𝐴𝑔𝑢𝑎 = 2,03 𝑘𝑔
Agregado grueso
𝑅𝑖𝑝𝑖𝑜 = 𝑀𝑎𝑠𝑎 (𝑅𝑖𝑝𝑖𝑜)𝑥100 + % 𝐻𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎𝑑
100 + %𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑐𝑖ó𝑛
94
𝑅𝑖𝑝𝑖𝑜 = 38,62 𝑘𝑔
𝐴𝑔𝑢𝑎 = 𝑀𝑎𝑠𝑎 (𝑅𝑖𝑝𝑖𝑜)𝑥% 𝐻𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎𝑑 (𝑅𝑖𝑝𝑖𝑜) − %𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑐𝑖ó𝑛 (𝑅𝑖𝑝𝑖𝑜)
100 + %𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑐𝑖ó𝑛 (𝑅𝑖𝑝𝑖𝑜)
𝐴𝑔𝑢𝑎 = −0,76 𝑘𝑔
Agua de amasado a colocar
𝐴𝑔𝑢𝑎 (𝑎𝑚𝑎𝑠𝑎𝑑𝑜) = 6,86 𝑘𝑔
Corrección por humedad para 90 kg de mezcla
MATERIAL DOSIFICACIÓN CANTIDAD
(kg)
AGUA 0,52 6,86
CEMENTO 1,00 15,63
ARENA 1,72 28,78
RIPIO 2,52 38,62
Con estos datos se realizó la mezcla de prueba y se realizaron correcciones de
humedad para corregir el asentamiento.
MATERIAL DOSIFICACIÓ
N
CANTIDAD
(kg)
CANTIDAD
AGREGADA
(kg)
TOTAL
(kg)
DOSIFICACIÓ
N FINAL
AGUA 0,52 8,13 0,52 8,65 0,52
CEMENTO 1,00 15,63 1 16,63 1,00
ARENA 1,72 26,88 26,88 1,62
RIPIO 2,52 39,39 39,39 2,37
Asentamiento Obtenido: 7,0 cm
95
4.4. Diseño de mezcla de prueba de 21 MPa con ripio ZARANDEADO
(Método A.C.I.)
Datos de los resultados de los ensayos en los agregados:
Resistencia a la compresión: f´c = 21 MPa
Condiciones de Exposición Ambiental: Normales
Tamaño Nominal Máximo (T.N.M): 1 1/2” (38,10 mm)
Cuadro de resumen de los ensayos realizados en los agregados a utilizarse
DESCRIPCIÓN ARENA RIPIO UNIDAD
Dsss 2,34 2,44 g/cm3
% Absorción 1,26 4,34 %
Dap Compactada 1,52 1,46 g/cm3
Dap Suelta 1,38 1,34 g/cm3
Módulo de Finura 2,71 6,60
% Húmedad 8,37 3,73 %
Densidad del cemento: 2,77 kg/dcm3
Asentamiento: Se escoge de la Tabla N° 3-1
Asentamiento = 80 mm
Cantidad de agua y aire incluido por m3 de hormigón:
Agua = 175 lt / m3hormigon
Aire Incluido = 1,0% / m3hormigon
Obtenidos de la Tabla N°3-3 con un asentamiento de 8cm, T.M.N del ripio de
38,1 mm y hormigón sin inclusión de aire (condiciones ambientales normales).
96
Relación Agua Cemento: La relación agua/cemento se escogió de acuerdo a las
mismas condiciones del método de densidad óptima (Tabla 3-7) por ser datos
actualizados.
A/C = 0,58
Volumen de ripio por m3 de hormigón:
DATOS:
M.F = 2,71 (arena)
T.N.M = 38,1 mm
Módulo De Finura Y Grava de acuerdo a la tabla 3-6
M.F Volumen aparente
de Grava m3
2,70 0,73
2,80 0,72
Interpolamos los valores para obtener el volumen de acuerdo a nuestro módulo de
finura.
Ripio = 0,729 m3/ m3hormigon
Volúmenes reales para 1m3
Factor cemento: A/C = 0,58
Agua = 175 lt
Cemento = agua/(a/c) V. cemento = masa / densidad
Cemento = 175 / 0,58 V. cemento = 301,72 / 2,77
Cemento = 301,72 kg V. cemento = 108,92 dm3
97
Masa del ripio:
V. ripio = 729 dm3
δap. Compactado = 1,46 kg/dm3
Masa (ripio) = V. (ripio) x δapcompactada (ripio) V. ripio sss = masa / Dsss
Masa (ripio) = 729 x 1,46 V. ripio sss = 1064,34 / 2,44
Masa (ripio)= 1064,34 kg V. ripio sss = 436,20 dm3
Masa de la arena:
Masa (arena) = V. (arena) x Dsss (arena)
V. arena = 1000 – Σ (volumen de sólidos)
Σ (volumen de sólidos) = agua + cemento + ripio+ 1,5% aire
Σ (volumen de sólidos) = 175 + 108,92 + 436,20 + 10
Σ (volumen de sólidos) = 730,12 dcm3
V. arena = 269,88 dcm3
Dsss arena = 2,34g/cm3
Masa (arena) = 269,87 x 2,34
Masa (arena) = 631,52 kg
Dosificación
MATERIAL MASA (kg) VOLUMEN (dcm3) DOSIFICACIÓN
AGUA 175,00 175,00 0,58
CEMENTO 301,72 108,92 1,00
ARENA 631,52 269,88 2,09
RIPIO 1064,34 436,20 3,53
AIRE ---- 10,00
98
Se considera un total de 90 kg de mezcla para 6 moldes cilíndricos, en base a este
dato se calcula las cantidades de materiales necesarios para realizar la mezcla de
prueba:
H = 30cm (altura)
D = 15cm (diámetro)
Cantidades para 90 kg de mezcla
MATERIAL DOSIFICACIÓN CANTIDAD
(kg)
AGUA 0,58 7,25
CEMENTO 1,00 12,50
ARENA 2,09 26,13
RIPIO 3,53 44,12
Reajuste de parámetros corrección por humedad
Agregado fino
𝐴𝑟𝑒𝑛𝑎 = 𝑀𝑎𝑠𝑎 (𝐴𝑟𝑒𝑛𝑎)𝑥100 + % 𝐻𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎𝑑
100 + %𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑐𝑖ó𝑛
𝐴𝑟𝑒𝑛𝑎 = 27,97 𝑘𝑔
𝐴𝑔𝑢𝑎 = 𝑀𝑎𝑠𝑎 (𝐴𝑟𝑒𝑛𝑎)𝑥% 𝐻𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎𝑑 (𝐴𝑟𝑒𝑛𝑎) − %𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑐𝑖ó𝑛 (𝐴𝑟𝑒𝑛𝑎)
100 + %𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑐𝑖ó𝑛 (𝐴𝑟𝑒𝑛𝑎)
𝐴𝑔𝑢𝑎 = 1,97 𝑘𝑔
Agregado grueso
𝑅𝑖𝑝𝑖𝑜 = 𝑀𝑎𝑠𝑎 (𝑅𝑖𝑝𝑖𝑜)𝑥100 + % 𝐻𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎𝑑
100 + %𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑐𝑖ó𝑛
𝑅𝑖𝑝𝑖𝑜 = 43,87 𝑘𝑔
𝐴𝑔𝑢𝑎 = 𝑀𝑎𝑠𝑎 (𝑅𝑖𝑝𝑖𝑜)𝑥% 𝐻𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎𝑑 (𝑅𝑖𝑝𝑖𝑜) − %𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑐𝑖ó𝑛 (𝑅𝑖𝑝𝑖𝑜)
100 + %𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑐𝑖ó𝑛 (𝑅𝑖𝑝𝑖𝑜)
99
𝐴𝑔𝑢𝑎 = −0,26 𝑘𝑔
Agua de amasado a colocar
𝐴𝑔𝑢𝑎 (𝑎𝑚𝑎𝑠𝑎𝑑𝑜) = 5,54 𝑘𝑔
Corrección por humedad para 90 kg de mezcla
MATERIAL DOSIFICACIÓN CANTIDAD
(kg)
AGUA 0,58 5,54
CEMENTO 1,00 12,50
ARENA 2,09 27,97
RIPIO 3,53 43,87
Con estos datos se realizó la mezcla de prueba y se realizaron correcciones de
humedad para corregir el asentamiento.
MATERIAL DOSIFICACIÓN CANT
(kg)
CANTIDAD
AGREGADA
(kg)
TOTAL
(kg)
DOSIFICACIÓN
FINAL
AGUA 0,58 7,25 0,23 7,48 0,58
CEMENTO 1,00 12,50 0,40 12,90 1,00
ARENA 2,09 26,13 26,13 2,03
RIPIO 3,53 44,13 44,13 3,42
Asentamiento Obtenido: 8,0 cm
100
4.5. Diseño de mezcla de prueba de 28 MPa con ripio ZARANDEADO
(Método A.C.I.)
Datos de los resultados de los ensayos en los agregados:
Resistencia a la compresión: f´c = 28 MPa.
Condiciones de Exposición Ambiental: Normales.
Tamaño Nominal Máximo (T.N.M): 1 1/2” (38,10 mm).
Cuadro de resumen de los ensayos realizados en los agregados a utilizarse
DESCRIPCIÓN ARENA RIPIO UNIDAD
Dsss 2,34 2,44 g/cm3
% Absorción 1,25 4,34 %
Dap Compactada 1,52 1,46 g/cm3
Dap Suelta 1,38 1,34 g/cm3
Módulo de Finura 2,71 6,60
% Húmedad 8,39 3,73 %
Densidad del cemento: 2,77 kg/dcm3
Asentamiento: Se escoge de la Tabla N° 3-1
Asentamiento = 80 mm
Cantidad de agua y aire incluido por m3 de hormigón:
Agua = 175 lt / m3hormigon
Aire Incluido = 1,0% / m3hormigon
Obtenidos de la Tabla N°3-3 con un asentamiento de 8cm, T.M.N del ripio de
38,1 mm y hormigón sin inclusión de aire (condiciones ambientales normales).
101
Relación Agua Cemento: La relación agua/cemento se escogió de acuerdo a las
mismas condiciones del método de densidad óptima (Tabla 3-7) por ser datos
actualizados.
A/C = 0,52
Volumen de ripio por m3 de hormigón:
DATOS:
M.F = 2,71 (arena)
T.N.M = 38,1 mm
Módulo De Finura Y Grava de acuerdo a la tabla 3-6
M.F Volumen aparente
de Grava m3
2,70 0,73
2,80 0,72
Interpolamos los valores para obtener el volumen de acuerdo a nuestro módulo de
finura.
Ripio = 0,729 m3/ m3hormigon
Volúmenes reales para 1m3
Factor cemento: A/C = 0,52
Agua = 175 lt
Cemento = agua/(a/c) V. cemento = masa / densidad
Cemento = 175 / 0,52 V. cemento = 336,54 / 2,77
Cemento = 336,54 kg V. cemento = 121,49 dm3
102
Masa del ripio:
V. ripio = 729 dm3
δap. Compactado = 1,46 kg/dm3
Masa (ripio) = V. (ripio) x δapcompactada (ripio) V. ripio sss = masa / Dsss
Masa (ripio) = 729 x 1,46 V. ripio sss = 1064,34 / 2,44
Masa (ripio)= 1064,34 kg V. ripio sss = 436,20 dm3
Masa de la arena:
Masa (arena) = V. (arena) x Dsss (arena)
V. arena = 1000 – Σ (volumen de sólidos)
Σ (volumen de sólidos) = agua + cemento + ripio+ 1,5% aire
Σ (volumen de sólidos) = 175 + 121,49 + 436,20 + 10
Σ (volumen de sólidos) = 742,69 dcm3
V. arena = 257,31 dcm3
Dsss arena = 2,34g/cm3
Masa (arena) = 257,31 x 2,34
Masa (arena) = 602,11 kg
Dosificación
MATERIAL MASA (kg) VOLUMEN
(dcm3) DOSIFICACIÓN
AGUA 175,00 175,00 0,52
CEMENTO 336,54 121,49 1,00
ARENA 602,11 257,31 1,79
RIPIO 1064,34 436,20 3,16
AIRE ---- 10,00
103
Se considera un total de 90 kg de mezcla para 6 moldes cilíndricos, en base a este
dato se calcula las cantidades de materiales necesarios para realizar la mezcla de
prueba:
H = 30cm (altura)
D = 15cm (diámetro)
Cantidades para 90 kg de mezcla
MATERIAL DOSIFICACIÓN CANTIDAD
(kg)
AGUA 0,52 7,23
CEMENTO 1,00 13,91
ARENA 1,79 24,90
RIPIO 3,16 43,96
Reajuste de parámetros corrección por humedad
Agregado fino
𝐴𝑟𝑒𝑛𝑎 = 𝑀𝑎𝑠𝑎 (𝐴𝑟𝑒𝑛𝑎)𝑥100 + % 𝐻𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎𝑑
100 + %𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑐𝑖ó𝑛
𝐴𝑟𝑒𝑛𝑎 = 26,66 𝑘𝑔
𝐴𝑔𝑢𝑎 = 𝑀𝑎𝑠𝑎 (𝐴𝑟𝑒𝑛𝑎)𝑥% 𝐻𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎𝑑 (𝐴𝑟𝑒𝑛𝑎) − %𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑐𝑖ó𝑛 (𝐴𝑟𝑒𝑛𝑎)
100 + %𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑐𝑖ó𝑛 (𝐴𝑟𝑒𝑛𝑎)
𝐴𝑔𝑢𝑎 = 1,88 𝑘𝑔
Agregado grueso
𝑅𝑖𝑝𝑖𝑜 = 𝑀𝑎𝑠𝑎 (𝑅𝑖𝑝𝑖𝑜)𝑥100 + % 𝐻𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎𝑑
100 + %𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑐𝑖ó𝑛
𝑅𝑖𝑝𝑖𝑜 = 43,70 𝑘𝑔
104
𝐴𝑔𝑢𝑎 = 𝑀𝑎𝑠𝑎 (𝑅𝑖𝑝𝑖𝑜)𝑥% 𝐻𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎𝑑 (𝑅𝑖𝑝𝑖𝑜) − %𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑐𝑖ó𝑛 (𝑅𝑖𝑝𝑖𝑜)
100 + %𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑐𝑖ó𝑛 (𝑅𝑖𝑝𝑖𝑜)
𝐴𝑔𝑢𝑎 = −0,26 𝑘𝑔
Agua de amasado a colocar
𝐴𝑔𝑢𝑎 (𝑎𝑚𝑎𝑠𝑎𝑑𝑜) = 5,61 𝑘𝑔
Corrección por humedad para 90 kg de mezcla
MATERIAL DOSIFICACIÓN CANTIDAD
(kg)
AGUA 0,52 5,61
CEMENTO 1,00 13,91
ARENA 1,79 26,66
RIPIO 3,16 43,70
Con estos datos se realizó la mezcla de prueba y se realizaron correcciones de
humedad para corregir el asentamiento.
MATERIAL DOSIFICACIÓN CANT
(kg)
CANTIDAD
AGREGADA (kg)
TOTAL
(kg)
DOSIFICACIÓN
FINAL
AGUA 0,52 7,23 0,52 7,75 0,52
CEMENTO 1,00 13,91 1,00 14,91 1,00
ARENA 1,79 24,90 24,90 1,67
RIPIO 3,16 43,96 43,96 2,95
Asentamiento Obtenido: 7,0 cm
105
4.6. Diseño de mezcla de prueba de 21 MPa con ripio TRITURADO (Método
DENSIDAD ÓPTIMA)
Datos:
Resistencia a la compresión: f´c = 21 MPa
Condiciones de Exposición Ambiental: Normales
Tamaño Nominal Máximo (T.N.M): 1” (25,4 mm)
Cuadro de resumen de los ensayos realizados en los agregados a utilizarse
DESCRIPCIÓN ARENA RIPIO UNIDAD
Dsss 2,34 2,49 g/cm3
% Absorción 1,25 2,78 %
Dap Compactada 1,52 1,39 g/cm3
Dap Suelta 1,38 1,26 g/cm3
Módulo de Finura 2,71 7,30
% Húmedad 8,39 0,77 %
Densidad del cemento: 2,77 kg/dcm3
δap.máxima = 1,76 g/cm3
δap.óptima = 1,73 g/cm3
Asentamiento: Se escoge de la Tabla N° 3-1
Asentamiento = 80 mm
Porcentaje cantidad optima de los agregados
Arena= 31%
Ripio= 69%
Relación Agua Cemento: A/C = 0,58
106
Densidad real de la mezcla de agregado grueso y fino:
𝐷𝑀𝑅 =𝐷𝐴𝑠𝑠𝑠 ∗ %𝐴𝐴
100+
𝐷𝑅𝑠𝑠𝑠 ∗ %𝑅𝐴
100
𝐷𝑀𝑅 =2340 ∗ 31
100+
2490 ∗ 69
100
𝐷𝑀𝑅 = 2443,50
Porcentaje óptimo de vacíos:
%𝑂𝑉 =(𝐷𝑅𝑀 − 𝐷𝑂𝑀) ∗ 100
𝐷𝑅𝑀
%𝑂𝑉 =(2443,50 − 1730,00) ∗ 100
2443,50
%𝑂𝑉 = 29,20%
Cantidad de pasta:
Asentamiento = 8cm
𝐶𝑃 = %𝑂𝑉 + 0,9 ∗ %𝑂𝑉
𝐶𝑃 = 29,20 + 0,09 ∗ 29,20
𝐶𝑃 = 31,83 % > 30% ADOPTAMOS= 30%
Cálculo de la cantidad de materiales para un metro cúbico:
Cemento:
𝐶 =10 ∗ 𝐶𝑃
𝑊𝐶 +
1𝐷𝐶𝑅
𝐶 =10 ∗ 30,00
0,58 +1
2,77
107
𝐶 = 318,81 𝑘𝑔/𝑚3
Agua:
𝑊 = 𝐶 ∗𝑊
𝐶
𝑊 = 318,81 ∗ 0,58
𝑊 = 184,91 𝑘𝑔/𝑚3
Arena:
𝐴 = (1 − 𝐶𝑃) ∗𝐷𝐴𝑠𝑠𝑠 ∗ %𝐴𝐴
100
𝐴 = (1 − 0,30) ∗2340 ∗ 31
100
𝐴 = 507,78 𝑘𝑔/𝑚3
Ripio:
𝑅 = (1 − 𝐶𝑃) ∗𝐷𝑅𝑠𝑠𝑠 ∗ %𝐴𝑅
100
𝑅 = (1 − 0,30) ∗2490 ∗ 69
100
𝑅 = 1202,67 𝑘𝑔/𝑚3
Dosificación
MATERIAL D. APARENTE
(kg/dcm3) MASA (kg)
VOLUMEN
(dcm3)
DOSIFICACIÓN
PESO VOLU
MEN
AGUA 1,00 184,91 184,91 0,58 0,58
CEMENTO 1,00 318,81 318,81 1,00 1,00
ARENA 1,52 507,78 334,07 1,59 1,05
RIPIO 1,39 1202,67 865,23 3,77 2,71
108
Se considera un total de 90 kg de mezcla para 6 moldes cilíndricos, en base a este
dato se calcula las cantidades de materiales necesarios para realizar la mezcla de
prueba:
H = 30cm (altura)
D = 15cm (diámetro)
Cantidades para 90 kg de mezcla
MATERIAL DOSIFICACIÓN CANTIDAD
(kg)
AGUA 0,58 7,52
CEMENTO 1,00 12,97
ARENA 1,59 20,62
RIPIO 3,77 48,90
Reajuste de parámetros corrección por humedad
Agregado fino
𝐴𝑟𝑒𝑛𝑎 = 𝑀𝑎𝑠𝑎 (𝐴𝑟𝑒𝑛𝑎)𝑥100 + % 𝐻𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎𝑑
100 + %𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑐𝑖ó𝑛
𝐴𝑟𝑒𝑛𝑎 = 22,07 𝑘𝑔
𝐴𝑔𝑢𝑎 = 𝑀𝑎𝑠𝑎 (𝐴𝑟𝑒𝑛𝑎)𝑥% 𝐻𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎𝑑 (𝐴𝑟𝑒𝑛𝑎) − %𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑐𝑖ó𝑛 (𝐴𝑟𝑒𝑛𝑎)
100 + %𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑐𝑖ó𝑛 (𝐴𝑟𝑒𝑛𝑎)
𝐴𝑔𝑢𝑎 = 1,56 𝑘𝑔
Agregado grueso
𝑅𝑖𝑝𝑖𝑜 = 𝑀𝑎𝑠𝑎 (𝑅𝑖𝑝𝑖𝑜)𝑥100 + % 𝐻𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎𝑑
100 + %𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑐𝑖ó𝑛
𝑅𝑖𝑝𝑖𝑜 = 47,94 𝑘𝑔
𝐴𝑔𝑢𝑎 = 𝑀𝑎𝑠𝑎 (𝑅𝑖𝑝𝑖𝑜)𝑥% 𝐻𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎𝑑 (𝑅𝑖𝑝𝑖𝑜) − %𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑐𝑖ó𝑛 (𝑅𝑖𝑝𝑖𝑜)
100 + %𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑐𝑖ó𝑛 (𝑅𝑖𝑝𝑖𝑜)
109
𝐴𝑔𝑢𝑎 = −0,95 𝑘𝑔
Agua de amasado a colocar
𝐴𝑔𝑢𝑎 (𝑎𝑚𝑎𝑠𝑎𝑑𝑜) = 6,90 𝑘𝑔
Corrección por humedad para 90 kg de mezcla
MATERIAL DOSIFICACIÓN CANTIDAD
(kg)
AGUA 0,58 6,90
CEMENTO 1,00 12,97
ARENA 1,59 22,07
RIPIO 3,77 47,94
Con estos datos se realizó la mezcla de prueba y se realizaron correcciones de
humedad para corregir el asentamiento.
MATERIAL DOSIFICACIÓN CANT
(kg)
CANTIDAD
AGREGADA
(kg)
TOTAL
(kg)
DOSIFICACIÓN
FINAL
AGUA 0,58 7,52 0,46 7,98 0,58
CEMENTO 1,00 12,97 0,80 13,77 1,00
ARENA 1,59 20,62 20,62 1,50
RIPIO 3,77 48,90 48,90 3,55
Asentamiento Obtenido: 8,0 cm
110
4.7. Diseño de mezcla de prueba de 28 MPa con ripio TRITURADO (Método
DENSIDAD ÓPTIMA)
Datos:
Resistencia a la compresión: f´c = 28 MPa
Condiciones de Exposición Ambiental: Normales
Tamaño Nominal Máximo (T.N.M): 1” (25,4 mm)
Cuadro de resumen de los ensayos realizados en los agregados a utilizarse
DESCRIPCIÓN ARENA RIPIO UNIDAD
Dsss 2,34 2,49 g/cm3
% Absorción 1,25 2,78 %
Dap Compactada 1,52 1,39 g/cm3
Dap Suelta 1,38 1,26 g/cm3
Módulo de Finura 2,71 7,30
% Húmedad 8,39 0,77 %
Densidad del cemento: 2,77 kg/dcm3
δap.máxima = 1,76 g/cm3
δap.óptima = 1,73 g/cm3
Asentamiento: Se escoge de la Tabla N° 3-1
Asentamiento = 80 mm
Porcentaje cantidad optima de los agregados
Arena= 31%
Ripio= 69%
Relación Agua Cemento: A/C = 0,52
111
Densidad real de la mezcla de agregado grueso y fino:
𝐷𝑀𝑅 =𝐷𝐴𝑠𝑠𝑠 ∗ %𝐴𝐴
100+
𝐷𝑅𝑠𝑠𝑠 ∗ %𝑅𝐴
100
𝐷𝑀𝑅 =2340 ∗ 31
100+
2490 ∗ 69
100
𝐷𝑀𝑅 = 2443,50
Porcentaje óptimo de vacíos:
%𝑂𝑉 =(𝐷𝑅𝑀 − 𝐷𝑂𝑀) ∗ 100
𝐷𝑅𝑀
%𝑂𝑉 =(2443,50 − 1730,00) ∗ 100
2443,50
%𝑂𝑉 = 29,20%
Cantidad de pasta:
Asentamiento = 8cm
𝐶𝑃 = %𝑂𝑉 + 0,9 ∗ %𝑂𝑉
𝐶𝑃 = 29,20 + 0,09 ∗ 29,20
𝐶𝑃 = 31,82 % > 30% ADOPTAMOS= 30%
Cálculo de la cantidad de materiales para un metro cúbico:
Cemento:
𝐶 =10 ∗ 𝐶𝑃
𝑊𝐶 +
1𝐷𝐶𝑅
𝐶 =10 ∗ 30,00
0,52 +1
2,77
112
𝐶 = 340,52 𝑘𝑔/𝑚3
Agua:
𝑊 = 𝐶 ∗𝑊
𝐶
𝑊 = 340,52 ∗ 0,52
𝑊 = 177,07 𝑘𝑔/𝑚3
Arena:
𝐴 = (1 − 𝐶𝑃) ∗𝐷𝐴𝑠𝑠𝑠 ∗ %𝐴𝐴
100
𝐴 = (1 − 0,30) ∗2340 ∗ 31
100
𝐴 = 507,78 𝑘𝑔/𝑚3
Ripio:
𝑅 = (1 − 𝐶𝑃) ∗𝐷𝑅𝑠𝑠𝑠 ∗ %𝐴𝑅
100
𝑅 = (1 − 0,30) ∗2490 ∗ 69
100
𝑅 = 1202,67 𝑘𝑔/𝑚3
Dosificación
MATERIAL D. APARENTE
(kg/dcm3)
MASA
(kg)
VOLUMEN
(dcm3)
DOSIFICACIÓN
PESO VOLUMEN
AGUA 1,00 177,07 177,07 0,52 0,52
CEMENTO 1,00 340,52 340,52 1,00 1,00
ARENA 1,52 507,78 334,07 1,49 0,98
RIPIO 1,39 1202,67 865,23 3,53 2,54
113
Se considera un total de 90 kg de mezcla para 6 moldes cilíndricos, en base a este
dato se calcula las cantidades de materiales necesarios para realizar la mezcla de
prueba:
H = 30cm (altura)
D = 15cm (diámetro)
Cantidades para 90 kg de mezcla
MATERIAL DOSIFICACIÓN CANTIDAD
(kg)
AGUA 0,52 7,16
CEMENTO 1,00 13,76
ARENA 1,49 20,50
RIPIO 3,53 48,57
Reajuste de parámetros corrección por humedad
Agregado fino
𝐴𝑟𝑒𝑛𝑎 = 𝑀𝑎𝑠𝑎 (𝐴𝑟𝑒𝑛𝑎)𝑥100 + % 𝐻𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎𝑑
100 + %𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑐𝑖ó𝑛
𝐴𝑟𝑒𝑛𝑎 = 21,95 𝑘𝑔
𝐴𝑔𝑢𝑎 = 𝑀𝑎𝑠𝑎 (𝐴𝑟𝑒𝑛𝑎)𝑥% 𝐻𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎𝑑 (𝐴𝑟𝑒𝑛𝑎) − %𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑐𝑖ó𝑛 (𝐴𝑟𝑒𝑛𝑎)
100 + %𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑐𝑖ó𝑛 (𝐴𝑟𝑒𝑛𝑎)
𝐴𝑔𝑢𝑎 = 1,55 𝑘𝑔
Agregado grueso
𝑅𝑖𝑝𝑖𝑜 = 𝑀𝑎𝑠𝑎 (𝑅𝑖𝑝𝑖𝑜)𝑥100 + % 𝐻𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎𝑑
100 + %𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑐𝑖ó𝑛
𝑅𝑖𝑝𝑖𝑜 = 47,62 𝑘𝑔
𝐴𝑔𝑢𝑎 = 𝑀𝑎𝑠𝑎 (𝑅𝑖𝑝𝑖𝑜)𝑥% 𝐻𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎𝑑 (𝑅𝑖𝑝𝑖𝑜) − %𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑐𝑖ó𝑛 (𝑅𝑖𝑝𝑖𝑜)
100 + %𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑐𝑖ó𝑛 (𝑅𝑖𝑝𝑖𝑜)
114
𝐴𝑔𝑢𝑎 = −0,93 𝑘𝑔
Agua de amasado a colocar
𝐴𝑔𝑢𝑎 (𝑎𝑚𝑎𝑠𝑎𝑑𝑜) = 6,54 𝑘𝑔
Corrección por humedad para 90 kg de mezcla
MATERIAL DOSIFICACIÓN CANTIDAD
(kg)
AGUA 0,52 6,54
CEMENTO 1,00 13,76
ARENA 1,49 21,95
RIPIO 3,53 47,62
Con estos datos se realizó la mezcla de prueba y se realizaron correcciones de
humedad para corregir el asentamiento.
MATERIAL DOSIFICACIÓN CANT
(kg)
CANTIDAD
AGREGADA
(kg)
TOTAL
(kg)
DOSIFICACIÓN
FINAL
AGUA 0,52 7,16 0,58 7,74 0,52
CEMENTO 1,00 13,76 1 14,76 1,00
ARENA 1,49 20,50 20,50 1,39
RIPIO 3,53 48,57 48,57 3,29
Asentamiento Obtenido: 7,5 cm
115
4.8. Diseño de mezcla de prueba de 21 MPa con ripio ZARANDEADO
(Método DENSIDAD ÓPTIMA)
Datos:
Resistencia a la compresión: f´c = 21 MPa
Condiciones de Exposición Ambiental: Normales
Tamaño Nominal Máximo (T.N.M): 1 1/2” (38,1 mm)
Cuadro de resumen de los ensayos realizados en los agregados a utilizarse
DESCRIPCIÓN ARENA RIPIO UNIDAD
Dsss 2,34 2,44 g/cm3
% Absorción 1,25 4,34 %
Dap Compactada 1,52 1,46 g/cm3
Dap Suelta 1,38 1,34 g/cm3
Módulo de Finura 2,71 6,60
% Húmedad 8,39 3,37 %
Densidad del cemento: 2,77 kg/dcm3
δap.máxima = 1,71 g/cm3
δap.óptima = 1,68 g/cm3
Asentamiento: Se escoge de la Tabla N° 3-1
Asentamiento = 80 mm
Porcentaje cantidad optima de los agregados
Arena= 26%
Ripio= 74%
Relación Agua Cemento: A/C = 0,58
116
Densidad real de la mezcla de agregado grueso y fino:
𝐷𝑀𝑅 =𝐷𝐴𝑠𝑠𝑠 ∗ %𝐴𝐴
100+
𝐷𝑅𝑠𝑠𝑠 ∗ %𝑅𝐴
100
𝐷𝑀𝑅 =2340 ∗ 26
100+
2440 ∗ 74
100
𝐷𝑀𝑅 = 2414,00
Porcentaje óptimo de vacíos:
%𝑂𝑉 =(𝐷𝑅𝑀 − 𝐷𝑂𝑀) ∗ 100
𝐷𝑅𝑀
%𝑂𝑉 =(2414,00 − 1680,00) ∗ 100
2414,00
%𝑂𝑉 = 30,41%
Cantidad de pasta:
Asentamiento = 8cm
𝐶𝑃 = %𝑂𝑉 + 0,9 ∗ %𝑂𝑉
𝐶𝑃 = 30,41 + 0,09 ∗ 30,41
𝐶𝑃 = 33,15 % > 30% ADOPTAMOS= 30%
Cálculo de la cantidad de materiales para un metro cúbico:
Cemento:
𝐶 =10 ∗ 𝐶𝑃
𝑊𝐶 +
1𝐷𝐶𝑅
𝐶 =10 ∗ 30,00
0,58 +1
2,77
117
𝐶 = 318,81 𝑘𝑔/𝑚3
Agua:
𝑊 = 𝐶 ∗𝑊
𝐶
𝑊 = 318,81 ∗ 0,58
𝑊 = 184,91 𝑘𝑔/𝑚3
Arena:
𝐴 = (1 − 𝐶𝑃) ∗𝐷𝐴𝑠𝑠𝑠 ∗ %𝐴𝐴
100
𝐴 = (1 − 0,30) ∗2340 ∗ 26
100
𝐴 = 425,88 𝑘𝑔/𝑚3
Ripio:
𝑅 = (1 − 𝐶𝑃) ∗𝐷𝑅𝑠𝑠𝑠 ∗ %𝐴𝑅
100
𝑅 = (1 − 0,30) ∗2440 ∗ 74
100
𝑅 = 1263,92 𝑘𝑔/𝑚3
Dosificación
MATERIAL
D.
APARENTE
(kg/dcm3)
MASA
(kg)
VOLUMEN
(dcm3)
DOSIFICACIÓN
PESO VOLUMEN
AGUA 1,00 184,91 184,91 0,58 0,58
CEMENTO 1,00 318,81 318,81 1,00 1,00
ARENA 1,52 425,88 280,18 1,34 0,88
RIPIO 1,46 1263,92 865,70 3,96 2,72
118
Se considera un total de 90 kg de mezcla para 6 moldes cilíndricos, en base a este
dato se calcula las cantidades de materiales necesarios para realizar la mezcla de
prueba:
H = 30cm (altura)
D = 15cm (diámetro)
Cantidades para 90 kg de mezcla
MATERIAL DOSIFICACIÓN CANTIDAD
(kg)
AGUA 0,58 7,59
CEMENTO 1,00 13,08
ARENA 1,34 17,53
RIPIO 3,96 51,80
Reajuste de parámetros corrección por humedad
Agregado fino
𝐴𝑟𝑒𝑛𝑎 = 𝑀𝑎𝑠𝑎 (𝐴𝑟𝑒𝑛𝑎)𝑥100 + % 𝐻𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎𝑑
100 + %𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑐𝑖ó𝑛
𝐴𝑟𝑒𝑛𝑎 = 18,77 𝑘𝑔
𝐴𝑔𝑢𝑎 = 𝑀𝑎𝑠𝑎 (𝐴𝑟𝑒𝑛𝑎)𝑥% 𝐻𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎𝑑 (𝐴𝑟𝑒𝑛𝑎) − %𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑐𝑖ó𝑛 (𝐴𝑟𝑒𝑛𝑎)
100 + %𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑐𝑖ó𝑛 (𝐴𝑟𝑒𝑛𝑎)
𝐴𝑔𝑢𝑎 = 1,32 𝑘𝑔
Agregado grueso
𝑅𝑖𝑝𝑖𝑜 = 𝑀𝑎𝑠𝑎 (𝑅𝑖𝑝𝑖𝑜)𝑥100 + % 𝐻𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎𝑑
100 + %𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑐𝑖ó𝑛
𝑅𝑖𝑝𝑖𝑜 = 51,50 𝑘𝑔
𝐴𝑔𝑢𝑎 = 𝑀𝑎𝑠𝑎 (𝑅𝑖𝑝𝑖𝑜)𝑥% 𝐻𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎𝑑 (𝑅𝑖𝑝𝑖𝑜) − %𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑐𝑖ó𝑛 (𝑅𝑖𝑝𝑖𝑜)
100 + %𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑐𝑖ó𝑛 (𝑅𝑖𝑝𝑖𝑜)
119
𝐴𝑔𝑢𝑎 = −0,30 𝑘𝑔
Agua de amasado a colocar
𝐴𝑔𝑢𝑎 (𝑎𝑚𝑎𝑠𝑎𝑑𝑜) = 6,57 𝑘𝑔
Corrección por humedad para 90 kg de mezcla
MATERIAL DOSIFICACIÓN CANTIDAD
(kg)
AGUA 0,58 6,57
CEMENTO 1,00 13,08
ARENA 1,34 18,77
RIPIO 3,96 51,50
Con estos datos se realizó la mezcla de prueba y se realizaron correcciones de
humedad para corregir el asentamiento.
MATERIAL DOSIFICACIÓN CANT
(kg)
CANTIDAD
AGREGADA
(kg)
TOTAL
(kg)
DOSIFICACIÓN
FINAL
AGUA 0,58 7,59 0,41 8,00 0,58
CEMENTO 1,00 13,08 0,70 13,78 1,00
ARENA 1,34 17,53 17,53 1,27
RIPIO 3,96 51,80 51,80 3,76
Asentamiento Obtenido: 8,0 cm
120
4.9. Diseño de mezcla de prueba de 28 MPa con ripio ZARANDEADO
(Método DENSIDAD ÓPTIMA)
Datos:
Resistencia a la compresión: f´c = 28 MPa
Condiciones de Exposición Ambiental: Normales
Tamaño Nominal Máximo (T.N.M): 1 1/2” (38,1 mm)
Cuadro de resumen de los ensayos realizados en los agregados a utilizarse
DESCRIPCIÓN ARENA RIPIO UNIDAD
Dsss 2,34 2,44 g/cm3
% Absorción 1,25 4,34 %
Dap Compactada 1,52 1,46 g/cm3
Dap Suelta 1,38 1,34 g/cm3
Módulo de Finura 2,71 6,60
% Húmedad 8,39 3,37 %
Densidad del cemento: 2,77 kg/dcm3
δap.máxima = 1,71 g/cm3
δap.óptima = 1,68 g/cm3
Asentamiento: Se escoge de la Tabla N° 3-1
Asentamiento = 80 mm
Porcentaje cantidad optima de los agregados
Arena= 26%
Ripio= 74%
121
Relación Agua Cemento: A/C = 0,52
Densidad real de la mezcla de agregado grueso y fino:
𝐷𝑀𝑅 =𝐷𝐴𝑠𝑠𝑠 ∗ %𝐴𝐴
100+
𝐷𝑅𝑠𝑠𝑠 ∗ %𝑅𝐴
100
𝐷𝑀𝑅 =2340 ∗ 26
100+
2440 ∗ 74
100
𝐷𝑀𝑅 = 2414,00
Porcentaje óptimo de vacíos:
%𝑂𝑉 =(𝐷𝑅𝑀 − 𝐷𝑂𝑀) ∗ 100
𝐷𝑅𝑀
%𝑂𝑉 =(2414,00 − 1680,00) ∗ 100
2414,00
%𝑂𝑉 = 30,41%
Cantidad de pasta:
Asentamiento = 8cm
𝐶𝑃 = %𝑂𝑉 + 0,9 ∗ %𝑂𝑉
𝐶𝑃 = 30,41 + 0,09 ∗ 30,41
𝐶𝑃 = 33,15 % > 30% ADOPTAMOS= 30%
Cálculo de la cantidad de materiales para un metro cúbico:
Cemento:
𝐶 =10 ∗ 𝐶𝑃
𝑊𝐶 +
1𝐷𝐶𝑅
122
𝐶 =10 ∗ 30,00
0,52 +1
2,77
𝐶 = 340,52 𝑘𝑔/𝑚3
Agua:
𝑊 = 𝐶 ∗𝑊
𝐶
𝑊 = 340,52 ∗ 0,52
𝑊 = 177,07 𝑘𝑔/𝑚3
Arena:
𝐴 = (1 − 𝐶𝑃) ∗𝐷𝐴𝑠𝑠𝑠 ∗ %𝐴𝐴
100
𝐴 = (1 − 0,30) ∗2340 ∗ 26
100
𝐴 = 425,88 𝑘𝑔/𝑚3
Ripio:
𝑅 = (1 − 𝐶𝑃) ∗𝐷𝑅𝑠𝑠𝑠 ∗ %𝐴𝑅
100
𝑅 = (1 − 0,30) ∗2440 ∗ 74
100
𝑅 = 1263,92 𝑘𝑔/𝑚3
123
Dosificación
MATERIAL
D.
APARENTE
(kg/dcm3)
MASA
(kg)
VOLUMEN
(dcm3)
DOSIFICACIÓN
PESO VOLUMEN
AGUA 1,00 177,07 177,07 0,52 0,52
CEMENTO 1,00 340,52 340,52 1,00 1,00
ARENA 1,52 425,88 280,18 1,25 0,82
RIPIO 1,46 1263,92 865,70 3,71 2,54
Se considera un total de 90 kg de mezcla para 6 moldes cilíndricos, en base a este
dato se calcula las cantidades de materiales necesarios para realizar la mezcla de
prueba:
H = 30cm (altura)
D = 15cm (diámetro)
Cantidades para 90 kg de mezcla
MATERIAL DOSIFICACIÓN CANTIDAD
(kg)
AGUA 0,52 7,22
CEMENTO 1,00 13,89
ARENA 1,25 17,36
RIPIO 3,71 51,53
Reajuste de parámetros corrección por humedad
Agregado fino
𝐴𝑟𝑒𝑛𝑎 = 𝑀𝑎𝑠𝑎 (𝐴𝑟𝑒𝑛𝑎)𝑥100 + % 𝐻𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎𝑑
100 + %𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑐𝑖ó𝑛
𝐴𝑟𝑒𝑛𝑎 = 18,58 𝑘𝑔
𝐴𝑔𝑢𝑎 = 𝑀𝑎𝑠𝑎 (𝐴𝑟𝑒𝑛𝑎)𝑥% 𝐻𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎𝑑 (𝐴𝑟𝑒𝑛𝑎) − %𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑐𝑖ó𝑛 (𝐴𝑟𝑒𝑛𝑎)
100 + %𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑐𝑖ó𝑛 (𝐴𝑟𝑒𝑛𝑎)
𝐴𝑔𝑢𝑎 = 1,31 𝑘𝑔
124
Agregado grueso
𝑅𝑖𝑝𝑖𝑜 = 𝑀𝑎𝑠𝑎 (𝑅𝑖𝑝𝑖𝑜)𝑥100 + % 𝐻𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎𝑑
100 + %𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑐𝑖ó𝑛
𝑅𝑖𝑝𝑖𝑜 = 51,23 𝑘𝑔
𝐴𝑔𝑢𝑎 = 𝑀𝑎𝑠𝑎 (𝑅𝑖𝑝𝑖𝑜)𝑥% 𝐻𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎𝑑 (𝑅𝑖𝑝𝑖𝑜) − %𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑐𝑖ó𝑛 (𝑅𝑖𝑝𝑖𝑜)
100 + %𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑐𝑖ó𝑛 (𝑅𝑖𝑝𝑖𝑜)
𝐴𝑔𝑢𝑎 = −0,30 𝑘𝑔
Agua de amasado a colocar
𝐴𝑔𝑢𝑎 (𝑎𝑚𝑎𝑠𝑎𝑑𝑜) = 6,21 𝑘𝑔
Corrección por humedad para 90 kg de mezcla
MATERIAL DOSIFICACIÓN CANTIDAD
(kg)
AGUA 0,52 6,21
CEMENTO 1,00 13,89
ARENA 1,25 18,58
RIPIO 3,71 51,23
Con estos datos se realizó la mezcla de prueba y se realizaron correcciones de
humedad para corregir el asentamiento.
MATERIAL DOSIFICACIÓN CANT
(kg)
CANTIDAD
AGREGADA
(kg)
TOTAL
(kg)
DOSIFICAC
IÓN FINAL
AGUA 0,52 7,22 0,68 7,90 0,52
CEMENTO 1,00 13,89 1,30 15,19 1,00
ARENA 1,25 17,36 17,36 1,14
RIPIO 3,71 51,53 51,53 3,39
Asentamiento Obtenido: 7,0 cm
4.10. Resultados de ensayos a compresión simple de las probetas realizadas
con las mezclas de prueba a los 7 y 14 días
Se consideró realizar mezclas de prueba para ensayar los cilindros a los 7 y 14
días de edad. La resistencia final del hormigón a los 28 días de fraguado, se
125
obtiene mediante la interpolación de la curva de resistencia obtenida por medio de
experimentación, con su respectivo curado constante.
Se realizaron 2 ensayos por cada resistencia, por cada agregado grueso y por cada
método de diseño, en donde cada ensayo contiene 3 probetas, por tal razón se
elaboró 48 probetas a ensayarse: 24 probetas con agregado triturado para
resistencia de 21 MPa y 28 MPa mediante los métodos de diseño de A.C.I y
DENSIDAD ÓPTIMA, Y 24 probetas con agregado zarandeado para resistencia
de 21 MPa y 28 MPa con los métodos de diseño de A.C.I. y DENSIDAD
ÓPTIMA.
A continuación se presentan los resultados de las probetas ensayadas:
Norma: NTE INEN 1573 Fecha Elaboración :
Mina: Rooka Pelufo Fecha Ensayo a los 7 días :
Fecha Ensayo a los 14 días :
DIAM.CARGA
(7 DÍAS)
CARGA
(14 DÍAS)ÁREA
(cm) (kg) (kg) (cm2) (MPa) % Prom. (MPa) % Prom.
15,3 28460 31270 183,85 15,19 16,69
15,2 24640 31740 181,46 13,32 17,16
15,1 26290 30380 179,08 14,40 16,64
15,2 33120 38750 181,46 17,91 20,95
15,0 27660 40300 176,71 15,36 22,37
15,2 32740 36980 181,46 17,70 19,99
15,2 25950 28760 181,46 14,03 15,55
15,1 27180 29310 179,08 14,89 16,06
14,9 27370 33270 174,37 15,40 18,72
15,3 32830 36680 183,85 17,52 19,57
15,3 32130 40900 183,85 17,14 21,82
15,0 31630 40500 176,71 17,56 22,48
Realizado por:
CHACÓN ESPÍN JONATAN ALEXANDER
TORRES OBANDO FREDDY RICARDO
62 76
70 80
80
61 75
Ripio
Zarandeado
28 MPa
68
RESISTENCIA 14 DÍAS
(75-80)%IDENTIFICACIÓN
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADORFacultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
ENSAYOS DE PROBETAS - Método A.C.I.
RESULTADOS DE ENSAYOS DE COMPRESIÓN
10/02/2016
17/02/2016
RESISTENCIA 7 DÍAS
(65-70)%
Ripio Triturado
21 MPa
Ripio Triturado
28 MPa
Ripio
Zarandeado
21 MPa
24/02/2016
126
Se observa que los cilindros realizados por el método de diseño A.C.I. presentan
mayores resistencias que los cilindros realizados por el método de diseño de
Densidad Máxima, sin embargo se menciona lo siguiente:
1- Los cilindros ensayados a los 7 días, no alcanzan la resistencia mínima a
excepción de las muestras diseñadas con resistencia de 21 MPa y mediante el
método A.C.I.
2- Los ensayos realizados a los 14 días, muestran que solo los que se diseñaron
mediante el método A.C.I alcanzan satisfactoriamente los resultados; mientras
Norma: NTE INEN 1573 Fecha Elaboración :
Mina: Rooka Pelufo Fecha Ensayo a los 7 días :
Fecha Ensayo a los 14 días :
DIAM.CARGA
(7 DÍAS)
CARGA
(14 DÍAS)ÁREA
(cm) (kg) (kg) (cm2) (MPa) % Prom. (MPa) % Prom.
15,2 24180 33160 181,46 13,07 17,93
15,2 22040 33520 181,46 11,92 18,12
15,1 22350 32800 179,08 12,24 17,97
15,0 30100 36470 176,71 16,71 20,25
15,0 30540 34610 176,71 16,95 19,21
15,2 30290 34180 181,46 16,38 18,48
15,2 20100 29840 181,46 10,87 16,13
15,1 19920 27400 179,08 10,91 15,01
15,0 22640 29540 176,71 12,57 16,40
15,3 32590 37830 183,85 17,39 20,19
15,2 31650 37960 181,46 17,11 20,52
15,0 32410 34040 176,71 17,99 18,90
Realizado por:
CHACÓN ESPÍN JONATAN ALEXANDER
TORRES OBANDO FREDDY RICARDO
Ripio
Zarandeado
28 MPa
62 71
Ripio Triturado
28 MPa60 69
Ripio
Zarandeado
21 MPa
55 75
Ripio Triturado
21 MPa59 86
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADORFacultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
RESULTADOS DE ENSAYOS DE COMPRESIÓN
10/02/2016
17/02/2016
24/02/2016
ENSAYOS DE PROBETAS - Método DENSIDAD ÓPTIMA
IDENTIFICACIÓNRESISTENCIA 7 DÍAS
(65-70)%
RESISTENCIA 14 DÍAS
(75-80)%
127
que solo los cilindros correspondientes al método de Densidad Óptima y con
resistencia de 21 MPa, alcanza los resultados mínimos.
CAPÍTULO V
5.- DOSIFICACIONES, MEZCLAS DEFINITIVAS Y PROBETAS
5.1. Reajuste de los diseños de mezclas
Debido a las bajas resistencias obtenidas de los cilindros elaborados mediante el
método de Densidad Óptima, se descarta para propósitos de esta investigación;
por lo cual se adopta el método de diseño A.C.I., pero se plantea realizar nuevos
cilindros para obtener resistencias de 21 MPa y 28 MPa, con ripio TRITURADO
y ripio ZARANDEADO.
En este caso las resistencias de los cilindros que se obtuvieron por el método
A.C.I. se consideran como satisfactorias, considerando la curva de resistencias en
función del tiempo, por lo tanto no se realiza ninguna corrección a los diseños.
5.2 Determinación del número total de probetas en la investigación
Las probetas de hormigón que se elaboran en los ensayos deben estar de acuerdo
al tamaño del agregado que se utilizara para la mezcla, en nuestro caso se
utilizaron probetas estándar de acurdo a la norma ASTM C-192:
Altura = 300 mm
Diámetro = 150 mm
Número total de probetas de prueba definitivas
MÉTODO A.C.I.
AGREGADO
GRUESO RESISTENCIA
CANT. DE PROBETAS POR EDAD
TOTAL 7
DÍAS 14 DÍAS 21 DÍAS
28
DÍAS
TRITURADO 21 MPa 3 3 3 3 12
28 MPa 3 3 3 3 12
ZARANDEA
DO
21 MPa 3 3 3 3 12
28 MPa 3 3 3 3 12
TOTAL 48
128
5.3. Mezcla definitiva para f’c=21 MPa con agregado grueso TRITURADO,
mediante método A.C.I.
Cuadro de resumen de los ensayos realizados en los agregados a utilizarse
DESCRIPCIÓN ARENA RIPIO UNIDAD
Dsss 2,34 2,49 g/cm3
% Absorción 1,25 2,78 %
Dap Compactada 1,52 1,39 g/cm3
Dap Suelta 1,38 1,26 g/cm3
Módulo de Finura 2,71 7,30
% Húmedad 7,51 0,21 %
Dosificación original para 1 m3
MATERIAL MASA (kg) VOLUMEN
(dcm3) DOSIFICACIÓN
AGUA 195,00 195,00 0,58
CEMENTO 336,21 121,38 1,00
ARENA 677,62 289,58 2,02
RIPIO 943,81 379,04 2,81
AIRE ---- 15,00
Se considera un total de 180 kg de mezcla para 12 moldes cilíndricos, en base a
este dato se calcula las cantidades de materiales necesarios para realizar la mezcla
definitiva:
H = 30cm (altura)
D = 15cm (diámetro)
Cantidades para 90 kg de mezcla
MATERIAL DOSIFICACIÓN CANTIDAD (kg)
AGUA 0,58 16,29
CEMENTO 1,00 28,08
ARENA 2,02 56,72
RIPIO 2,81 78,90
129
Reajuste de parámetros corrección por humedad
Agregado fino
𝐴𝑟𝑒𝑛𝑎 = 𝑀𝑎𝑠𝑎 (𝐴𝑟𝑒𝑛𝑎)𝑥100 + % 𝐻𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎𝑑
100 + %𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑐𝑖ó𝑛
𝐴𝑟𝑒𝑛𝑎 = 60,23 𝑘𝑔
𝐴𝑔𝑢𝑎 = 𝑀𝑎𝑠𝑎 (𝐴𝑟𝑒𝑛𝑎)𝑥% 𝐻𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎𝑑 (𝐴𝑟𝑒𝑛𝑎) − %𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑐𝑖ó𝑛 (𝐴𝑟𝑒𝑛𝑎)
100 + %𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑐𝑖ó𝑛 (𝐴𝑟𝑒𝑛𝑎)
𝐴𝑔𝑢𝑎 = 3,72 𝑘𝑔
Agregado grueso
𝑅𝑖𝑝𝑖𝑜 = 𝑀𝑎𝑠𝑎 (𝑅𝑖𝑝𝑖𝑜)𝑥100 + % 𝐻𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎𝑑
100 + %𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑐𝑖ó𝑛
𝑅𝑖𝑝𝑖𝑜 = 76,93 𝑘𝑔
𝐴𝑔𝑢𝑎 = 𝑀𝑎𝑠𝑎 (𝑅𝑖𝑝𝑖𝑜)𝑥% 𝐻𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎𝑑 (𝑅𝑖𝑝𝑖𝑜) − %𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑐𝑖ó𝑛 (𝑅𝑖𝑝𝑖𝑜)
100 + %𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑐𝑖ó𝑛 (𝑅𝑖𝑝𝑖𝑜)
𝐴𝑔𝑢𝑎 = −1,92 𝑘𝑔
Agua de amasado a colocar
𝐴𝑔𝑢𝑎 (𝑎𝑚𝑎𝑠𝑎𝑑𝑜) = 14,49 𝑘𝑔
Corrección por humedad para 180 kg de mezcla
MATERIAL DOSIFICACIÓN CANTIDAD
(kg)
AGUA 0,58 14,49
CEMENTO 1,00 28,08
ARENA 2,02 60,23
RIPIO 2,81 76,93
130
Con estos datos se realizó las mezclas definitivas y se realizaron correcciones de
humedad para corregir el asentamiento.
MATERIAL DOSIFICACIÓN CANT
(kg)
CANTIDAD
AGREGADA
(kg)
TOTAL
(kg)
DOSIFICACIÓN
FINAL
AGUA 0,58 16,29 0,87 17,16 0,58
CEMENTO 1,00 28,08 1,5 29,58 1,00
ARENA 2,02 56,72 56,72 1,92
RIPIO 2,81 78,90 78,90 2,67
Asentamiento Obtenido: 9,5 cm
5.4. Mezcla definitiva para f’c=28 MPa con agregado grueso TRITURADO,
mediante método A.C.I.
Cuadro de resumen de los ensayos realizados en los agregados a utilizarse
DESCRIPCIÓN ARENA RIPIO UNIDAD
Dsss 2,34 2,49 g/cm3
% Absorción 1,25 2,78 %
Dap Compactada 1,52 1,39 g/cm3
Dap Suelta 1,38 1,26 g/cm3
Módulo de Finura 2,71 7,30
% Húmedad 7,51 0,21 %
Dosificación original para 1 m3
MATERIAL MASA (kg) VOLUMEN
(dcm3) DOSIFICACIÓN
AGUA 195,00 195,00 0,52
CEMENTO 375,00 135,38 1,00
ARENA 644,86 275,58 1,72
RIPIO 943,81 379,04 2,52
AIRE ---- 15,00
Se considera un total de 180 kg de mezcla para 12 moldes cilíndricos, en base a
este dato se calcula las cantidades de materiales necesarios para realizar la mezcla
definitiva:
131
H = 30cm (altura)
D = 15cm (diámetro)
Cantidades para 180 kg de mezcla
MATERIAL DOSIFICACIÓN CANTIDAD
(kg)
AGUA 0,52 16,25
CEMENTO 1,00 31,25
ARENA 1,72 53,75
RIPIO 2,52 78,75
Reajuste de parámetros corrección por humedad
Agregado fino
𝐴𝑟𝑒𝑛𝑎 = 𝑀𝑎𝑠𝑎 (𝐴𝑟𝑒𝑛𝑎)𝑥100 + % 𝐻𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎𝑑
100 + %𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑐𝑖ó𝑛
𝐴𝑟𝑒𝑛𝑎 = 57,07 𝑘𝑔
𝐴𝑔𝑢𝑎 = 𝑀𝑎𝑠𝑎 (𝐴𝑟𝑒𝑛𝑎)𝑥% 𝐻𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎𝑑 (𝐴𝑟𝑒𝑛𝑎) − %𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑐𝑖ó𝑛 (𝐴𝑟𝑒𝑛𝑎)
100 + %𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑐𝑖ó𝑛 (𝐴𝑟𝑒𝑛𝑎)
𝐴𝑔𝑢𝑎 = 3,53 𝑘𝑔
Agregado grueso
𝑅𝑖𝑝𝑖𝑜 = 𝑀𝑎𝑠𝑎 (𝑅𝑖𝑝𝑖𝑜)𝑥100 + % 𝐻𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎𝑑
100 + %𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑐𝑖ó𝑛
𝑅𝑖𝑝𝑖𝑜 = 76,78 𝑘𝑔
𝐴𝑔𝑢𝑎 = 𝑀𝑎𝑠𝑎 (𝑅𝑖𝑝𝑖𝑜)𝑥% 𝐻𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎𝑑 (𝑅𝑖𝑝𝑖𝑜) − %𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑐𝑖ó𝑛 (𝑅𝑖𝑝𝑖𝑜)
100 + %𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑐𝑖ó𝑛 (𝑅𝑖𝑝𝑖𝑜)
𝐴𝑔𝑢𝑎 = −1,92 𝑘𝑔
Agua de amasado a colocar
132
𝐴𝑔𝑢𝑎 (𝑎𝑚𝑎𝑠𝑎𝑑𝑜) = 14,64 𝑘𝑔
Corrección por humedad para 180 kg de mezcla
MATERIAL DOSIFICACIÓN CANTIDAD
(kg)
AGUA 0,52 14,64
CEMENTO 1,00 31,25
ARENA 1,72 57,07
RIPIO 2,52 76,78
Con estos datos se realizó la mezcla definitiva y se realizaron correcciones de
humedad para corregir el asentamiento.
MATERIAL DOSIFICACIÓN CANT
(kg)
CANTIDAD
AGREGADA
(kg)
TOTAL
(kg)
DOSIFICACIÓN
FINAL
AGUA 0,52 16,25 0,94 17,19 0,52
CEMENTO 1,00 31,25 1,8 33,05 1,00
ARENA 1,72 53,75 53,75 1,63
RIPIO 2,52 78,75 78,75 2,38
Asentamiento Obtenido: 7,5 cm
5.5. Mezcla definitiva para f’c=21 MPa con agregado grueso
ZARANDEADO, mediante método A.C.I.
Cuadro de resumen de los ensayos realizados en los agregados a utilizarse
DESCRIPCIÓN ARENA RIPIO UNIDAD
Dsss 2,34 2,44 g/cm3
% Absorción 1,26 4,34 %
Dap Compactada 1,52 1,46 g/cm3
Dap Suelta 1,38 1,34 g/cm3
Módulo de Finura 2,71 6,60
% Húmedad 7,51 1,45 %
133
Dosificación original para 1 m3
MATERIAL MASA (kg) VOLUMEN
(dcm3) DOSIFICACIÓN
AGUA 175,00 175,00 0,58
CEMENTO 301,72 108,92 1,00
ARENA 631,52 269,88 2,09
RIPIO 1064,34 436,20 3,53
AIRE ---- 10,00
Se considera un total de 180 kg de mezcla para 12 moldes cilíndricos, en base a
este dato se calcula las cantidades de materiales necesarios para realizar la mezcla
definitiva:
H = 30cm (altura)
D = 15cm (diámetro)
Cantidades para 180 kg de mezcla
MATERIAL DOSIFICACIÓN CANTIDAD
(kg)
AGUA 0,58 14,50
CEMENTO 1,00 25,00
ARENA 2,09 52,25
RIPIO 3,53 88,25
Reajuste de parámetros corrección por humedad
Agregado fino
𝐴𝑟𝑒𝑛𝑎 = 𝑀𝑎𝑠𝑎 (𝐴𝑟𝑒𝑛𝑎)𝑥100 + % 𝐻𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎𝑑
100 + %𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑐𝑖ó𝑛
𝐴𝑟𝑒𝑛𝑎 = 55,48 𝑘𝑔
𝐴𝑔𝑢𝑎 = 𝑀𝑎𝑠𝑎 (𝐴𝑟𝑒𝑛𝑎)𝑥% 𝐻𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎𝑑 (𝐴𝑟𝑒𝑛𝑎) − %𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑐𝑖ó𝑛 (𝐴𝑟𝑒𝑛𝑎)
100 + %𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑐𝑖ó𝑛 (𝐴𝑟𝑒𝑛𝑎)
134
𝐴𝑔𝑢𝑎 = 3,43 𝑘𝑔
Agregado grueso
𝑅𝑖𝑝𝑖𝑜 = 𝑀𝑎𝑠𝑎 (𝑅𝑖𝑝𝑖𝑜)𝑥100 + % 𝐻𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎𝑑
100 + %𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑐𝑖ó𝑛
𝑅𝑖𝑝𝑖𝑜 = 85,81 𝑘𝑔
𝐴𝑔𝑢𝑎 = 𝑀𝑎𝑠𝑎 (𝑅𝑖𝑝𝑖𝑜)𝑥% 𝐻𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎𝑑 (𝑅𝑖𝑝𝑖𝑜) − %𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑐𝑖ó𝑛 (𝑅𝑖𝑝𝑖𝑜)
100 + %𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑐𝑖ó𝑛 (𝑅𝑖𝑝𝑖𝑜)
𝐴𝑔𝑢𝑎 = −2,38 𝑘𝑔
Agua de amasado a colocar
𝐴𝑔𝑢𝑎 (𝑎𝑚𝑎𝑠𝑎𝑑𝑜) = 13,45 𝑘𝑔
Corrección por humedad para 180 kg de mezcla
MATERIAL DOSIFICACIÓN CANTIDAD
(kg)
AGUA 0,58 13,45
CEMENTO 1,00 25,00
ARENA 2,09 55,48
RIPIO 3,53 85,81
Con estos datos se realizó la mezcla definitiva y se realizaron correcciones de
humedad para corregir el asentamiento.
MATERIAL DOSIFICACIÓN CANT
(kg)
CANTIDAD
AGREGADA
(kg)
TOTAL
(kg)
DOSIFICACIÓN
FINAL
AGUA 0,58 14,50 0,87 15,37 0,58
CEMENTO 1,00 25,00 1,50 26,50 1,00
ARENA 2,09 52,25 52,25 1,97
RIPIO 3,53 88,25 88,25 3,33
Asentamiento Obtenido: 8,5 cm
135
5.6. Mezcla definitiva para f’c=28 MPa con agregado grueso
ZARANDEADO, mediante método A.C.I.
Cuadro de resumen de los ensayos realizados en los agregados a utilizarse
DESCRIPCIÓN ARENA RIPIO UNIDAD
Dsss 2,34 2,44 g/cm3
% Absorción 1,26 4,34 %
Dap Compactada 1,52 1,46 g/cm3
Dap Suelta 1,38 1,34 g/cm3
Módulo de Finura 2,71 6,60
% Húmedad 7,51 1,45 %
Dosificación original para 1 m3
MATERIAL MASA (kg) VOLUMEN
(dcm3) DOSIFICACIÓN
AGUA 175,00 175,00 0,52
CEMENTO 336,54 121,49 1,00
ARENA 602,11 257,31 1,79
RIPIO 1064,34 436,20 3,16
AIRE ---- 10,00
Se considera un total de 180 kg de mezcla para 12 moldes cilíndricos, en base a
este dato se calcula las cantidades de materiales necesarios para realizar la mezcla
definitiva:
H = 30cm (altura)
D = 15cm (diámetro)
Cantidades para 180 kg de mezcla
MATERIAL DOSIFICACIÓN CANTIDAD (kg)
AGUA 0,52 14,47
CEMENTO 1,00 27,82
ARENA 1,79 49,80
RIPIO 3,16 87,91
136
Reajuste de parámetros corrección por humedad
Agregado fino
𝐴𝑟𝑒𝑛𝑎 = 𝑀𝑎𝑠𝑎 (𝐴𝑟𝑒𝑛𝑎)𝑥100 + % 𝐻𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎𝑑
100 + %𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑐𝑖ó𝑛
𝐴𝑟𝑒𝑛𝑎 = 52,88 𝑘𝑔
𝐴𝑔𝑢𝑎 = 𝑀𝑎𝑠𝑎 (𝐴𝑟𝑒𝑛𝑎)𝑥% 𝐻𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎𝑑 (𝐴𝑟𝑒𝑛𝑎) − %𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑐𝑖ó𝑛 (𝐴𝑟𝑒𝑛𝑎)
100 + %𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑐𝑖ó𝑛 (𝐴𝑟𝑒𝑛𝑎)
𝐴𝑔𝑢𝑎 = 3,27 𝑘𝑔
Agregado grueso
𝑅𝑖𝑝𝑖𝑜 = 𝑀𝑎𝑠𝑎 (𝑅𝑖𝑝𝑖𝑜)𝑥100 + % 𝐻𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎𝑑
100 + %𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑐𝑖ó𝑛
𝑅𝑖𝑝𝑖𝑜 = 85,48 𝑘𝑔
𝐴𝑔𝑢𝑎 = 𝑀𝑎𝑠𝑎 (𝑅𝑖𝑝𝑖𝑜)𝑥% 𝐻𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎𝑑 (𝑅𝑖𝑝𝑖𝑜) − %𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑐𝑖ó𝑛 (𝑅𝑖𝑝𝑖𝑜)
100 + %𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑐𝑖ó𝑛 (𝑅𝑖𝑝𝑖𝑜)
𝐴𝑔𝑢𝑎 = −2,37 𝑘𝑔
Agua de amasado a colocar
𝐴𝑔𝑢𝑎 (𝑎𝑚𝑎𝑠𝑎𝑑𝑜) = 13,57 𝑘𝑔
Corrección por humedad para 180 kg de mezcla
MATERIAL DOSIFICACIÓN CANTIDAD
(kg)
AGUA 0,52 13,57
CEMENTO 1,00 27,82
ARENA 1,79 52,88
RIPIO 3,16 85,48
137
Con estos datos se realizó la mezcla definitiva y se realizaron correcciones de
humedad para corregir el asentamiento.
MATERIAL DOSIFICACIÓN CANT
(kg)
CANT.
AGREGADA
(kg)
TOTAL
(kg)
DOSIFICACIÓ
N FINAL
AGUA 0,52 14,47 0,88 15,35 0,52
CEMENTO 1,00 27,82 1,70 29,52 1,00
ARENA 1,79 49,80 49,80 1,69
RIPIO 3,16 87,91 87,91 2,98
Asentamiento Obtenido: 8,0 cm
5.7. Elaboración y toma de muestras17
De acuerdo a la norma NTE INEN 1576:2011, se elaboraron las mezclas
definitivas de hormigón para las resistencias especificadas de 21MPa y 28MPa, de
esta forma los materiales siguieron el siguiente orden de colocación dentro de la
concretera.
Una Tercera parte de agua
Todo el agregado grueso
Todo el agregado fino
Una tercera parte de agua
Todo el cemento
La restante parte de agua (en forma progresiva)
Los materiales fueron mezclados durante aproximadamente 5 minutos,
consiguiendo una mezcla homogénea y uniforme, se realizó el chequeo de la
mezcla mediante el ensayo del cono de Abrams de acuerdo a la norma ASTM C-
143, y se colocó el agua destinada para la corrección por el contenido de humedad
de los agregados.
17 Tesis - MÓDULO ESTÁTICO DE ELASTICIDAD DEL HORMIGÓN EN BASE A SU
RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN SIMPLE f´c = 21MPa Y 30 MPa. – Pag. 177
138
5.8 Almacenamiento en la cámara de humedad
Después de desencofrar las probetas de hormigón se realiza el correspondiente
curado, colocándolos en la cámara de humedad. Este proceso es muy importante
realizarlo a tempranas edades, ya que influye en gran manera en los resultados
finales de resistencia a la compresión, así lo menciona la Norma Técnica
Ecuatoriana NTE INEN 258 (2010).
El ambiente, en un gabinete húmedo o en una cámara de curado, debe tener una
temperatura de 23,0 °C ± 2,0 °C y una humedad relativa no menor a 95%. La
humedad en el ambiente debe estar saturada hasta el grado necesario para asegurar
que las superficies expuestas de todos los especímenes en almacenamiento,
puedan verse húmedos y sentirse húmedos todo el tiempo. Todas las cámaras de
curado como los gabinetes húmedos deben estar equipados con un registrador de
temperatura. El uso de equipos para registro de humedad es opcional. Las repisas
sobre las cuales se colocan los especímenes frescos, deben estar niveladas.18
Las condiciones ambientales internas deben ser tales que los especímenes de
ensayo en almacenamiento, deben mantener en todo momento agua libre, en la
totalidad de su superficie. Los especímenes no deben estar expuestos a goteos ni a
agua corriente.19
18 NORMA NTE INEN 2 528:2010 - Cámaras de curado, gabinetes húmedos, tanques para
almacenamiento en agua y cuartos para elaborar mezclas, utilizados en ensayos de Cemento
hidráulico y hormigón. Requisitos. – Pag. 2 19 NORMA NTE INEN 2 528:2010 - Cámaras de curado, gabinetes húmedos, tanques para
almacenamiento en agua y cuartos para elaborar mezclas, utilizados en ensayos de Cemento
hidráulico y hormigón. Requisitos. – Pag. 3
139
5.9 Resultados definitivos de ensayos de compresión en probetas de hormigón
simple
Ensayos realizados a los 7 días.
De acuerdo a los ensayos correspondientes a los 7 días, solo los cilindros
realizados con ripio TRITURADO f’c=28 MPa y ripio ZARANDEADO f’c=21
MPa, alcanza un porcentaje satisfactorio que es del rango entre 65%-70%;
mientras que los demás cilindros no alcanzan estar en dicho porcentaje.
Norma: NTE INEN 1573 Fecha Elaboración :
Mina: Rooka Pelufo Fecha Ensayo :
RESULTADO= 1
DIAM. EDAD CARGA ÁREA
NOMBRE N.- (cm) (DÍAS) (kg) (cm2) (MPa) (MPa Prom.) %
1 15,1 7 24730 179,08 13,55
2 15,2 7 24470 181,46 13,23
3 15,1 7 23090 179,08 12,65
1 15,1 7 36190 179,08 19,82
2 15,2 7 36080 181,46 19,51
3 15,2 7 35230 181,46 19,05
1 15,2 7 25150 181,46 13,60
2 15,2 7 24980 181,46 13,50
3 15,3 7 26030 183,85 13,89
1 15,3 7 35070 183,85 18,71
2 15,0 7 31800 176,71 17,65
3 15,2 7 32220 181,46 17,42
Realizado por:
CHACÓN ESPÍN JONATAN ALEXANDER
TORRES OBANDO FREDDY RICARDO
ENSAYOS DE PROBETAS - Método A.C.I.
Ripio Triturado
21 MPa63
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADORFacultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
RESULTADOS DE ENSAYOS DE COMPRESIÓN03/03/2016
10/03/2016
Ripio
Zarandeado
28 MPa
64
RESISTENCIA IDENTIFICACIÓN
13,14
19,46
13,66
17,93
Ripio Triturado
28 MPa70
Ripio
Zarandeado
21 MPa
65
140
Ensayos realizados a los 14 días.
A la edad de los 14 días, todas las probetas alcanzar el porcentaje correspondiente
que está en el rango de 75% y 80%.
Los hormigones realizados con ripio triturado alcanzan mayores resistencias que
los realizados con ripio zarandeado, tanto para 21 MPa y 28 MPa.
Norma: NTE INEN 1573 Fecha Elaboración :
Mina: Rooka Pelufo Fecha Ensayo :
RESULTADO= 2
DIAM. EDAD CARGA ÁREA
NOMBRE N.- (cm) (DÍAS) (kg) (cm2) (MPa) (MPa Prom.) %
1 15,2 14 34340 181,46 18,56
2 15,3 14 35560 183,85 18,97
3 15,3 14 35360 183,85 18,87
1 15,1 14 42570 179,08 23,32
2 15,3 14 46030 183,85 24,56
3 15,2 14 45190 181,46 24,43
1 15,2 14 26410 181,46 14,28
2 15,3 14 33240 183,85 17,74
3 15,3 14 37340 183,85 19,92
1 15,0 14 45180 176,71 25,08
2 15,0 14 38080 176,71 21,14
3 15,3 14 37690 183,85 20,11
Realizado por:
CHACÓN ESPÍN JONATAN ALEXANDER
TORRES OBANDO FREDDY RICARDO
Ripio
Zarandeado
28 MPa
22,11 79
Ripio Triturado
28 MPa24,10 86
Ripio
Zarandeado
21 MPa
17,31 82
17/03/2016
ENSAYOS DE PROBETAS - Método A.C.I.
IDENTIFICACIÓN RESISTENCIA
Ripio Triturado
21 MPa18,80 90
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADORFacultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Carrera de Ingeniería Civil
RESULTADOS DE ENSAYOS DE COMPRESIÓN
03/03/2016
141
Ensayos realizados a los 21 días.
Los resultados correspondientes a los 21 días son satisfactorios, con un porcentaje
de resistencia especificada mayor al 90%.
Las probetas con ripio triturado diseñadas para f’c= 21 MPa ya alcanzaron la
resistencia especificada obteniéndose un promedio de 21,26 MPa.
Norma: NTE INEN 1573 Fecha Elaboración :
Mina: Rooka Pelufo Fecha Ensayo :
RESULTADO= 3
DIAM. EDAD CARGA ÁREA
NOMBRE N.- (cm) (DÍAS) (kg) (cm2) (MPa) (MPa Prom.) %
1 15,0 21 37760 176,71 20,96
2 15,2 21 38430 181,46 20,78
3 15,0 21 39710 176,71 22,04
1 15,2 21 49390 181,46 26,70
2 15,3 21 50210 183,85 26,79
3 15,3 21 48570 183,85 25,92
1 15,0 21 38210 176,71 21,21
2 15,1 21 36490 179,08 19,99
3 15,3 21 36660 183,85 19,56
1 15,1 21 46170 179,08 25,29
2 15,3 21 48370 183,85 25,81
3 15,2 21 46500 181,46 25,14
Realizado por:
CHACÓN ESPÍN JONATAN ALEXANDER
TORRES OBANDO FREDDY RICARDO
Ripio
Zarandeado
28 MPa
25,41 91
Ripio Triturado
28 MPa26,47 95
Ripio
Zarandeado
21 MPa
20,25 96
IDENTIFICACIÓN RESISTENCIA
Ripio Triturado
21 MPa21,26 101
Carrera de Ingeniería Civil
RESULTADOS DE ENSAYOS DE COMPRESIÓN
03/03/2016
24/03/2016
ENSAYOS DE PROBETAS - Método A.C.I.
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADORFacultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
142
Ensayos realizados a los 28 días.
Todas las probetas alcanzan resultados esperados, cumpliendo satisfactoriamente
con la resistencia especificada correspondiente.
Norma: NTE INEN 1573 Fecha Elaboración :
Mina: Rooka Pelufo Fecha Ensayo :
RESULTADO= 4
DIAM. EDAD CARGA ÁREA
NOMBRE N.- (cm) (DÍAS) (kg) (cm2) (MPa) (MPa Prom.) %
1 15,0 28 41720 176,71 23,16
2 15,0 28 42360 176,71 23,52
3 15,1 28 42750 179,08 23,42
1 15,1 28 52350 179,08 28,68
2 15,1 28 51820 179,08 28,39
3 15,3 28 53470 183,85 28,53
1 15,0 28 40320 176,71 22,38
2 15,1 28 38970 179,08 21,35
3 15,1 28 39840 179,08 21,82
1 15,0 28 50110 176,71 27,82
2 15,0 28 51650 176,71 28,67
3 15,3 28 50360 183,85 26,87
Realizado por:
CHACÓN ESPÍN JONATAN ALEXANDER
TORRES OBANDO FREDDY RICARDO
Ripio
Zarandeado
28 MPa
27,79 99
Ripio Triturado
28 MPa28,53 102
Ripio
Zarandeado
21 MPa
21,85 104
IDENTIFICACIÓN RESISTENCIA
Ripio Triturado
21 MPa23,37 111
Carrera de Ingeniería Civil
RESULTADOS DE ENSAYOS DE COMPRESIÓN
03/03/2016
31/03/2016
ENSAYOS DE PROBETAS - Método A.C.I.
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADORFacultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
143
5.10 Resumen de resultados de compresión simple y diagramas
Los diagramas 1–1 y 1-2 representa la curva de %resistencia vs tiempo,
correspondiente a hormigones diseñados con ripio TRITURADO y ripio
ZARANDEADO respectivamente tanto para 21 MPa y 28 MPa, durante 28 días.
En estos diagramas se puede observar que los hormigones cumplen con la
resistencia especificada de cada uno.
(MPa) (%) (MPa) (%) (MPa) (%) (MPa) (%)
0 0,00 0 0,00 0 0,00 0 0,00 0
7 13,14 63 19,46 70 13,66 65 17,93 64
14 18,80 90 24,10 86 17,31 82 22,11 79
21 21,26 101 26,47 95 20,25 96 25,41 91
28 23,37 111 28,53 104 21,85 104 27,79 99
Realizado por:
CHACÓN ESPÍN JONATAN ALEXANDER
TORRES OBANDO FREDDY RICARDO
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADORFacultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
DÍAS
TRITURADO
21 MPa
TRITURADO
28 MPa
ZARANDEADO
21 MPa
ZARANDEADO
28 MPa
Carrera de Ingeniería Civil
RESUMEN DE ENSAYOS DE PROBETAS
144
Diagrama N° 1.1: Material triturado vs material zarandeado 21 MPa
Realizado: Autores
0
20
40
60
80
100
120
0 7 14 21 28
RES
ISTE
NC
IA (
%)
TIEMPO (DÍAS)
CURVA - TRITURADO vs ZARANDEADO - 21 MPa
Trirurado 21 MPa Zarandeado 21 MPa
145
Diagrama 1. 2: Material triturado vs material zarandeado 28 MPa
Realizado: Autores
0
20
40
60
80
100
120
0 7 14 21 28
RES
ISTE
NC
IA (
%)
TIEMPO (DÍAS)
CURVA - TRITURADO vs ZARANDEADO - 28 MPa
Trirurado 28 MPa Zarandeado 28 MPa
146
CAPÍTULO VI
6.- RESULTADOS FINALES
6.1. Análisis y comparación de los resultados de los hormigones realizados
con agregado triturado y zarandeado.
Los ensayos muestran que todos los cilindros cumplen con las resistencias
especificadas (f’c), a excepción de los cilindros diseñados para f’c=28MPa
utilizando ripio zarandeado, que alcanzaron una resistencia promedio de 27,79
MPa, sin embargo este valor está en el rango aceptable, ya que el A.C.I permite
una resistencia menor a la resistencia especificada (f’c), cuya diferencia no sea
mayor de 3,5 MPa.
Los hormigones realizados utilizando ripio triturado presentan una resistencia
mayor que los elaborados con ripio zarandeado.
Las probetas diseñadas para f’c=21 MPa utilizando agregado triturado, presenta
resistencias más bajas a los 7 días en comparación con las probetas diseñadas
para f’c=21 MPa utilizando ripio zarandeado; pero al cumplir los 28 días de edad,
las probetas elaboradas con ripio triturado tienen mayor resistencia que las
`probetas realizadas con ripio zarandeado.
El agregado zarandeado cumple satisfactoriamente al ser utilizado para diseñar
hormigones de resistencias bajas y medianas; pero no es conveniente utilizarlo
para resistencias altas, debido a su gran porosidad y mala granulometria, y
principalmente porque de acuerdo a los resultados se necesita la utilizacion de una
cantidad de cemento mayor.
6.2. Análisis y comparación de cantidad de materiales sueltos para las
mezclas de 21 MPa y 28 MPa, del material triturado y zarandeado
Los materiales necesarios para elaborar hormigón en obra se calcula a partir de la
dosificación de diseño, para este análisis consideraremos los volúmenes de
materiales sueltos para realizar 1 m3 de hormigón, para lo cual utilizaremos las
densidades aparentes sueltas correspondientes a cada material.
147
Tabla 4-1: Cantidad de volumenes sueltos de materiales con ripio triturado para
21 MPa
TRITURADO 21 MPa
MATERIAL MASA
(kg)
D. aparente
suelta
(kg/dcm3)
CEMENTO
(kg/saco) CANTIDADES
AGUA 195 195 lt
CEMENTO 336,21 50 6,72 sacos
ARENA 677,62 1,38 491,03 dcm3
RIPIO 943,81 1,26 749,06 dcm3
Realizado: Autores
Tabla 4-2: Cantidad de volumenes sueltos de materiales con ripio triturado para
28 MPa
TRITURADO 28 MPa
MATERIAL MASA
(kg)
D. aparente
suelta
(kg/dcm3)
CEMENTO
(kg/saco) CANTIDADES
AGUA 195 195 lt
CEMENTO 375 50 7,50 sacos
ARENA 644,86 1,38 467,29 dcm3
RIPIO 943,81 1,26 749,06 dcm3
Realizado: Autores
Tabla 4-3: Cantidad de volumenes sueltos de materiales con ripio zarandeado
para 21MPa
ZARANDEADO 21 MPa
MATERIAL MASA (kg)
D. aparente
suelta
(kg/dcm3)
CEMENTO
(kg/saco) CANTIDADES
AGUA 175 175 lt
CEMENTO 301,72 50 6,03 sacos
ARENA 631,52 1,38 457,62 dcm3
RIPIO 1064,34 1,34 794,28 dcm3
Realizado: Autores
148
Tabla 4-4: Cantidad de volumenes sueltos de materiales con ripio zarandeado
para 28MPa
ZARANDEADO 28 MPa
MATERIAL MASA (kg)
D. aparente
suelta
(kg/dcm3)
CEMENTO
(kg/saco) CANTIDADES
AGUA 175 175 lt
CEMENTO 336,54 50 6,73 sacos
ARENA 602,11 1,38 436,31 dcm3
RIPIO 1064,34 1,34 794,28 dcm3
Realizado: Autores
Los volúmenes de ripio que se obtienen mediante el diseño del A.C.I, dependen
del tamaño máximo de las partículas del ripio y el módulo de finura de la arena,
por tal razón los volúmenes de agregado grueso son los mismos para 21 MPa y 28
MPa considerando los mismos materiales.
Los diseños de hormigón al utilizar ripio triturado necesitan menor cantidad de
agregado grueso en comparación con los diseños de hormigón al utilizar ripio
zarandeado, 749,06 dm3 y 794,28 dm3 respectivamente, porque el método de
diseño A.C.I. demanda mayor cantidad de material mientras mayor sea el Tamaño
Nominal Máximo del ripio, en este caso el agregado triturado tiene un T.N.M. de
1 pulgada mientras que el T.N.M. del ripio zarandeado es de 1 ½ pulgada.
La cantidad de cemento necesaria para las mezclas de hormigón está en función
de la relación agua / cemento de las tablas correspondientes al método de diseño
A.C.I., y mientras mayor sea el Tamaño Nominal Máximo del ripio, menor será la
cantidad de agua requerida y por ende menor será la cantidad de cemento. Esto
explica la razón por la que los diseños realizados con el ripio zarandeado utilizan
menor cantidad de cemento que los diseños elaborados con ripio triturado ya que
sus tamaños máximos son de 1 1/2” y 1” respectivamente.
Finalmente la arena es calculada con el volumen faltante para completar 1 m3 de
hormigón, y de acuerdo a las tablas de volúmenes de material suelto, se observa
que el hormigón con ripio triturado necesita mayor cantidad de agregado fino que
el hormigón realizado con ripio zarandeado, porque la cantidad de agregado
149
grueso depende de su Tamaño Nominal Máximo, y el T.N.M. del ripio triturado
es menor que el T.N.M del ripio zarandeado.
6.3. Análisis económico de materiales para las mezclas de 21 MPa y 28 MPa,
del material triturado y zarandeado
Los precios que utilizamos para hacer el análisis de costos estimados de los
materiales, son los que pertenecen a la mina Rooka Pelufo y con los que se
comercializan los agregados finos y gruesos; mientras que para el cemento se
utilizó precios que se encuentran en el mercado. El agua no se considera en este
análisis debido a su muy bajo costo y por tal razón no tiene influencia importante
en el precio global del hormigón.
El precio estimado de la arena es de $3,50/m3; del ripio zarandeado $3,50/m3;
ripio triturado 12,50/m3; y el cemento Holcim GU tiene un costo de $7,80/ saco.
Estos precios incluyen el Impuesto al Valor Agregado (I.V.A.) y corresponden al
mes de febrero del año 2016 que es cuando se elaboró las mezclas de hormigón.
TRITURADO
21MPa
ZARANDEADO
21MPa
TRITURADO
28MPa
ZARANDEADO
28MPa
AGUA 0,58 0,58 0,52 0,52
CEMENTO 1 1 1 1
ARENA 2,02 2,09 1,72 1,79
RIPIO 2,81 3,53 2,52 3,16
Acentamiento 9,50 8,50 7,50 8,00
COMPARACIÓN DE DOSIFICACIÓN AL PESO DE LOS MATERIALES
AGUA 29,02 lt 29,02 lt 26,00 lt 26,00 lt
CEMENTO 1,00 saco 1,00 saco 1,00 saco 1,00 saco
ARENA 2,71 parihuelas 2,81 parihuelas 2,31 parihuelas 2,40 parihuelas
RIPIO 4,13 parihuelas 4,88 parihuelas 3,70 parihuelas 4,37 parihuelas
Acentamiento 9,50 cm 8,50 cm 7,50 cm 8,00 cm
NOTA: Las dimensiones de las parihuelas don de 30cmx30cmx30cm
COMPARACIÓN DE DOSIFICACIÓN AL VOLUMEN DE LOS MATERIALES
TRITURADO
21MPa
ZARANDEADO
21MPa
TRITURADO
28MPa
ZARANDEADO
28MPa
150
Tabla 4-5: Precios de materiales con ripio triturado para 21MPa
Realizado: Autores
Tabla 4-6: Precios de materiales con ripio triturado para 28MPa
Realizado: Autores
Tabla 4-7: Precios de materiales con ripio zarandeado para 21MPa
Realizado: Autores
MATERIAL PRECIO
UNITARIO
SUB
TOTAL
AGUA 195 lt 195 lt - -
CEMENTO 6,72 sacos 6,72 sacos 7,80 52,45
ARENA 491,03 dcm3 0,491 m3 3,50 1,72
RIPIO 749,06 dcm30,749 m3
12,50 9,36
TOTAL 63,53
TRITURADO 21 MPa
CANTIDADESCANTIDADES
MATERIAL PRECIO
UNITARIO
SUB
TOTAL
AGUA 195 lt 195 lt - -
CEMENTO 7,50 sacos 7,50 sacos 7,80 58,50
ARENA 467,29 dcm3 0,467 m3 3,50 1,64
RIPIO 749,06 dcm30,749 m3
12,50 9,36
TOTAL 69,50
CANTIDADES
TRITURADO 28 MPa
CANTIDADES
MATERIAL PRECIO
UNITARIO
SUB
TOTAL
AGUA 175 lt 175 lt - -
CEMENTO 6,03 sacos 6,03 sacos 7,80 47,07
ARENA 457,62 dcm3 0,458 m3 3,50 1,60
RIPIO 794,28 dcm30,794 m3
3,50 2,78
TOTAL 51,45
CANTIDADES
ZARANDEADO 21 MPa
CANTIDADES
151
Tabla 4-8: Precios de materiales con ripio zarandeado para 28MPa
Realizado: Autores
Como se puede observar, el valor del cemento es mucho más alto que los
agregados, sin embargo hay que considerar que no se tomó en cuenta el costo de
la mano de obra para fabricar hormigón ni el transporte de los materiales.
Como ya se mencionó antes, las mezclas de hormigón utilizando ripio zarandeado
requieren de mayor agregado grueso que las mezclas de hormigón utilizando ripio
triturado; sin embargo el precio del ripio zarandeado es mucho más bajo que el
ripio triturado, influyendo en el precio final del hormigón.
En el siguiente diagrama 2-1 podemos apreciar la diferencia de costos entre cada
uno de los hormigones estudiados en esta investigación.
MATERIAL PRECIO
UNITARIO
SUB
TOTAL
AGUA 175 lt 175 lt - -
CEMENTO 6,73 sacos 6,73 sacos 7,80 52,50
ARENA 436,31 dcm3 0,436 m3 3,50 1,53
RIPIO 794,28 dcm30,794 m3
3,50 2,78
TOTAL 56,81
ZARANDEADO 28 MPa
CANTIDADES CANTIDADES
152
Diagrama 2 -1: Diagrama comparativo de costos directos de hormigones por 1m3 según agregado grueso y resistencia
Realizado: Autores
Hormigón Triturado 21 MPa
Hormigón Triturado 28 MPa
Hormigón Zarandeado 21 MPa
Hormigón Zarandeado 28 MPa
0,00
10,00
20,00
30,00
40,00
50,00
60,00
70,00
80,00
HORMIGONES SEGÚN EL MATERIAL Y RESISTENCIA
CO
STO
($
)
D I A G R A M A C O M P A R A T I V O D E C O S T O D E H O R M I G O N E S
153
6.4. Conclusiones
El ripio zarandeado indica ser más poroso que el agregado triturado debido a
su mayor capacidad de absorción siendo de 4,34% y 2,78% respectivamente,
haciendo que el ripio zarandeado absorba una gran cantidad de agua al
momento de realizar la mezcla dependiendo de la humedad con la que se
encuentre al momento de realizar el hormigón.
De acuerdo al ensayo de abrasión, el ripio triturado y ripio zarandeado indican
tener una buena calidad, aunque el agregado triturado con porcentaje de
desgaste de 31,91% es menor que el ripio zarandeado con porcentaje de
desgaste de 32,18%, debido a que este último tiene mayor porosidad.
El módulo de finura de la arena es de 2,71, y se encuentra dentro de los
parámetros normales de acuerdo a la ASTM que aceptan valores entre 2.3 y
3.1, lo cual ayuda a mejorar la granulometría de la mezcla y minimizar los
espacios vacíos.
Las curvas granulométricas del ripio triturado y ripio zarandeado presentan
una mala graduación, debido a que no se encuentran dentro de los límites finos
y gruesos correspondientes, caracterizándose los dos como un material fino ya
que están sobre el límite de finos; disminuyendo la capacidad portante del
material en conjunto y por ende la resistencia, especialmente en el ripio
zarandeado.
Las densidades aparentes suelta y compactada del ripio zarandeado resulto ser
mayor que las correspondientes al agregado triturado, esto se debe a que el
ripio zarandeado tiene mayor cantidad de finos y cuyo Tamaño Nominal
Máximo es de 1 ½ pulgada, ajustándose las partículas de mejor manera al
rellenar los espacios vacíos existentes entre ellas y haciendo que la masa sea
más pesada, mientras que el ripio triturado contiene un porcentaje no mayor
del 5% de finos y su Tamaño Nominal Máximo es de 1 pulgada.
154
Al realizar las mezclas de arena y ripio para obtener la densidad aparente
máxima y óptima, resulta que al utilizar el agregado triturado conseguimos un
valor de densidad mayor que la mezcla con el ripio zarandeado; esto se debe
porque al combinar la arena - ripio triturado, se ajusta mejor la mezcla de los
dos materiales reduciendo los espacios vacíos durante la compactación en
comparación con la mezcla de arena – ripio zarandeado, debido a que esta
última mezcla posee una excesiva cantidad de finos contenida en el ripio.
De acuerdo al ensayo de densidad máxima y óptima de la mezcla entre
agregado grueso y fino, presenta bastante diferencia en sus porcentajes; en el
caso de la mezcla con ripio triturado comprende 69% y 31% de ripio y arena
respectivamente, y en el caso de la mezcla con ripio zarandeado corresponde
74% y 26% de agregado grueso y fino. Como se observa existe mayor
diferencia entre los porcentajes de ripio y arena para la mezcla con ripio
zarandeado, debido la excesiva cantidad de material fino que contiene el ripio
zarandeado.
Se escogió el método de diseño A.C.I. para elaborar las mezclas definitivas,
esto debido a que con este método se ajustó de mejor manera la configuración
de las partículas de la mezcla, y por lo tanto al ensayar las probetas
presentaban resistencias mayores que los cilindros diseñados con el método de
densidad óptima, ya que con este método se ajustó mejor
El método de diseño A.C.I. se considera válido para diseñar hormigones de
resistencias bajas, pero no es confiable para diseñar hormigones con
resistencias altas, porque este método considera materiales que desde su
extracción tiene un estricto control de calidad, además este método fue
desarrollado mediante la experimentación de agregados con propiedades
geológicas, físicas y mecánicas diferentes a las de nuestro país.
En las mezclas de prueba que se realizaron mediante el método de Densidad
Óptima, los hormigones realizados para la resistencia especificada (f’c) de 21
MPa, fueron los únicos que alcanzaron satisfactoriamente la resistencia
155
requerida, obteniendo un porcentaje de resistencia de 86% para el hormigón
realizado con ripio triturado y 75% para el hormigón realizado con ripio
zarandeado, ensayados a los 14 días, mientras que los demás cilindros
diseñados para f’c=28 MPa no alcanzaron el porcentaje mínimo. Porque la
cantidad de pasta-cemento que requiere el método de Densidad Optima es
deficiente al estar limitada al 30% y que es un porcentaje máximo que este
método aplica para proporcionar adecuadamente los materiales en la mezcla,
sin embargo la deficiencia de cemento se produce por la gran diferencia de
porcentajes entre ripio y arena que el método de densidad Óptima demanda y
que deja gran cantidad de espacios vacíos.
Mediante el método de Densidad Máxima, la cantidad de cemento que se
requiere para 21 MPa, es la misma cantidad tanto para el ripio triturado como
para el ripio zarandeado, y de la misma manera para la mezcla de 28 MPa;
esto se debe porque al calcular la cantidad de pasta (agua / cemento) necesaria,
sobrepasa el 30% de pasta que permite el método de Densidad Máxima, de
acuerdo a la formula CP= %OV+0,09*%OV, por tal razón se adoptó para las
cuatro mezclas un porcentaje de 30% de pasta - cemento.
En los cuadros de dosificación siguiente podemos comprobar la diferenciación
entre los diseños de hormigones realizados con ripio triturado y hormigones
con ripio zarandeado, tanto al peso como al volumen.
TRITURADO
21MPa
ZARANDEADO
21MPa
TRITURADO
28MPa
ZARANDEADO
28MPa
AGUA 0,58 0,58 0,52 0,52
CEMENTO 1 1 1 1
ARENA 2,02 2,09 1,72 1,79
RIPIO 2,81 3,53 2,52 3,16
Acentamiento 9,50 8,50 7,50 8,00
COMPARACIÓN DE DOSIFICACIÓN AL PESO DE LOS MATERIALES
156
Los hormigones elaborados con ripio zarandeado alcanzaron las resistencias
especificadas aunque sus resultados fueron más bajos que el hormigón
realizado con ripio triturado, debido a que este último presenta mejor
granulometría y menor degaste a la abrasión que el ripio zarandeado, además
la cantidad de cemento que se utilizó es menor en el hormigón con ripio
zarandeado que el hormigón con ripio triturado, ya que el método A.C.I.
demanda menor cantidad de pasta-cemento mientras mayor sea el Tamaño
Nominal Máximo del ripio, y el Tamaño Nominal Máximo de ripio
zarandeado es de 1 ½ pulgada mientras que el del ripio triturado es 1 pulgada.
En los diseños de la mezcla mediante el método de Densidad Óptima, la
cantidad de ripio que exigen los diseños es mayor que las cantidades que se
obtienen mediante el método A.C.I.; esto se debe a la gran diferencia que
existen entre los porcentajes de ripio y arena para obtener las densidades
óptimas de sus mezclas.
Se considera al ripio zarandeado como un material apto para realizar
hormigones de baja y mediana resistencia; realizando las correcciones
adecuadas y un estricto control de calidad, durante el proceso de mezclado, es
posible considerarlo para hormigón de alta resistencia.
El análisis de costos estimados demostró que el hormigón realizado con ripio
zarandeado es menor que el hormigón realizado con ripio triturado tanto para
f’c=21 MPa y f’c=28 MPa, debido a que el primer hormigón necesitó menor
cantidad de cemento con respecto al hormigón realizado con ripio triturado;
siendo el cemento el material más caro del hormigón.
AGUA 29,02 lt 29,02 lt 26,00 lt 26,00 lt
CEMENTO 1,00 saco 1,00 saco 1,00 saco 1,00 saco
ARENA 2,71 parihuelas 2,81 parihuelas 2,31 parihuelas 2,40 parihuelas
RIPIO 4,13 parihuelas 4,88 parihuelas 3,70 parihuelas 4,37 parihuelas
Acentamiento 9,50 cm 8,50 cm 7,50 cm 8,00 cm
NOTA: Las dimensiones de las parihuelas don de 30cmx30cmx30cm
COMPARACIÓN DE DOSIFICACIÓN AL VOLUMEN DE LOS MATERIALES
TRITURADO
21MPa
ZARANDEADO
21MPa
TRITURADO
28MPa
ZARANDEADO
28MPa
157
6.5. Recomendaciones
Se debe controlar la humedad del material al momento de realizar los ensayos
de densidad aparente suelta y compactada, ya que si el material está muy
húmedo, los resultados obtenidos van estar errados debido al exceso de agua
contenido en los agregados.
Es muy importante determinar el contenido de humedad de los agregados
antes de realizar la mezcla para hormigón, principalmente la humedad del
ripio zarandeado, debido a que su capacidad de absorción es bastante alta y
puede contener una excesiva cantidad de agua.
En la planta de clasificación de la mina, se debe cambiar el ángulo de
inclinación de la zaranda tamizadora por la cual se obtiene el ripio
zarandeado, ya que consta con una inclinación de 50 grados y se recomienda
disminuirle 5 grados, con el propósito de que el material descienda con menor
velocidad para que se separe el excesivo material fino que este contiene.
Para conseguir un mejor agregado triturado desde la mina y que este sea de
muy buena calidad, se debe emplear la trituración terciaria, que consiste en la
utilización del cono de alta revolución (V.C.I.) que permite la cubicidad y la
homogeneidad del material.
Controlar que el cono triturador de la planta de clasificación de la mina,
funcione a un 80% de su capacidad para evitar que las partículas salgan con
forma alargada y sin aristas, ya que cuando el cono trabaja casi vacío se
produce una excentricidad y convexidad del mismo, provocando el
alargamiento de las partículas.
158
ANEXOS
ENSAYOS, MEZCLAS Y ROTURAS DE CILINDROS DE HORMIGONES
Ensayo de abrasión
159
Ensayo de densidad máxima
Asentamiento de la mezcla
160
Mezcla de hormigón
Cilindros de hormigón
161
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162
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impurezas existentes en el agregado fino (2010)
Norma Técnica Ecuatoriana NTE INEN 856 y NTE INEN 857: Ensayo de
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agregados (2010)
Norma Técnica Ecuatoriana NTE INEN 858: Ensayo de densidad aparente
suelta y compactada de los agregados (2010).
Notas dosificación de mezclas Ing. Raúl CAMANIERO: Ensayo de
densidad aparente máxima y óptima de los agregados (2001).
Norma Técnica Ecuatoriana NTE INEN 696: Estudio granulométrico de
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Norma Técnica Ecuatoriana NTE INEN 156: Ensayo de densidad del
cemento utilizando el método del frasco de LeChatellier (2011).
Norma Técnica Ecuatoriana NTE INEN 157 y NTE INEN 155: Ensayo de
consistencia normal del cemento (2010).
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