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i

Portada

UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL

FACULTAD DE CIENCIAS MATEMÁTICAS Y FÍSICAS

CARRERA DE INGENIERIA CIVIL

“Efectos degradantes de la arena y agua de mar en el hormigón.”

AUTOR: Zambrano Loor Henrry Patricio

TUTOR: Ing. Marcelo Moncayo

GUAYAQUIL ENERO 2018

ii

Agradecimiento

A Dios por darme fuerza y sabiduría para culminar con éxito una etapa

importante en mi vida. A mis padres, hermana, esposa e hijo por darme su apoyo

incondicional y enseñarme que con fe, paciencia y perseverancia se puede

conseguir las metas que uno se proponga. A mi familia que de una u otra forma han

contribuido a mi desarrollo profesional.

iii

Dedicatoria

Dedico esta investigación en primer lugar a Dios por estar a mi lado en todo

momento, por darme sabiduría y fuerza para la culminación de una etapa importante

dentro de mi carrera profesional. A mi familia por su apoyo incondicional y por

esfuerzo brindado para la culminación de mi carrera. A mi esposa e hijo por su amor

incondicional, por ser un pilar fundamental en mi vida y estar presente en todo

momento.

iv

TRIBUNAL DE GRADUACIÓN

________________________________ ____________________________

Ing. Eduardo Santos Baquerizo, MSC. Ing. Lindao Tomala Pablo M.SC. DECANO TUTOR REVISOR

______________________________ _____________________________

MIEMBRO DEL TRIBUNAL MIEMBRO DEL TRIBUNAL

v

Contenido

Portada ........................................................................................................................ i

Agradecimiento ........................................................................................................... ii

Dedicatoria ................................................................................................................. iii

Tribunal de graduación ............................................................................................... iv

Índice de tablas .......................................................................................................... ix

Índice de figuras ......................................................................................................... x

Resumen ................................................................................................................... xii

Abstract .................................................................................................................... xiii

Introducción .............................................................................................................. xiv

Capítulo 1 El problema ............................................................................................... 1

1.1. Planteamiento del problema ................................................................................ 1

1.2. Formulación y sistematización del problema ....................................................... 1

1.2.1. Formulación...................................................................................................... 1

1.2.2. Sistematización ................................................................................................ 1

1.3. Objetivos de la investigación ............................................................................... 1

1.3.1. Objetivo general ............................................................................................... 1

1.3.2. Objetivos específicos ....................................................................................... 2

1.4. Justificación ......................................................................................................... 2

1.5. Delimitación ......................................................................................................... 2

1.6. Hipótesis o premisas de la investigación ............................................................. 3

vi

Capítulo 2 Marco referencial ...................................................................................... 4

2.1. Antecedentes de la investigación ........................................................................ 4

2.2. Marco teórico....................................................................................................... 5

2.2.1. Hormigón armado ............................................................................................. 5

2.2.2. Cemento ........................................................................................................... 5

2.2.3. Agregado grueso ............................................................................................ 10

2.2.4. Agregado fino ................................................................................................. 11

2.2.5. Agua de mezclado .......................................................................................... 12

2.2.6. Agua de curado .............................................................................................. 12

2.2.7. Relación agua / cemento ................................................................................ 13

2.2.8. Aditivos ........................................................................................................... 13

2.2.9. Composición del agua de mar ........................................................................ 13

2.2.10. Ataque del agua de mar ............................................................................... 14

2.2.11. Corrosión ...................................................................................................... 14

2.2.12. Dosificación .................................................................................................. 14

2.2.13. Propiedades físicas y mecánicas del hormigón fresco ................................. 15

2.2.14. Propiedades físicas y mecánicas del hormigón endurecido ......................... 18

2.3. Marco conceptual .............................................................................................. 20

2.3.1. Ensayos de materiales ................................................................................... 20

2.3.2. Agregados ...................................................................................................... 21

2.3.3. Agregados fino ............................................................................................... 21

vii

2.3.4. Granulometría ................................................................................................ 22

2.3.5. Ensayos de humedad ..................................................................................... 22

2.3.6. Peso volumétrico ............................................................................................ 22

2.3.7. Agregado grueso ............................................................................................ 22

2.3.8. Aglomerantes ................................................................................................. 23

2.4. Marco legal ........................................................................................................ 23

Capítulo 3 Metodología de la investigación .............................................................. 25

3.1. Modalidad de la investigación ........................................................................... 25

3.2. Tipo de investigación ......................................................................................... 25

3.3. Dosificación ....................................................................................................... 25

3.4. Proceso de la elaboración de los especímenes ................................................ 26

3.5. Ensayos realizados ........................................................................................... 26

3.6. Pasos para diseñar según la norma ACI 211 .................................................... 35

3.7. Recolección y procesamiento de datos ............................................................. 35

3.7.1. Método estándar del revenimiento en el Hormigón de cemento hidráulico

INEN1578-ASTM 143 ............................................................................................... 36

3.7.2. Medición de temperatura en el hormigón fresco norma ASTM C-1064 .......... 37

3.7.3. Determinación del contenido de aire en el hormigón fresco método de presión

ASTM C231 37

3.7.4. Elaboración y curado en obras de especímenes de hormigón para ensayo

norma INEM 1576 .................................................................................................... 38

3.7.5. Determinación resistencia a la compresión de especímenes cilíndricos de

viii

hormigón de cemento hidráulico norma INEN 1573 (Instituto Ecuatoriano de

Normalización INEN 1573, 2010) ............................................................................. 39

3.7.6. Holcim heat .................................................................................................... 40

Capítulo 4 Análisis e interpretación de resultados .................................................... 42

4.1. Interpretación de resultados .............................................................................. 42

4.1.1. Agregado grueso ............................................................................................ 42

4.1.2. Agregado fino ................................................................................................. 42

4.1.3. Resistencia ..................................................................................................... 43

4.1.4. Carga o Resistencia máxima.......................................................................... 53

Conclusiones y recomendaciones ............................................................................ 55

Conclusiones ............................................................................................................ 55

Recomendaciones.................................................................................................... 56

Bibliografía ............................................................................................................... 57

Anexos ..................................................................................................................... 60

ix

Índice de tablas

Tabla 1. Composición química del Clinker .................................................................. 8

Tabla 2. Límites para las sustancias perjudiciales en el árido fino para hormigón. .. 12

Tabla 3. Dosificación ................................................................................................ 25

Tabla 4. Granulometría de la piedra Nº 67. .............................................................. 27

Tabla 5. Determinación de la densidad y absorción de la piedra Nº67. .................... 29

Tabla 6. Granulometría de arena de Rio Boliche. ..................................................... 30

Tabla 7. Determinación de la densidad y absorción de agua de la arena de Rio

Boliche. .................................................................................................................... 31

Tabla 8. Granulometría de la Arena de Mar. ............................................................. 32

Tabla 9. Determinación de la densidad y absorción de la arena de mar .................. 33

Tabla 10. Determinación de la masa unitaria de la Arena de Mar. ........................... 34

Tabla 11. Tolerancia en el ensayo según la edad de la probeta ............................... 40

Tabla 12. Resumen de las propiedades del agregado grueso Nº67......................... 42

Tabla 13. Resumen de la propiedades de la arena de rio Boliche. .......................... 42

Tabla 14. Resumen de las propiedades de la arena de mar .................................... 43

Tabla 15. Resistencia a 7 días ................................................................................. 43

Tabla 16. Resistencia a 14 días. .............................................................................. 44

Tabla 17. Resistencia a 28 días. .............................................................................. 44

Tabla 18. Resistencia a los 45 días. ......................................................................... 45

Tabla 19. Resistencia a los 60 días. ......................................................................... 45

Tabla 20. Resistencia de cubo cemento HE (7 días). ............................................... 49

Tabla 21. Resistencia de cubo cemento GU (7 días) ............................................... 49

Tabla 22. Resistencia de cubo cemento HE (28 días). ............................................. 50

Tabla 23. Resistencia de cubo cemento GU (28 días). ............................................ 50

x

Índice de figuras

Figura 1. Curva granulométrica de la piedra Nº 67. ................................................. 28

Figura 2. Curva granulométrica de arena de Rio Boliche. ........................................ 30

Figura 3. Curva granulométrica de la Arena de Mar. ................................................ 32

Figura 4. Resistencias de f`c = 210kg/cm2. .............................................................. 46



Figura 7. Resistencias (Cemento HE). ..................................................................... 51

Figura 8. Resistencias (Cemento GU). ..................................................................... 52

Figura 9. Realización de especímenes .................................................................... 61

Figura 10. Rotura de cilindros .................................................................................. 61

Figura 11. Pruebas ................................................................................................... 62

Figura 12. Prensa hidráulica .................................................................................... 62

Figura 13. Holcim Heat ............................................................................................. 63

Figura 14. Vernier ..................................................................................................... 63

Figura 15. Especímenes de Hormigón con Arena de Mar ........................................ 64

Figura 16. Especímenes de Hormigón con Arena de Mar ........................................ 64

Figura 17. Rotura a Compresión Simple .................................................................. 65

Figura 18. Rotura de Cilindro ................................................................................... 65

Figura 19. Rotura de cubos ...................................................................................... 66

Figura 20. Tamices para la granulometría de la Arena ............................................. 66

Figura 21. Tamizadora .............................................................................................. 67

Figura 22. Ensayo Temperatura del Hormigón ......................................................... 67

Figura 23. Ensayo de Contenido de Aire Tipo B ....................................................... 68

Figura 24. Ensayo de Contenido de Aire Tipo B ....................................................... 68

xi

Figura 25. Ensayo de Asentamiento ........................................................................ 69

Figura 26. Análisis Químico del agua potable .......................................................... 70

Figura 27. Análisis Físico Químico del agua de mar ................................................ 71

Figura 28. Análisis Físico Químico de la arena de mar ............................................ 72

xii

UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL

FACULTAD DE CIENCIAS MATEMÁTICAS Y FÍSICAS

TEMA: Efectos degradantes de la arena y agua de mar en el hormigón.


TUTOR: Ing. Moncayo Marcelo

Resumen

La presente investigación se realizó con la finalidad de analizar los efectos que

produce el uso de agua y arena mar en el hormigón.

Para ellos se utilizaron agregados de las cantera Huayco y Antropevi, arena y

agua de mar proveniente de Villamil Playas, Cemento, los cuales fueron sometidos

a ensayos granulométricos, de resistencia, gravedad específica, absorción y peso

unitario.

Se realizaron tres fases para la preparación de los especímenes, donde se

analizo el comportamiento del hormigón utilizando muestra de agregados para

conocer sus propiedades, la primera fase consta del diseño patrón con agregado

Huayco (arena de rio, piedra y agua potable) con diferentes resistencias pero con un

asentamiento constante, la segunda y tercera fase consiste en la variación de

agregados: el primer diseño consta de arena de mar, piedras Huayco y agua potable

y el segundo utilizando arena de mar, agua de mar y piedras Huayco para conocer

el porcentaje de resistencia con referencia, del diseño patrón con edades de

7,14,28,45,60 días.

Palabras Claves: agua de mar, hormigón, estructuras, ensayos

xiii

UNIVERSITY OF GUAYAQUIL

FACULTY OF MATHEMATICS AND PHYSICALSCIENCES

THEME: Degrading effects of sand sea water on concrete

Authors: Zambrano Loor Henrry Patricio

Tutor: Ing. Moncayo Marcelo

Abstract

The present investigation was did with the purpose of analyzing the effects that

the use of water and sea sand in the concrete. For this purpose, sand and limestone

Huayco, sand and water of sea from Villamil Playas and Cemento Holcim Fuerte ,

which were subjected to granulometric tests, resistance, specific gravity, absorption

and unit weight.

Three phases were used for the preparation of the specimens, the first phase

consists of the pattern design with aggregate Huayco (river sand, stone and drinking

water) with different resistances but with a constant settlement, the second and third

phase consists in the variation of aggregates: the first design consists of sea sand,

Huayco stones and drinking water and the second using sea sand, sea water and

Huayco stones to know the percentage of resistance with reference, of pattern

design with ages of 7,14,28, 45.60 days.

Keywords: sea water, concrete, structures, tests.

xiv

Introducción

El uso del hormigón como elemento de la construcción ha estado presente en

las estructuras y edificaciones desde tiempos inmemoriales el cual ha ido

evolucionando constantemente junto con sus elementos básicos. Son varios los

factores que intervienen en la resistencia final tales como la temperatura, los

agregados, aditivos, entre otros.

El desarrollo de nuevas tecnologías relacionada al hormigón ha llevado a la

necesidad de aumentar alternativas que ayuden a mejorar su durabilidad con el fin

de certificar la seguridad en las estructuras de las edificaciones.

Las propiedades físicas y mecánicas de los agregados, tienen una relación

directa en la resistencia del concreto. La caracterización de agregados permitio

conocer el comportamiento de los materiales que se utilizaron en la elaboración de

la mezcla.

Las sales disueltas en alto contenido provocan la degradación por expansión y

fisuración, disminución en la resistencia debido a la pérdida de adherencia entre el

mortero y los agregados.

1

Capítulo 1 El problema

1.1. Planteamiento del problema

Hoy en día es de vital importancia comprobar las propiedades del hormigón para

obtener una mayor durabilidad, por esta razón los materiales, tales como cemento,

agregados, agua, aditivos y adiciones deben desempeñar un adecuado control de

calidad y cumplir con las descripciones técnicas para obtener estructuras más

durables y de mayor resistencias.

En la arena y agua de mar existen sales disueltas en un alto contenido como

sulfatos y cloruros, el proceso de cristalización de estas sales causa el deterioro del

hormigón, provocando tensiones a la resistencia del material, la microfisuración y el

descascaramiento de la zona superior.

1.2. Formulación y sistematización del problema

1.2.1. Formulación

¿Cómo influye el agua y arena de mar en la elaboración del hormigón?

1.2.2. Sistematización

¿Cuáles son los efectos que producen el agua y arena de mar en el hormigón?

¿Cuál es el comportamiento de los sulfatos y cloruros en el hormigón?

1.3. Objetivos de la investigación

1.3.1. Objetivo general

Establecer los efectos del uso de la arena y agua de mar en el hormigón

estructural con diferentes valores de resistencias a la compresión.

2

1.3.2. Objetivos específicos

Elaborar mezclas de hormigón de cemento de uso general con

diferentes resistencias a la compresión f`c 210, 280 y 350 kg/cm2 utilizando la arena

del rio Boliche, arena y agua de mar de Villamil Playas.

Realizar la debida caracterización de los materiales a utilizar.

Elaborar ensayos a la compresión simple de acuerdo a las normas y

comparar resultados.

1.4. Justificación

Con esta investigación se pretende estudiar los efectos que causan la arena y

agua de mar en la elaboración del hormigón, conociendo las propiedades de los

agregados y evaluando el hormigon en estado fresco (ensayos de asentamientos,

contenido de aire) y en estado endurecido (compresión simple).

En gran parte los ataques de cloruro por los que pasa el hormigón está

relacionado con el alto contenido de sales en el agua, debido a que este puede

actuar como agente ya sea disolvente y de lixiviación (desmoronando el hormigón),

como agente de transporte de sustancias agresivas e inclusive puede provocar la

fisuración del hormigón.

1.5. Delimitación

La presente investigación se realizará en la ciudad de Guayaquil utilizando la

arena y agua de mar procedente de Villamil Playas, además de estos materiales se

utilizarán áridos procedentes de las canteras Huayco y Antropevi, el cemento tipo

3

GU. Los ensayos serán realizados en el Laboratorio del Centro Técnico del

Hormigón de Holcim Ecuador en un tiempo estimado de tres meses (Junio –

Septiembre 2017).

1.6. Hipótesis o premisas de la investigación

Los diseños de hormigón elaborados con arena y agua de mar producen

perdida de resistencia y descascarmiento de la superficie.

4

Capítulo 2 Marco referencial

2.1. Antecedentes de la investigación

El hormigón es un material que se consigue de la mezcla, en proporciones

específicas, de pastas y agregados. La pasta está conformado por agua y cemento,

que al endurecerse adhiere los agregados formando una masa similar a una roca

debido a sus reacciones químicas. Para alcanzar mejores resultados, el hormigón

debe contar con un esqueleto rocoso encofrado lo más denso posible y con la

cantidad de pasta de cemento necesaria para cubrir los espacios que queden.

Las cargas que el hormigón puede soportar siendo este un material compuesto

está determinado principalmente por las características del mortero (mezcla de

cemento, agua y arena), de los agregados gruesos y de las interfaces de estos dos

componentes.

Los agregados son un material activo dentro de la mezcla, aunque la variación

en sus propiedades pueden darse durante el transcurso de la explotación, manejo y

transporte, debido a que estos conforman la mayor parte del volumen del hormigón,

se considera como el componente principal en el hormigón y tienen efectos

significativos en el comportamiento de las estructuras.

La importancia de obtener un hormigón de gran calidad hace indispensable

conocer detalladamente a sus materiales, puesto que la resistencia como la

durabilidad depende de las propiedades físicas y químicas de ellos.

5

Según Gaspar & Sagrera, (1984), en su estudio titulado Resistencias químicas

del hormigón, determinaron que las resistencias mecánicas a flexotraccion de las

probetas de mortero del cemento sumergidas en aguas de mar, experimentan una

disminución, conforme aumenta el tiempo de inmersión.

El hormigón en contacto con el agua de mar sufre un deterioro complejo que

adopta efectos químicos y físicos. Los iones que se propagan en el hormigón atacan

los productos de hidratación, facilitan la reacción álcali-agregado, la cristalización de

sales en la zona de mojado, secado y la corrosión de armadura, también existen

técnicas puramente físicas como la erosión de las olas y los objetos flotantes.

Algunos de estos procesos pueden acontecer en forma simultánea provocando un

deterioro progresivo difícil de evitar una vez iniciado. (Becker, Edgardo, 2010).

2.2. Marco teórico

2.2.1. Hormigón armado

El hormigón armado es un material compuesto por la unión eficiente de otros

dos:

El hormigón en masa,

El acero, en forma de armadura o varillas.

Esta unión permite efectuar estructuras de toda variedad, conformadas

técnicamente a las más variadas soluciones y muy competitivas con las de otros

materiales. (Brotóns, 2007).

2.2.2. Cemento

Es considerado como el material principal en la elaboración del hormigón posee

características adherentes las cuales brindan la capacidad de unir pequeñas

partículas para así formar una homogeneidad entre ellas. Los cementos que se

6

utilizan en la elaboración del hormigón se denominan hidráulicos poseen la

propiedad de fraguar y endurecer sumergidos en el agua esto se debe a que

provoca una reacción química en él. (Neville, 1999).

2.2.2.1. Componentes de los cementos

A continuación se definen los componentes del cemento, según (Jimenez,

Garcia, & Moran, 2000)

Escoria siderúrgicas (S)

Son granulados de horno alto, que se obtienen por templado o enfriado brusco,

con aire o agua, de la ganga fundida originario de procesos siderúrgicos. Deben

poseer carácter básico e hidraulicidad latente o potencial, así como un contenido

mínimo de fase vítrea. (Jimenez, Garcia, & Moran, 2000)

Puzolanas naturales (P)

Son principalmente rocas tobaseas, volcánicas vítreas, de naturaleza traquiticas

alcalina o pumiticas. Finamente dividas no poseen ninguna propiedad hidráulica,

pero contienen constituyentes capaces de fijar cal a la temperatura ambiente en

presencia de agua, formando compuestos de propiedades hidráulicas. (Jimenez,


Cenizas volantes (V)

Son los restos sólidos que se recogen por precipitación electrostática o por

captación mecánicas de los polvos que conducen a los gases de la combustión de

los quemadores centrales de la termoeléctrica alimentadas con carbones

pulverizados. (Jimenez, Garcia, & Moran, 2000)

Humo de sílice (D)

Es un subproducto de la fabricación del silicio y del ferro silicio se disminuye en

horno eléctrico cuarzo muy puro y carbón, recogiéndose del humo generado,

7

mediante filtro electrostático, partículas de muy pequeño diámetro formadas,

principalmente por sílices muy reactivas. (Jimenez, Garcia, & Moran, 2000)

Fìlleres calizas (L)

Están conformados principalmente de carbonato cálcico en forma de calcita

(superior al 85%), que molido agrupadamente con el clinker portland en

proporciones establecida afectan favorablemente a las propiedades y elementos de

los morteros y hormigones, tanto frescos como endurecidos. (Jimenez, Garcia, &

Moran, 2000)

Reguladores de fraguado

Son productos naturales o materiales artificiales que agregados a los clinker

portland y a otros componentes del cemento, en pequeñas cantidades, y molidos

conjuntamente, proporcionan cemento con un fraguado adecuado. (Jimenez,


Aditivos de los cementos

Son productos que pueden utilizarse en la producción de cemento para facilitar

el proceso de molienda o para contribuir al cemento o derivados algún

comportamiento específicos la dosificaciones de los aditivos debe de ser inferior al

1% en masa. (Jimenez, Garcia, & Moran, 2000)

Clinker Portland

Son los productos que se consiguen al calcinar hasta fusión parcial mezclas

muy íntimas, preparadas artificialmente, de calizas y arcillas, hasta alcanzar la

combinación prácticamente total de sus componentes. (Jimenez, Garcia, & Moran,

2000)

8

Clinkeres aluminosos

Son productos que se consiguen por fusión de una mezcla de calizas y bauxitas

de composición y granulometría adecuada para alcanzar un contenido mínimo de

alúmina del 36 por 100. (Jimenez, Garcia, & Moran, 2000)

2.2.2.2. Fabricación del clinker

Para la fabricación del clinker, el crudo (o harina), o la pasta en la vía húmeda

se transporta al sistema de horno donde se seca, se precalienta, se calcina y se

sinteriza para la posterior producción del clinker de cemento, el cual se enfría con

aire y luego se almacena. El proceso de fabricación del clinker es esencial para

conservar la temperatura del material en el horno entre 1.400 – 1.500˚C, que recaen

a una temperatura de llama cerca de 2.000˚C.

La reacción de la clinkerización se ejecuta bajo condiciones oxidantes, por lo

tanto se requiere un exceso de aire en la zona de clinkerización del horno.

(Ministerio de medio ambiente , 2004).

2.2.2.3. Químico

Los principales constituyentes son:

Tabla 1. Composición química del Clinker

Nombre del

Compuesto

Composición

de óxidos

Composición

normal de óxidos Abreviaturas

Silicato tricálcico C3S 3Ca●SiO2 [Alita]

Silicato Diálcico C2S 2CaO●SiO2 [Belita]

Aluminato Tricálcico C3A 3CaO●Al2O3 [Aluminato]

Aluminato Tetracálcita C4AF 4Ca●Al2O3●Fe2O3 [Ferrito]

Fuente: Certificado de cemento

9

Silicato tricálcico

Es el compuesto activo del clinker, debido a que desarrolla una resistencia inicial

elevada, siendo su calor de hidratación igualmente elevado. Su fraguado es lento y

su endurecimiento bastante rápido. Por ello, aparece en gran proporción los

cementos de endurecimiento rápido y en los de altas resistencias iniciales.

(Jimenez, Garcia, & Moran, 2000)

Debe de limitarse el contenido de silicato tricálcico, en los cementos de grandes

masas de hormigón, no debiendo rebasarse de 35 por 100, con objeto de evitar

valores elevados del calor de hidratación. Para tales casos, se preferirán contenidos

altos en silicatos bicálcico, a costa del tricálcico. (Jimenez, Garcia, & Moran, 2000).

Silicato bicálcico

Es el componente que comunica al cemento su resistencia a largo plazo, al ser

lento su fraguado y muy lento su endurecimiento. Su calor de hidratación es el más

bajo de los cuatro y su estabilidad química es mayor que la del silicato tricálcico. Por

ello, los cementos con alto contenido en silicato bicálcico son más resistentes a los

sulfatos que los de bajo contenido. (Jimenez, Garcia, & Moran, 2000).

Aluminato tricálcico

Suministra al cemento un calor de hidratación muy grande, elevadísima

velocidad de fraguado y gran retracción, por lo que es el compuesto que gobierna

las resistencias a corto plazo. Su estabilidad química es buena frente a ciertas

aguas agresivas (de mar, por ejemplo) y muy débil frente a sulfatos.

Precisamente con objeto de frenar la rápida reacción del aluminato tricálcico con

el agua y regular el tiempo de fraguado del cemento, se añade al Clinker un sulfato

(piedra yeso). (Jimenez, Garcia, & Moran, 2000).

10

Aluminoferrito tetracálcico

No participa prácticamente en las resistencias mecánicas y su presencia se

debe a la necesidad de utilizar fundentes que contienen hierro en la fabricación del

Clinker. Tiene un pequeño calor de hidratación y gran velocidad de fraguado. Su

resistencia a las aguas selenitosas y agresivos en general es más alta de todos los

constituyentes.

Su color oscuro le hace prohibitivo para los cementos blancos por lo que en ese

caso se utilizan otros fundentes en la fabricación. (Jimenez, Garcia, & Moran, 2000).

2.2.3. Agregado grueso

El agregado grueso es un componente que aporta una alta capacidad de

resistencia al hormigón. Normalmente se compone de roca triturada en cantera,

seleccionada y tamizada por tamaños. Este material debe tener buena resistencia y

durabilidad así como tener capacidad para resistir abrasión, ya que esta capacidad

es transferida al hormigó.

Es la materia prima para fabricar el concreto se debe usar la mayor cantidad

posible y del tamaño mayor teniendo en cuenta los requisitos de colocación y

resistencia.

Un buen agregado grueso debe poseer las siguientes características:

Una buena gradación con tamaños intermedios; la falta de dos o más

tamaño sucesivos puede producir problemas de segregación.

Un tamaño máximo adecuado a las condiciones de la estructura.

Una de las causas de la reducción de la resistencia del concreto es el

uso de los agregados planos y alargados ya que estos se sitúan de forma horizontal

provocando que se formen bolsas de agua en la parte baja de su superficie.

11

Una adecuada densidad aparente está entre 2.3 y 2.9 g/cm3. Cuanto mayor es

su densidad mejor es su calidad y menor su absorción, que oscila entre 1 y 5%.

(Gutierrez, 2003).

2.2.4. Agregado fino

El agregado fino o arena se usa para llenar los espacios vacíos que quedaron

del agregado grueso, para proporcionarle manejabilidad al hormigón.

Una falta de arena se refleja en la rigidez de la mezcla y un exceso de ella

demanda mayor cantidad de agua para producir un asentamiento determinado, ya

que entre más arena que tenga la mezcla más cohesiva y al requerir mayor cantidad

de agua se necesita mayor cantidad de cemento para conservar una determinada

relación agua-cemento.

Un buen agregado fino al igual que el agregado grueso debe ser bien

gradado para que pueda llenar todos los espacios y producir mezcla más

compactas.

La cantidad de agregado fino que pasa los tamices 50 y 100 afecta la

manejabilidad, la facilidad para lograr buenos acabados, la textura superficial y la

exudación del concreto.

La presencia de materia orgánica en la arena que va a utilizarse en la

mezcla del concreto llega a interrumpir parcial o totalmente el proceso de fraguado

del cemento. (Gutierrez, 2003).

12

Tabla 2. Límites para las sustancias perjudiciales en el árido fino para hormigón.

Sustancias perjudiciales Porcentaje máximo en

masa

Material más fino que el tamiz INEN 75 um

a) Para hormigón sometido a abrasión 3

b) Para cualquier otro hormigón 5

Terrones de arcilla y partículas desmenuzables 3

Partículas livianas (carbón y lignito) a) Cuando la apariencia superficial del hormigón es de importancia 0.5

b) Para cualquier otro hormigón 1.0

Cloruros como CL

a) Para hormigón simple 1

b) Para hormigón armado 0.4

c) Para hormigón pre esforzado 0.1

Sulfatos como SO4 0.6

Partículas en suspensión después de 1 h de sedimentación 3

Fuente: (Jiménez, 2016)

2.2.5. Agua de mezclado

El agua de mezclado que requiera el hormigón por un metro cubico es para la

hidratación y cristalización de las partículas de cemento para brindar dar

trabajabilidad que se requiera en el lugar de vaciado del hormigón fresco. (Jesus

Osorio, 2010).

2.2.6. Agua de curado

Una vez que el hormigón este fraguado se le añade una proporción adicional de

agua en una cámara esto se realiza con el fin de garantizar el nivel de resistencia

requerido. El agua de curado juega un papel fundamental en elaboración del

hormigón ya que este pierde agua por diferentes motivos como pueden ser por altas

temperaturas, exposiciones al sol, por la ubicación etc. (Jesus Osorio, 2010).

13

2.2.7. Relación agua / cemento

La relación agua cemento forman el gel cuya reacción química va ligar los

componentes gruesos y finos durante el endurecimiento del hormigón hasta que

todas las partículas de cemento se hidraten o hasta que ya no exista agua para

hidratarlo. La resistencia del hormigón va a depender de la calidad de mantener

coaccionada las partículas gruesas y finas, se genera el proceso químico iniciado en

el contacto de agua con cemento. (Fernando Díaz , 2012).

2.2.8. Aditivos

Los aditivos del hormigón son liquidos o polvos que se añaden en el hormigón

durante el mezclado en pequeñas cantidades, dependiendo normalmente del

contenido del cemento. Influyen en las propiedades del hormigón fresco y

endurecido quimica y fisicamente, según (Federación Europea de fabricantes de

aditivos de hormigón, 2010).

Son productos quimicos que modifica el desarrollo de la resistencia. Pueden ser

acelerante cuando permite un rapido desarrollo de la resistencia, siendo el mas

comun el cloruro de calcio el cual debe añadirse en forma de solución como parte

del agua de mezcla o retardante si hacen que el tiempo de fraguado sea mayor. El

uso del retardante nos genera reducción de la resistencia en los primeros dias (de 1

a 3) mientras que los efectos de estos materiales en las demás propiedades del

concreto como la retraccion, pueden no ser previsible por lo tanto, las pruebas de

aceptacion deberán hacerse con materiales de las obras para las condiciones

previstas. (Ing Gerardo A. Rivera, 2016).

2.2.9. Composición del agua de mar

El agua de mar contiene muchas sales disueltas, algunas de las cuales afectan

la durabilidad del hormigón. Las sales presentes en cantidades suficientes, en la

14

mayor parte de los mares, son el cloruro sódico (NaCI), cloruro magnésico (MgCl2),

sulfato magnésico (MgSO4), sulfato calcio (CaSO4), cloruro potásico (KCI) y sulfato

potásico (K2SO4).Las concentraciones varían de un mar a otro, aunque las cantidad

total de sal es habitualmente de unos 35 g/l. (Instituto Espanol del Cemento y sus

Aplicaciones, 2013).

2.2.10. Ataque del agua de mar

El agua de mar contiene sulfatos y ataca al hormigón de manera semejante.

Además de la acción química la cristalización de las sales en los poros del hormigón

puede destrozarlo debido a la presión ejercida por los cristales que este posee. (Ing

Gerardo A. Rivera, 2016).

2.2.11. Corrosión

Se define como el deterioro de un material a consecuencia de un ataque

electroquímico por su entorno. De manera más general, puede entenderse como la

tendencia general que tienen los materiales a buscar su forma más estable o de

menor energía interna. Siempre que la corrosión este originada por una reacción

electroquímica (oxidación), la velocidad a la que tiene lugar dependerá en alguna

medida de la temperatura, de la salinidad del fluido en contacto con el metal y de las

propiedades de los metales en cuestión. (Fabio Domingo Pannoni, 2015).

2.2.12. Dosificación

El diseño de mezcla de hormigón tiene como objetivo encontrar la dosificación

más económica de cemento, agregado grueso y fino para elaborar un material con

la resistencia, manejabilidad, impermeabilidad y la durabilidad solicitados por el

diseño de la estructura y por el método constructivo que se vaya a emplear.

15

Antes de diseñar una mezcla de hormigón se debe tener presente:

El revenimiento requerido.

La resistencia estructural.

Las propiedades y característica de los agregados.

Característica de la obra.

Condiciones ambientales de trabajo.

Control de calidad.

Existen dos métodos de dosificación; granulométrico y el recomendado por el

ACI. (Gutierrez, 2003)

2.2.13. Propiedades físicas y mecánicas del hormigón fresco

Consistencia

Es la menor o mayor facilidad que tiene el hormigón fresco para deformarse.

Varía con multitud de factores, cantidad de agua de amasado, tamaño máximo

granulometría y forma de los áridos, etc.; el que más influye es la cantidad de agua

de amasado. Existen varios procedimientos para determinar la consistencia, siendo

los más empleados el cono de Abrams, la mesa de sacudida y el consistometro

Vebe.

El cono de abrams.- es un molde troacoconico de 30 cm de altura que se lleva

del hormigón el objetivo de este ensayo es la perdida de altura que experimenta la

masa fresca del hormigón una vez desmoldada, expresada en centímetro da una

medida de consistencia.

La mesa de sacudida.- sirve para someter a una masa de hormigón fresco, de

forma determinada, a una serie de sacudida normalizada midiéndose el

escurrimiento experimentado.

16

Consistometro Vebe.- es una variante del cono de Abrams que se emplea para

hormigones muy seco. La consistencia se mide por el número de segundos

necesarios para el tronco de cono formado por el hormigón con el molde de Abrams

experimente, sometido a vibración en mesa, un asiento determinado. (Jimenez,

Garcia, & Moran, 2000).

Docilidad

Puede considerarse como la aptitud de un hormigón para ser puesto en obra

con los medios de compactación de que se dispone esta trabajabilidad del hormigón

está relacionada con su deformabilidad, con su homogeneidad, con la trabazón de

sus distintos componentes y con la mayor o menos facilidad que la masa presente

para eliminar los cavidades de la misma, alcanzando una compacidad máxima.

La docilidad depende, entre otros factores, de los siguientes:

De la cantidad de agua de mezclado. Cuanto mayor sea esta, mayor será la

docilidad.

De la granulometría de los áridos, siendo más dóciles los hormigones cuyo

contenido en arena es mayor. Pero por otra parte, a más cantidad de áridos finos

corresponde más agua de mezclado necesaria, por lo tanto, menor resistencia.

La docilidad es mayor con áridos redondeados que con áridos procedente de

machaqueo. (Jimenez, Garcia, & Moran, 2000).

Homogeneidad

Esta se obtiene mediante un correcto y adecuado amasado, para así lograr que

los materiales se encuentren distribuidos uniformemente en todo el hormigón. Esta

puede perderse por la separación de los agregados gruesos y finos también

conocida como la segregación, otro factor que influye en la perdida de

homogeneidad es la decantación esta se debe cuando los agregados van al fondo y

17

el mortero está en la superficie. (Jimenez, Garcia, & Moran, 2000).

Cohesión

Es la aptitud del hormigón de mantenerse como una masa plástica sin ningún

tipo de segregación depende del contenido de material fino, la cantidad de agua, el

asentamiento, el aire intencionalmente incorporado. (Diego Calo, 2014).

Segregación

Es la separación de los constituyentes de una mezcla heterogénea de modo que

la distribución de tamaños de las partículas componente deja de ser uniforme. Las

diferencias en tamaño y densidad de las partículas son la causa principal de la

segregación, pero su magnitud puede disminuirse con la selección de una

granulometría adecuada y un manejo cuidadoso del material.

Segregación interna: este caso las partículas grandes tienden a

separarse, (por asentamiento o descohesión) o la pasta se separa de los

agregados.

Segregación externa: las fuerzas exteriores que actúan sobre el

hormigón fresco superan las fuerzas internas de cohesión. Esto ocurre durante el

transporte, colocación y vibrado. (Carrasco, 2013).

Exudación

Consiste en la separación de los agregados en la cual asciende el agua a la

superficie del hormigón fresco creando una capa delgada y porosa que no contiene

resistencia ni durabilidad. El agua que llega a la superficie se va evaporando de una

forma lenta, en el caso que la evaporación tenga mayor velocidad que su migración

del interior hacia la superficie se crearan fisuras de retracción plástica por

afogarado. (WSDOT.COM).

18

2.2.14. Propiedades físicas y mecánicas del hormigón endurecido

Densidad

Es la relación de peso a volumen de una masa determinada. Las partículas del

agregado están formadas de minerales y espacios que pueden estar vacíos,

parcialmente colmados o llenos de agua según la permeabilidad interna. (Gutierrez,

2003).

Permeabilidad

La permeabilidad en el hormigón se describe como la cantidad de presencia de

agua u otras sustancias liquidas por los poros del material en un tiempo

determinado; para luego ser el resultado de la composición de porosidad en la pasta

del hormigón, la hidratación con la liberación de calor y evaporación del agua de la

mezcla, la temperatura del hormigón y la formación de fisuras y grietas durante el

tiempo de fraguado. (Velez, 2010).

Resistencia

Desde el punto de vista estructural esta es la propiedad más importante para

determinar la calidad del hormigón fabricado se evalúa sobre probetas testigo

tomadas en el momento de colocar el hormigón en la estructura.

Existen varias probetas para la evaluación de la resistencia del hormigón: la

cilíndrica es la más utilizada para determinar la resistencia a la compresión simple

del hormigón y también para la resistencia a tracción por compresión. (Bolivar,

1987).

Resistencia a compresión

La resistencia a la compresión de las mezclas de concreto se puede diseñar de

tal manera que tengan una amplia variedad de propiedades mecánicas y de

durabilidad, que cumplan con los requerimientos de diseño de la estructura.

19

(Instituto mexicano del cemento y del concreto, 2006).

Prueba de compresión simple

La resistencia a la compresión simple se mide tronando probetas cilíndricas de

concreto en una máquina de ensayos de compresión. La resistencia a la compresión

se calcula a partir de la carga de ruptura dividida entre el área de la sección que

resiste a la carga y se reporta en megapascales (MPa) en unidades SI. (Instituto

mexicano del cemento y del concreto, 2006)

Durabilidad

La durabilidad de hormigón es su capacidad para soportar durante la vida útil

para la que ha sido proyectada, las condiciones físicas y químicas que está

expuesta, podrían provocar su degradación como consecuencia de efectos

diferentes a las cargas y solicitaciones consideradas en el análisis estructural.

(Brotóns, 2007)

Retracción

La retracción después del inicio de fraguado, proveniente de la variación del

volumen de agua contenida en la masa de hormigón, atribuible en alguna de las

siguientes causas:

Retracción de secado, producida por evaporación de agua libre contenida en

poros y capilares.

Retracción por carbonatación, generada por reacción del CO2 atmosférico, que

se adhiere y se disuelve en el agua que contienen los capilares.

Retracción autógena, producida por la variación de volumen del agua que se

combina químicamente con el hormigón, sin intervención de las variaciones de

humedades. (R, G, & J, 2008)

20

Carbonatación

Indica Vidaud (2012) la carbonatación debe su presencia en el concreto al

dióxido de carbono (CO2) presente en el ambiente en forma de gas anhídrido

carbónico; máximo en zonas urbanas o con elevados niveles de contaminación

donde sus concentraciones son mayores.

Proceso químico

Según Vidaud (2012) es un tipo de reacción acida que puede afectar de manera

importante la durabilidad del concreto. Se trata de un proceso lento, que resulta de

una reacción química en la que el hidróxido del calcio (Ca(OH)2), presente en la

pasta del cemento, reacciona con los dióxidos de carbono (CO2) de la atmosfera y

forma carbonatos de calcio (CaCO3); tal como se representa en la ecuación química

Ca(OH)2+CO2CaCO3+H2O.

Proceso físico

Resultante de esta reacción se produce una degradación lenta y de continuo

avance; desde la supervise hacia el interior del elemento del concreto. El ph del

concreto, en condiciones normales de trabajo, oscila entre valores de 12 o 13.El

proceso de hidratación del cemento se produce Ca(OH)2 a partir de la combinación

de los grupos puros de silicatos y de aluminatos con el agua. (Vidaud, 2012).

2.3. Marco conceptual

2.3.1. Ensayos de materiales

Se denomina ensayo de material a todo tipo de prueba que tiene como objetivo

determinar la característica de los materiales que se utilizan en la elaboración del

hormigón. De esta manera se logra determinar cuáles son las condiciones por las

que va a estar expuesto cada uno de los materiales.

21

2.3.2. Agregados

Es unos de los materiales fundamentales en la mezcla del hormigón, siendo

este un factor importante para la medir la resistencia, variación volumétrica y la

durabilidad.

2.3.2.1. Tipos de agregados

Los agregados se pueden determinar, según su caracterización, su procedencia

y se pueden clasificar en:

Agregados naturales

Son aquellos que se utilizan únicamente después de una modificación del

tamaño para ajustarse a los requerimientos según su disposición.

Agregados de trituración

Son agregados que se consiguen de la trituración de varios tipos de rocas

según su tamaño o del rechazo de la granulometría de agregados naturales.

Agregados artificiales

Estos agregados se consiguen de materiales procedente de las demoliciones,

utilizables y reciclables, por lo cual se pueden denominar como un sub-producto de

procesos industriales.

2.3.2.2. Propiedades de los agregados

También conocidos como áridos o material granular, conglomerados, son

fragmento o granos que se forman entre un 75% y 87% del peso total de la mezcla

del hormigón, tiene como objetivo reducir costos en la mezcla y poseer

características favorables dependiendo de la obra que se solicite.

2.3.3. Agregados fino

Formados generalmente por arena natural o piedras trituradas cuyas partículas

son menores de los 5mm las cuales deben ser partículas duras, limpias de

22

resistencia y libres de productos químicos y de otros materiales finos como las

arcilla que afectan la hidratación de la pasta de cemento.

2.3.4. Granulometría

La granulometría se emplea para medir los granos ya sean por agregados finos

o agregados gruesos, los cuales se determina por análisis de tamices de malla de

alambre aberturas cuadradas.

2.3.5. Ensayos de humedad

Las partículas pueden pasar por cuatro estados:

Totalmente seco.- Se obtienen cuando los agregados son introducidos

al horno a 110ºC hasta que estos tengan un peso constante el tiempo aproximado

para el seco total es 24 horas.

Parcialmente seco.- se obtiene mediante la exposición al aire libre en

los cuales los poros están parcialmente llenos de agua.

Saturados y superficialmente seco (SSS).- en este estado los

agregados tienen sus poros llenos de agua pero su superficie está totalmente seca.

Totalmente húmeda.- a diferencia del estado anterior este posee agua

en su superficie.

2.3.6. Peso volumétrico

Es el peso que demanda un agregado para llenar un recipiente con su

respectivo volumen, el cual es ocupado por los agregados y los vacios que quedan

entre sus particluas.


Conformados por rocas o gravas trituradas obtenidos de las canteras o bancos

previamente seleccionados y analizados en laboratorios para certificar su calidad.

23

2.3.8. Aglomerantes

Es un material capaz de unir fragmentos de uno o varios materiales, pueden dar

consistencia variable y tienen la propiedad de poder moldearse.

Aglomerado aéreo.- estos se endurecen al contacto con el aire.

Aglomerado Hidraúlico.- estos se endurecen al contacto con el agua y

sumergidos en ella.

2.4. Marco legal

Esta investigación se respalda en la Norma Técnica Ecuatoriana (Instituto

Ecuatoriano de Normalizacion, 2002) NTE INEN 1855-2 la cual establece las

especificaciones para la elaboración de hormigón en obra ya sea en estado fresco y

no endurecido. Los requisitos para determinar la calidad del hormigón deben estar

definidos en esta norma, o por los requerimientos solicitados por el usuario. Cuando

exista una discrepancia entre las especificaciones prevalecerán las del usuario

siempre y cuando estén fundadas en métodos de valuación de la NTE INEN, o

cuando no existan estas, con la ASTM que corresponda, atendiendo las

recomendaciones del ACI u otras normas aplicables.

Para determinar la resistencia a la compresión de los especímenes fabricados y

curados con cemento hidráulicos nos guiaremos de acuerdo a la norma INEN 1573,

ASTM C 31; ASTM C 192, ASTM C 617, ASTM C 1231, ASTM C 42 y ASTM C 873

estas normas son aplicable siempre y cuando no existan normas INEN. (Instituto

Ecuatoriano de Normalización INEN 1573, 2010)

La norma NTE INEN 872 constituye los requisitos de granulometría y calidad

para los áridos, finos y gruesos, para utilizarlos en el hormigón; así mismo esta

24

norma indica que puede ser utilizada en especificaciones de proyectos, para definir

la cantidad de áridos, tamaño máximo nominal y otros requisitos especificados de

granulometría. (Instituto Ecuatoriano de Normalizacion , 2011)

La norma NTE INEN 1578 tiene como objetivo establecer el método de ensayo

para determinar el asentamiento del hormigón de cemento hidráulico en el

laboratorio o en el campo. (Instituto Ecuatoriano de Normalizacion, 2010)

La norma NTE INEN 1763 establece las instrucciones para la elaboración de

muestras representativas de hormigón fresco, el que se entrega en el lugar del

proyecto sobre el cual se van a efectuar los ensayos para establecer el

cumplimiento de requisitos de calidad establecido. (Instituto Ecuatoriano de

Normalizacion, 2010)

25

Capítulo 3 Metodología de la investigación

3.1. Modalidad de la investigación

La presente investigación considera experimental debido a que se efectuaron

ensayos para determinar las propiedades de los agregados que intervienen en la

resistencia del hormigón y poder conocer que tan idóneo son los materiales

empleados y la resistencia requerida. Esto se llevará a cabo a través de pruebas de

laboratorio.

3.2. Tipo de investigación

El tipo de investigacion se considera cuantitativo y cualitativo debido a que se

realizaron analisis de los valores obtenidos en los ensayos realizados con los

diferentes materiales con la finalidad de evaluar el comportamiento del hormigon.

3.3. Dosificación

La dosificación consiste en determinar las cantidades adecuadas y necesarias

de materiales para la elaboración del hormigón, con el fin de obtener la resistencia y

durabilidad requeridas.

Tabla 3. Dosificación

CarácterIsticas Cemento Piedra #67

(19-4) Arena Río Agua a/c

Unidad kg kg kg l

Origen

Huayco Antropevi Pública

Densidad kg/m³ 2990 2.609 2.614 1.000

210Kgcm2-19mm-170mm-28d 420 920 685 227 0,54

280Kgcm2-19mm-170mm-28d 500 930 662 205 0,41

350Kgcm2-19mm-170mm-28d 590 945 558 209 0,35

26

3.4. Proceso de la elaboración de los especímenes

Fase 1: Recolección de material a utilizar

Los agregados gruesos de la cantera Huaycos, ubicada en el kilómetro 12.5 vía

a la costa a utilizar son: piedra #67, piedra # 78 y la arena triturada. La arena de rio

para diseños patrones es del rio Boliche proveniente de la cantera Antropevi.

La arena y agua mar de Villamil Playas, km 1.5 vía Data Posorja.

Fase 2: Caracterización de agregados

Para la elaboración de este capítulo se procedió a realizar las pruebas de

laboratorio de los agregados fino y grueso.

3.5. Ensayos realizados

Agregado grueso

Granulometría

Peso volumétrico

Peso unitario suelto

Peso unitario compactado

Peso especifico

Agregado fino

Granulometría

Peso unitario suelto

Peso unitario compactado

Peso especifico

27

Tabla 4. Granulometría de la piedra Nº 67.

GRANULOMETRIA DEL AGREGADO GRUESO INEN 696 ASTM C 136

Propiedades de los agregados y su influencia en la resistencia del hormigón

Tipo de agregado: Piedra Nº 67 Laboratorista: H. Zambrano

Proyecto Tesis Fecha de ensayo: 2017-07-10

Origen: Calizas Huayco Masa inicial (gr) 3000

Tamiz Retenido Retenido Retenido Pasante

INEN ASTM Parcial (g) Parcial (%) Acumulado (%) Acumulado (%)

100 mm 4 in. --- --- --- ---

90 mm 3½ in. --- --- --- ---

75 mm 3 in. --- --- --- ---

63 mm 2½ in. --- --- --- ---

50 mm 2 in. --- --- --- ---

37.5 mm 1½ in. --- --- --- ---

25 mm 1 in. 0,0 0 0 100

19 mm 3/4 in. 189,6 6 6 94

12.5 mm ½ in. --- --- --- ---

9.5 mm 3/8 in. 2081,5 69 76 24

4,75 mm No. 4 579,4 19 95 5

2,36 mm No. 8 55,4 2 97 3

1,18 mm No. 16 --- --- --- ---

300 μm No. 50 --- --- --- ---

150 μm No. 100 --- --- --- ---

Bandeja 93,8 3 100 0

Masa final (g): 2999,7 Módulo de finura: 6,7

Pérdida ≤0.5%: Ensayo válido

28

Figura 1.Curva granulométrica de la piedra Nº 67.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

150μ (No.100)

300μ (No.50)

1.18 (No.16)

2.36 (No.8)

4.75 (No.4)

9.5 (3/8in.)

12.5 (½in.)

19 (3/4in.)

25 (1in.)

37.5 (1½in.)

50 (2in.)

63 (2½in.)

75 (3in.)

90 (3½in.)

100 (4in.)

Pasante

Acum

ula

do (

%)

Abertura Libre de la Malla mm (ASTM)

Curva Granulométrica

Límite ASTM D 448-01 N° 67 Piedra 67

29

Tabla 5. Determinación de la densidad y absorción de la piedra Nº67.

ARIDO GRUESO PARA HORMIGÓN

DETERMINACIÓN DE LA DENSIDAD

Y ABSORCIÓN DE AGUA

INEN 857 - ASTM C 127

Tipo de agregado: Piedra N° 67 Laboratorista: H. Zambrano

Proyecto Tesis Fecha de ensayo: 12/07/2017

Origen: Calizas Huayco Masa inicial (gr) 3000

DATOS

A: 2945,30 gramos

B: 3000,00 gramos

C: 1869,00 gramos

Ds: 2604 kg/m³

Dsss: 2653 kg/m³

D: 2737 kg/m³

Po: 1,86 %

Ds:

A

Dsss: B

B-C

B-C

D:

A

Po: B-A *100

A-C

A

Nomenclatura:

A: Peso en el aire de la muestra secada al horno B: Peso en el aire de la muestra en estado saturado superficialmente seco

C: Peso en el agua de la muestra en estado saturado Ds: Densidad de Volumen a 23 C del árido grueso seco Dsss

: Densidad de Volumen a 23 C del árido grueso en estado saturado superficialmente seco

D: Densidad aparente del árido a 23 C. Po: Porcentaje de absorción de agua del árido grueso

30

Tabla 6. Granulometría de arena de Rio Boliche.

GRANULOMETRIA DEL AGREGADO FINO INEN 696 ASTM C 33


Tipo de agregado: Arena Zarandeada Laboratorista: H. Zambrano

Proyecto

Tesis

Fecha de ensayo: 2017-07-10

Origen: Rio Boliche Masa inicial (gr) 523



9,50 mm 3/8 in. 0,0 0 0 100

4,75 mm No. 4 14,3 3 3 97

2,36 mm No. 8 69,7 13 16 84

1,18 mm No. 16 76,4 15 31 69

600 μm No. 30 95,4 18 49 51

300 μm No. 50 162,1 31 80 20

150 μm No. 100 84,6 16 96 4

Bandeja 20,3 4 100 0

Masa final (g): 522,8 Módulo de Finura: 2,7

Pérdida ≤0.3% Ensayo válido

Figura 2. Curva granulométrica de arena de rio Boliche.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Fondo 75μ (No.200)

150μ (No.100)

300μ (No.50)

600μ (No.30)

1.18 (No.16)

2.36 (No.8)

4.75 (No.4)

9.5 (3/8in.)

19 (3/4in.)

37.5 (1½in.)

75 (3in.)

Pa

san

te A

cu

mu

lado

(%

)

Abertura Libre de Malla mm (ASTM)


Límite ASTM C 33 Arena Rio Boliche

31

Tabla 7. Determinación de la densidad y absorción de agua de la arena de rio Boliche.

AGREGADO FINO PARA HORMIGÓN




Tipo de agregado: Arena zarandeada Laboratorista: H. Zambrano


Origen: Rio Boliche Masa inicial (gr) 500

DATOS

A: 486,10 gramos

B: 996,50 gramos

S: 500,00 gramos

C: 1305,20 gramos

Ds: 2541 kg/m³

Dsss: 2614 kg/m³

D: 2740 kg/m³

Po: 2,86 %

Ds:

A

Dsss: S

(B+S-C)

(B+S-C)

D:

A

Po: S-A *100

(B+S-C)

A

Nomenclatura:

A: Peso en el aire de la muestra secada al horno B: Peso del matraz lleno de agua hasta la marca de calibración

S: Peso en el aire de la muestra en estado saturado superficialmente seco C: Peso del matraz con la muestra lleno de agua hasta la marca de calibración Ds: Densidad de Volumen a 23 C del árido fino seco

Dsss:

Densidad de Volumen a 23 C del árido fino en estado saturado superficialmente seco

D: Densidad aparente del árido fino a 23 C. Po: Porcentaje de absorción de agua del árido fino

32

Tabla 8. Granulometría de la Arena de Mar.

GRANULOMETRIA DEL AGREGADO FINO INEN 696 ASTM C 33


Tipo de agregado: Arena de Mar Laboratorista: H. Zambrano


Origen: Villamil Playas Masa inicial (gr) 500



9,50 mm 3/8 in. 0,0 0 0 100

4,75 mm No. 4 0,0 0 0 100

2,36 mm No. 8 0,0 0 0 100

1,18 mm No. 16 0,0 0 0 100

600 μm No. 30 1,7 0 0 100

300 μm No. 50 114,5 23 23 77

150 μm No. 100 348,6 70 93 7

Bandeja 35,4 7 100 0

Masa final (g): 500,0

Módulo de Finura : 1,2

Pérdida ≤0.3%

Ensayo válido

Figura 3. Curva granulométrica de la Arena de Mar.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Fondo 75μ (No.200)

150μ (No.100)

300μ (No.50)

600μ (No.30)

1.18 (No.16)

2.36 (No.8)

4.75 (No.4)

9.5 (3/8in.)

19 (3/4in.)

37.5 (1½in.)

75 (3in.)

Pa

san

te A

cu

mu

lado

(%

)

Abertura Libre de Malla mm (ASTM)


Límite ASTM C 33 Arena Arena de Mar

33

Tabla 9. Determinación de la densidad y absorción de la Arena de Mar








DATOS

A: 496,44 gramos

B: 1284,65 gramos

S: 500,00 gramos

C: 1598,83 gramos

Ds: 2672 kg/m³

Dsss: 2691 kg/m³

D: 2724 kg/m³

Po: 0,72 %

Ds:

A

Dsss: S

(B+S-C)

(B+S-C)

D:

A

Po: S-A *100

(B+S-C)

A

Nomenclatura:

A: Peso en el aire de la muestra secada al horno

B: Peso del matraz lleno de agua hasta la marca de calibración

S:

Peso en el aire de la muestra en estado saturado superficialmente seco

C:

Peso del matraz con la muestra lleno de agua hasta la marca de calibración

Ds: Densidad de Volumen a 23 C del árido fino seco

Dss: Densidad de Volumen a 23 C del árido fino en estado saturado superficialmente seco

D: Densidad aparente del árido fino a 23 C. Po: Porcentaje de absorción de agua del árido fino

34

Tabla 10. Determinación de la masa unitaria de la Arena de Mar.


DETERMINACIÓN DE LA

MASA UNITARIA





DATOS

Volumen del Recipiente: 3,00 dm3

Masa de la muestra suelta: 4,44 kg

Masa de la muestra compactada: 4,82 kg

Masa unitaria suelta: 1481 kg/m³

Masa unitaria compactada: 1608 kg/m³

35

Fase 3: Técnicas e instrumentos

Técnicas

Pruebas de laboratorio.

Instrumentos

Concretera

Molde para especímenes

Piscina de curado

Máquina de compresión

3.6. Pasos para diseñar según la norma ACI 211

Seleccionar el asentamiento.

Cálculo de la cantidad de cemento a utilizar.

Selección del agregado grueso con su tamaño máximo nominal.

Selección de la cantidad de agua y contenido de aire a utilizar en el

hormigón.

Selección de agregado fino.

Relación agua/cemento.

Prueba del laboratorio.

3.7. Recolección y procesamiento de datos

En una hoja de Excel la cual nos permitirá visualizar, ordenar y procesar toda la

información relacionada con los ensayos que se le realizaron al hormigón fresco y a

sus agregados.

36

Fase 4: Ensayos en el hormigón

3.7.1. Método estándar del revenimiento en el Hormigón de cemento

hidráulico INEN1578-ASTM 143

En este ensayo calculamos el asentamiento utilizando el método de cono de

Abrams, como la norma nos indica debemos tomar una muestra de un pie cubico

aproximadamente. Cuando se esté vertiendo el hormigón y este se encuentre en la

mitad del proceso se debe seleccionar dos muestras.

Instrumentos a utilizar

Varilla de acero con punta redondeada de 16mm y con una longitud de

400 a 600 mm

Cono truncado metálico altura 300mm, diámetro superior de 100mm y

diámetro inferior a 200mm.

Flexómetro

Cucharón

Procedimiento

Luego de obtener la mezcla compuesta se humedecen los instrumentos, se

instala el cono en una superficie fija, plana y no absorbente. Una vez que estén los

instrumentos instalados se llena el cono en tres capas de volumen semejante

realizando 25 inserciones con la varilla.

Una vez que se llena el cono se quita el exceso de la pasta en la parte superior

(enrasa) luego en un intervalo de 5±2 segundos se retira el cono alzándolo.

Posterior a esto una vez que en la superficie plana el material se disperse se calcula

la diferencia entre la parte superior del cono y el centro del hormigón desplazado.

(Instituto Ecuatoriano de Normalizacion, 2010)

37

3.7.2. Medición de temperatura en el hormigón fresco norma ASTM C-1064

Una de las propiedades importante para que el hormigón no pierda

trabajabilidad y contenga posibles fisuras es evaluar su temperatura en estado

fresco.

Instrumentos

Termómetro con aproximación a 0.5°C

Procedimiento

Para evaluar la temperatura en el hormigón el sensor del termómetro debe estar

cubierto en todas sus direcciones con un mínimo 7.5 cm. Al momento de evaluar la

temperatura se debe esperar mínimo dos minutos para que el termómetro se

estabilice. Para que la lectura de la temperatura del hormigón sea la adecuada se

debe ejercer una leve presión alrededor del sensor del termómetro para que esta

tenga concordancia con su superficie.

3.7.3. Determinación del contenido de aire en el hormigón fresco método de

presión ASTM C231

En el siguiente ensayo se basó de acuerdo al método de presión tipo B en la

cual se establece el contenido de aire del hormigón sin contar con adiciones

incorporadores de aire.

Instrumentos

Recipiente de tipo B de metal de forma cilíndrica que contiene capacidad

de 7 litros que posee una tapa con cámara para presurizar el aire.

Varilla de acero con punta redondeado de 16 mm con una longitud de

400 mm.

Placa de acero para enrasar tiene como característica un espesor de 6

mm

38

Mazo de goma tiene como característica una masa de 1.25 ± 0.5 lb.

Cucharón

Procedimiento

Necesitamos humedecer todos los equipos a utilizar con la finalidad de evitar la

pérdida de humedad del hormigón. Se sitúa la olla sobre una superficie plana,

nivelada se procede a llenar el recipiente en 3 capas de igual espesor, posterior a

esto se realiza 25 inserciones con la varilla de acero, luego se procede a darle

golpes al recipiente con el martillo de goma de 10 a 15 veces, esto lo repetimos en

cada capa. Ahora se enrasa la superficie del recipiente con la placa se coloca a ¾

partes del recipiente y se enrasar, una vez finalizado el proceso se puede establecer

la masa del hormigón.

En la tapa del recipiente contiene válvulas y llaves se precede a liberar y se

coloca la tapa encima del recipiente para sellar la superficie, en la tapa encontramos

dos válvulas se ingresa agua por una de ellas hasta que la segunda tenga un flujo

constante. Se procede a bombear aire con una manija que contiene la cámara de la

tapa hasta que nos indique el manómetro que está en cero se debe dar unos ligeros

golpes para que la pluma que está marcando cero se estabilice. Se proceden a

cerrar las válvulas y se libera el aire que contiene la cámara manifestando el

manómetro por diferencia de presiones de aire incluido en la mezcla en porcentaje.

3.7.4. Elaboración y curado en obras de especímenes de hormigón para

ensayo norma INEM 1576

Para evaluar la resistencia del hormigón y factores indirectos de la mezcla como

su trabajabilidad y factibilidad, se va a necesitar de un muestreo de especímenes el

cual se considera un punto importante en el campo. (Instituto Ecuatoriano de

Normalización INEN-1576, 2011)

39

Instrumentos

Cilindros metálicos en relación al tamaño máximo nominal del agregado.

Llana metálica.

Varilla de acero con punta redondeada.

Martillo de goma con masa de 1.25±0.5 lb.

Procedimiento

Colocar en un área nivelada y plana los cilindros metálicos, posterior a esto de

llenan con el hormigón de acuerdo a su volumen.

Cuando sean agregados con tamaño máximo nominal de 2.5cm se necesitan de

moldes cilíndricos de 30cm x 15cm, de altura y diámetro respectivamente, los cuales

se procede a llenar los moldes en tres capas con 25 inserciones con la varilla, a

continuación se dan de 15 a 20 golpes al molde por cada capa.

Cuando sean agregados gruesos inferiores a 2.5 cm se necesitan de

especímenes de 20 cm de altura por 10 cm de diámetro, luego se procede a llenar

los moldes dos capas cada una de ellas con 25 inserciones de varillas de acero de

punta redondeada. Posterior a esto se quita en exceso de hormigón en la parte

superior del cilindro como último paso se realiza el acabado con la llana metálica.

3.7.5. Determinación resistencia a la compresión de especímenes cilíndricos

de hormigón de cemento hidráulico norma INEN 1573 (Instituto

Ecuatoriano de Normalización INEN 1573, 2010)

Instrumentos

Prensa calibrada según la ASTM E4.

Balanza de precisión ±0.5 gramos.

Calibrador vernier

40

Procedimiento

Se realiza el retiro de los cilindros de la piscina de curado, se dejan escurrir los

especímenes, luego se toman las dimensiones y la masa. Se ingresan los datos de

las dimensiones del cilindro en el dial de la prensa y la velocidad de carga, se

colocan con sus respectivos neoprenos para el ensayo en caso de no usarlos se

procede a capear los cilindros con su rotura.

Tabla 11. Tolerancia en el ensayo según la edad de la probeta

Edad del ensayo Tolerancia admisible

24 horas ±0,5h o 2,1%

3 días 2 horas o 2,8%

7 días 6horas o 3,6%

28 días 20horas o 3,0%

90 días 2 días o 2,2%

Fuente: (Instituto Ecuatoriano de Normalización, 2010)

3.7.6. Holcim heat

Es un calorímetro semi-adiabatico, contiene sensores que permite medir el calor

de hidratación en los mortero y pasta de cemento, se ve reflejado los resultados con

la incorporación de aditivos llevándolos a interpretar la interacción de cemento-

aditivo, apreciando el lapso de fraguado y de las máximas temperaturas.

Instrumentos

Batidora para mortero capacidad de 3 litros.

Cucharón.

Paleta de limpieza.

Pisón.

Calorímetro.

Balanza.

41

Procedimiento

Antes de la elaboración de la muestra se determina una correlación entre el

diseño de hormigón y el mortero equivalente. Esto nos conlleva a definir la cantidad

correspondiente del mortero que contiene el hormigón:

Verter en la mescladora el 90% del agua.

Añadir el cemento y mezclarlo a una velocidad baja.

Añadir y acumular los residuos de la pasta en las paredes de la

mezcladora.

Adicionar el faltante del agua junto con los aditivos.

Añadir la arena y mezclarlo a una velocidad baja.

Añadir y acumular los residuos de la pasta en las paredes de la

mezcladora

Batir a velocidad baja.

Coger el mortero realizado y agregarlo en el Holcim Heat.

El desarrollo de la temperatura es en la función al tiempo.

42

Capítulo 4 Análisis e interpretación de resultados

4.1. Interpretación de resultados


Tabla 12. Resumen de las propiedades del agregado grueso Nº67.

Agregado Grueso (Calizas Huayco)

Propiedad mecánica Unidad Valor

Piedra No. - 67

Módulo de Finura - 6,7

Densidad SSS kg/m3 2653

Absorción (%) 1,86

Masa Unitaria suelta kg/m3 1361

Masa Unitaria compactada kg/m3 1501

Con los ensayos de laboratorios que se realizaron al agregado grueso

(Calizas Huayco piedra Nº 67) se obtuvieron valores correspondientes a sus

propiedades mecánicas y al compararlos con la norma citada en el ensayo

correspondiente, se estableció que está dentro de los parámetros que establecen

por lo cual se considera aptas para la elaboración del hormigón.

4.1.2. Agregado fino

Tabla 13. Resumen de la propiedades de la arena de Rio Boliche.

Agregado Fino (Rio Boliche)



Densidad kg/m3 2614

Absorción (%) 2,86



Con los ensayos de laboratorio realizados al agregado fino (Rio Boliche)

se pudo obtener valores correspondientes a la caracterización de agregados finos y

al compararlos con los valores mencionados por las normas citadas en cada ensayo

43

se establece que están dentro de los limites aceptable y que es apto para ser

utilizados en la elaboración del hormigón.

Tabla 14. Resumen de las propiedades de la Arena de Mar

En los ensayos de laboratorio realizados al agregado fino (Villamil Playa)

se pudo obtener los valores correspondientes a sus propiedades mecánicas y al

comprarlos con la norma se determina que la curva del agregado mencionado esta

fuera de los límites aceptados por la norma, por lo tanto no es apta para la

elaboración del hormigón.

4.1.3. Resistencia

4.1.3.1. Resistencia de especímenes

Tabla 15. Resistencia a 7 días

7 dias

Resistencia Arena rio

Boliche, Agua potable

Arena, Agua Mar % de pérdida

210 127,33 63,32 50,27

280 169,5 78,08 53,94

350 216,05 92,22 57,32

* Unidad (kg-cm2)

En esta tabla se pueden observar las resistencias conseguidas a los 7 días,

realizando una comparación entre ambos diseños obtenemos el porcentaje de

pérdida para las diferentes resistencias. Para un f`c=210 kg/cm2 su pérdida de

Agregado Fino (Villamil Playa)



Densidad kg/m3 2691

Absorción (%) 0,72



44

resistencia es de 50.27%, para un fć=280 kg/cm2 la pérdida está representada por

el 53.94% y para un fć=350 kg/cm2 observamos que la pérdida es de 57.32%.

Tabla 16. Resistencia a 14 días.

14 dias




210 180,387 117,56 34,83

280 240,125 157,35 34,47

350 306,068 180,65 40,98

*Unidad (kg-cm2)

Se observan las resistencias obtenidas a los 14 días, realizando una

comparación entre ambos diseños obtenemos el porcentaje de pérdida para las

diferentes resistencias. Para un f`c=210 kg/cm2 su pérdida de resistencia representa

el 34.83%, para un fć=280 kg/cm2 la pérdida es el 34.47% y para un fć=350 kg/cm2

observamos que la pérdida es de 40.98%.


28 dias




210 212,22 158,3 25,41

280 282,5 195,21 30,90

350 360,08 230,54 35,98

*Unidad (kg-cm2)

Se muestran las resistencias obtenidas a los 28 días, realizando una


diferentes resistencias. Para un f`c=210 kg/cm2 su pérdida de resistencia es del

25.41%, mientras que para un fć=280 kg/cm2 la pérdida es el 30.90% y para un

45

fć=350 kg/cm2 observamos que la pérdida es de 35.98%.


45 dias




210 216,56 164,53 24,03

280 286,36 206,53 27,88

350 369,5 249,60 32,45

*Unidad (kg-cm2)

Se muestran las resistencias obtenidas a los 45 días, realizando una


diferentes resistencias. Para un f`c=210 kg/cm2 su pérdida de resistencia es del

24.03%, mientras que para un fć=280 kg/cm2 la pérdida es el 27.88% y para un

fć=350 kg/cm2 observamos que la pérdida es de 32.45%.


*Unidad (kg-cm2)

Se observan las resistencias obtenidas a los 60 días, realizando una


diferentes resistencias. Para un f`c=210 kg/cm2 su pérdida de resistencia representa

el 22.26%, para un fć=280 kg/cm2 la pérdida es el 25.53% y para un fć=350 kg/cm2

observamos que la pérdida es de 28.83%.

60 dias




210 219,56 170,69 22,26

280 293,64 218,67 25,53

350 380,65 270,90 28,83

46

Podemos observar que al utilizar la arena y agua de mar en la elaboracion de

los especímenes existe una repercusión directa en la resistencia esto se da por el

alto contenido de cloruros, sales y de materias organicas en la arena y agua de mar.

A continuación en la figura 6 podemos observar las curvas de resistencia a los 7, 14,

28, 45 y 60 días con un f´c=210 kg/cm2.

Figura 4. Resistencias de f`c = 210kg/cm2.

En esta grafica podemos observar el comportamiento de los diferentes diseños

a través del tiempo hasta alcanzar su edad maxima de 60 días con un f´c 210

kg/cm2. Realizando una comparación de resistencia entre ambos diseños existe un

promedio de pérdida del 31.36%.

127,33

180,387

212,22 216,56 219,56

63,32

117,56

158,3164,53

170,69

50

100

150

200

250

5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60

kg

/cm

²

Días

f`c=210 kg/cm²

Diseño Normal Diseño Arena y Agua Mar

47


Esta grafica nos muestra el comportamiento de los diferentes diseños a través

del tiempo hasta alcanzar su edad maxima de 60 días con un f´c 280 kg/cm2.

Realizando una comparación de resistencia entre ambos diseño existe un promedio

de pérdida del 34.54%.

169,5

240,125

282,5 286,36293,64

78,08

157,35

195,21206,53

218,67

50

100

150

200

250

300

350

5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60

kg

/cm

²

Días

f`c=280 kg/cm²


48


Esta grafica nos muestra el comportamiento de los diferentes diseños a través

del tiempo hasta alcanzar su edad maxima de 60 días con un f´c 350 kg/cm2.

Realizando una comparación de resistencia entre ambos diseño existe un promedio

de pérdida del 39.11%.

216,05

306,068

360,08369,5

380,65

92,22

180,65

230,54

249,60

270,90

50

100

150

200

250

300

350

400

5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60

kg

/cm

²

Días

f`c=350 kg/cm²


49

4.1.3.2. Resistencia de cubos

Tabla 20. Resistencia de cubo cemento HE (7 días).

7 días (Cemento HE)



Arena, Agua Mar

% de pérdida

300 260 189,6 27,08

*Unidad (kg-cm2)

Tabla 21. Resistencia de cubo cemento GU (7 días)

7 días (Cemento GU)



Arena, Agua Mar

% de pérdida

300 186 148 20,43

*Unidad (kg-cm2)

Realizando una comparación del cemento HE y GU a la edad de 7 días

podemos observar un porcentaje de pérdida de 27.08% de la resistencia con el

cemento HE y con el cemento GU tenemos un porcentaje de perdida 20.43%.

50

Tabla 22. Resistencia de cubo cemento HE (28 días).

28 días (Cemento HE)




300 397,2 291,3 26,66

*Unidad (kg-cm2)

Tabla 23. Resistencia de cubo cemento GU (28 días).

28 días (Cemento GU)

Resistencia Arena rio Boliche,

Agua potable Arena, Agua

Mar % de pérdida

300 300,8 260,2 13,50

*Unidad (kg-cm2)

Realizando una comparación del cemento HE y GU a la edad de 28 días

podemos observar un porcentaje de pérdida de 26.66% de la resistencia con el

cemento HE y con el cemento GU tenemos un porcentaje de perdida 13.50%.

En ambos casos el porcentaje de pérdida de resistencia con el cemento HE es

mayor debido a que este contiene mayor contenido de clinker que el cemento GU.

51

Figura 7. Resistencias (Cemento HE).

La grafica anterior nos permite observar el comportamiento de los diferentes

diseños realizados con el cemento HE a edades de 7 y 14 días, al realizar una

comparación entre ellos observamos que existe un porcentaje promedio de pérdida

de 26.87% de resistencia.

260

397,2

189,6

291,3

150

200

250

300

350

400

450

7 14 21 28

kg

/cm

²

Días

f`c=300 kg/cm² (HE)


52

Figura 8. Resistencias (Cemento GU).

La grafica anterior nos permite observar el comportamiento de los diferentes

diseños realizados con el cemento GU a edades de 7 y 14 días, al realizar una

comparación entre ellos observamos que existe un porcentaje promedio de pérdida

de 16.96% de resistencia.

186

300,8

148

260,2

100

150

200

250

300

350

7 14 21 28

kg/c

m²

Días

f`c=300 kg/cm²


53

4.1.4. Carga o Resistencia máxima.

Revisión de capacidad de columna con hormigón normal

f´c= 280 kg/cm2

fy= 4200 kg/cm2

As= 8 ∅12mm

Datos:

Ag= 900cm2

As= 8 (1.13) = 9.04 cm2

∅𝑐 𝑃𝑛 = ∅ (0.85 𝑓´𝑐 𝐴𝑔 + 𝐴𝑠 𝑓𝑦)

∅𝑐 𝑃𝑛 = 226951.2 𝑘𝑔

∅𝑐 𝑃𝑛 = 226.9512 𝑇𝑜𝑛

54

Revisión de capacidad de columna con hormigón utilizando arena y

agua de mar

F´c= 195 kg/cm2

Fy= 4200 kg/cm2

As= 8 ∅12mm

Datos:

Ag= 900cm2

As= 8 (1.13) = 9.04 cm2

∅𝑐 𝑃𝑛 = ∅ (0.85 𝑓´𝑐 𝐴𝑔 + 𝐴𝑠 𝑓𝑦)

∅𝑐 𝑃𝑛 = 168428.7 𝑘𝑔

∅𝑐 𝑃𝑛 = 168.4287𝑇𝑜𝑛

55

Conclusiones y recomendaciones

Conclusiones

Del estudio realizado se puede concluir que si se utiliza hormigon con

arena y agua de mar, si bien es cierto la curva de fuerza de formación tiene un

mismo comportamiento hay una disminución importante en la resistencia.

Los valores de disminución son los siguientes: en el ensayo de

resistencia de compresión con un f`c=210 kg/cm2 se obtuvo un porcentaje promedio

de pérdida de 31.36% de resistencia, para el ensayo de resistencia de compresión

con un f`c=280 kg/cm2 se obtuvo un porcentaje promedio de pérdida de 34.54% de

resistencia y para el ensayo de resistencia de compresión con un f`c=350 kg/cm2 se

consiguió un porcentaje promedio de pérdida de 39.11% de resistencia.

En los elementos estructurales como columna, la resistencia total de elementos

se ve reducida un 26% utilizando el diseño de arena y agua de mar.

En el hormigón elaborado con arena de rio se obtiene mayor resistencia

debido a que existe una mejor adherencia entre los agregados gruesos, agregados

finos y el cemento.

En las roturas de cilindros de diseño elaborados con arena de mar se

pudo observar un brillo en la parte interna del cilindro, esto se da por la presencia de

sales en la arena de mar, lo cual provoca la disminución de la resistencia.

56

Los hormigones elaborados con arena y agua de mar no podrán ser

considerados en elementos estructurales que contengan acero.

Recomendaciones

Los hormigones fabricados con arena y agua de mar no pueden ser

utilizados para hormigón armado debido a que contienen sales disueltas que

conllevan a la corrosión del acero, asi como tambien disminuyen la capacidad de los

elementos estructurales.

La arena y agua de mar no son adecuada para la construcción de

estructuras que contengan acero debido a la alta presencia de materias orgánicas e

impurezas que contienen dichos materiales provocando la disminución de las

resistencias finales.

En el caso de utilizar la arena de mar debe pasar por un proceso de

lavado.

Se recomienda seleccionar agregados que cumplan con las curvas de

granulometría para el hormigón de acuerdo a las normas ASTM D 448-01 y ASTM C

33.

Los ensayos como: cloruro, sulfato, pH, deberán ser utilizados como un

control de calidad cuando se requiera elaborar hormigón con arena de mar (el

elemento no contenga acero).

57

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Tecnologia en el Concreto.

WSDOT.COM. (s.f.). ingeniero-de-caminos. Recuperado el octubre de 2017, de

http://ingeniero-de-caminos.com/exudacion-del-hormigon/

60

Anexos

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Figura 9. Realización de especímenes

Figura 10. Rotura de cilindros

62

Figura 11. Pruebas

Figura 12. Prensa hidráulica

63

Figura 13. Holcim Heat

Figura 14. Vernier

64

Figura 15. Especímenes de Hormigón con Arena de Mar

Figura 16. Especímenes de Hormigón con Arena de Mar

65

Figura 17. Rotura a Compresión Simple

Figura 18. Rotura de Cilindro

66

Figura 19. Rotura de cubos

Figura 20. Tamices para la granulometría de la Arena

67

Figura 21. Tamizadora

Figura 22. Ensayo Temperatura del Hormigón

68

Figura 23. Ensayo de Contenido de Aire Tipo B

Figura 24. Ensayo de Contenido de Aire Tipo B

69

Figura 25. Ensayo de Asentamiento

70

Figura 26. Análisis Químico del agua potable

Fuente: Interagua S.A.

71

Figura 27. Análisis Físico Químico del agua de mar

Fuente: Holcim Ecuador S.A.

72

Figura 28. Análisis Físico Químico de la arena de mar

Fuente: Holcim Ecuador S.A.

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FACULTAD DE MATEMÁTICAS Y FÍSICA

ESCUELA/CARRERA: INGENIERIA CIVIL

UNIDAD DE TITULACION

REPOSITORIO NACIONAL EN CIENCIA Y TECNOLOGÍA

FICHA DE REGISTRO DE TESIS/TRABAJO DE GRADUACION

TÍTULO Y SUBTÍTULO: Efectos degradantes de la arena y agua de mar en el hormigón.


REVISOR: TUTOR

Ing. Lindao Tomala Pablo M.Sc. Ing. Moncayo Theurer Marcelo M.Sc

INSTITUCION: Universidad de Guayaquil

UNIDAD/FACULTAD: De Ciencias Matemáticas y Físicas

MAESTRIA/ESPECIALIDAD:

GRADO OBTENIDO:

FECHA DE PUBLICACIÓN: 2018 No. DE PÁGS: 64

ÁREAS TEMÁTICAS: Estructuras

PALABRAS CLAVES:

Agua de mar, hormigón, estructuras, ensayos

RESUMEN: La presente investigación se realizó con la finalidad de analizar los efectos que produce el uso de agua y arena mar en el hormigón. Para ellos se utilizaron arena y piedra de caliza Huayco, arena y agua de mar proveniente de Villamil Playas y Cemento Holcim Fuerte, los cuales fueron sometidos a ensayos granulométricos, de resistencia, gravedad específica, absorción y peso unitario. Se realizaron tres fases para la preparación de los especímenes, la primera fase consta del diseño patrón con agregado Huayco (arena de rio, piedra y agua potable) con diferentes resistencias pero con un asentamiento constante, la segunda y tercera fase consiste en la variación de agregados: el primer diseño consta de arena de mar, piedras Huayco y agua potable y el segundo utilizando arena de mar, agua de mar y piedras Huayco para conocer el porcentaje de resistencia con referencian , del diseño patrón con edades de 7,14,28,45,60 días. ADJUNTO PDF: x SI NO

CONTACTO CON AUTOR Teléfono: 0986626664 E-mail: [email protected]

CONTACTO EN LA INSTITUCIÓN:

Facultad de Ciencias Matemáticas y Físicas

Teléfono: 2-283348 Ext. 123

ANEXO 10

universidad de guayaquil facultad de ciencias...

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