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Tolentino S. y Caraballo S. Simulación numérica del ujo de aire.
UNIVERSIDAD, CIENCIA y TECNOLOGÍA Vol. 21, Nº 82 Marzo 2017 (pp. 4-15)
ISSN 2542-3401
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ISSN 2542-3401/ 1316-4821
Washington et al., Proceso de Planicación Estratégica como Herramienta de Gestión
UNIVERSIDAD, CIENCIA y TECNOLOGÍA Vol. 26, Nº 112 Marzo 2022 (pp. 05-13)
ISSN-e: 2542-3401, ISSN-p: 1316-4821
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ISSN 2542-3401/ 1316-4821
Tecnología del Concreto. Capítulo 2: Materiales para el Concreto
Tecnología del concreto
Capítulo 2: Materiales para el concreto
ISBN: ISBN: 978-9942-40-954-6
Edición: Primera.
Editorial: AutanaBooks
Fecha de Publicación: Marzo de 2022
Autores: De La Cruz Vega Sleyther Arturo, Mendoza Flores Cristian Milton, Pezo Morales Pablo Adrián, Garrido
Oyola José Antonio, Ascoy Flores Kevin Arturo, Suclupe Sandoval Robert Edinson.
INFORMACIÓN DE LOS AUTORES
UNIVERSIDAD, CIENCIA y TECNOLOGÍA Vol. 26, Nº 112 Marzo 2022 (pp. 125-143)
ISSN-e: 2542-3401, ISSN-p: 1316-4821
SleytherArturoDeLaCruzVega
:
Esingenierocivilconmaestríaenecologíaygestiónambiental.Cuenta
conestudiosdedoctoradoeningenieríacivil.Tieneexperienciaenelárea
deproyectos.Esdocentedelauniversidadnacionaldebarranca,asesorde
tesisyproyectosdeinvestigación.
https://orcid.org/0000-0003-0254-301X
Correo:sdelacruz@unab.edu.pe
Afiliacióninstitucional:UniversidadNacionaldeBarranca
CristianMiltonMendozaFlores
EsLicenciadoenFísicadelaUniversidadNacionalPedroRuizGallo
desdeelaño2006enlaciudaddeLambayeque,Perú,tambiéncuentacon
elgradodemaestroenecologíaygestiónambientaldelaUniversidad
NacionalJoséFaustinoSánchezCarrióndesdeelaño2018.Enla
actualidadesdocentedelaUniversidadJoséFaustinoSánchezCarrióny
desempeñaelcargodedirector
(e)
eneldepartamento
académicodefísica
https://orcid.org/0000-0002-2298-6224
Correo:cmendozaf@unjfsc.edu.pe
Afiliacióninstitucional:UniversidadNacionalJoséFaustinoSánchez
Carrión
https://doi.org/10.47460/uct.v26i112.552
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PabloAdriánPezoMorales
:
Ingenierocivilconmaestríaengerenciadeproyectosdeingeniería.Es
docentedelauniversidadnacionaldeBarranca,actualmenterealiza
proyectosdelámbito
de
ingenieríaen
elPerú.
https://orcid.org/0000-0002-7173-7881
Correo:ppezo@unab.edu.pe
Afiliacióninstitucional:UniversidadNacionaldeBarranca
JoséAntonioGarridoOyola
:
EsingenieroindustrialdelauniversidadnacionalJoséFaustino
SánchezCarrióndesdeelaño1998.Cuentaconelgradodemaestroen
ingenieríaindustrialenlauniversidadnacionalJoséFaustinoSánchez
Carrión,actualmentesevienedesempeñandocomodocentedela
escueladeingenieríaindustrial.
https://orcid.org/0000-0002-8191-8600
Correo:jgarrido@unjfsc.edu.pe
Afiliacióninstitucional:UniversidadNacionalJoséFaustinoSánchez
Carrión
KevinArturoAscoyFlores
Ingenierocivil,conestudiosdeposgradoengestiónpúblicay
gobernabilidad,conaltaexperienciaenprocesosconstructivosy
administraciónpública,catedráticodelaUniversidadCesarVallejoenla
ramadeconstrucciónehidráulica.
https://orcid.org/0000-0003-2452-4805
Correo:kascoy@ucv.edu.pe
Afiliacióninstitucional:UniversidadCesarVallejo
RobertEdinsonSuclupeSandoval
Esingenierocivilconexperienciaenelsectorprivadoypúblico,yestudios
deprofesionalizaciónafínaingenieríacivil,especialistaenlaformulacióny
evaluacióndeproyectos
.Con
más
de
10añosdeexperienciaacadémica,
vieneasumiendocargodecoordinadordelaescueladeingenieríacivildela
UniversidadCesarVallejodelcampusChiclayo.
https://orcid.
org/
0000-0001-5730-0782
Correo:rsuclupe@ucv.edu.pe
Afiliacióninstitucional:UniversidadCesarVallejo
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Tecnología del Concreto. Capítulo 2: Materiales para el Concreto
I.INTRODUCCIÓN
El siguiente capítulo de libro presenta los componentes esenciales del concreto, siendo este un material que
puede adquirir cualquier forma en estado líquido y es muy resistente en estado endurecido además de ser estética
para ser utilizadas en una diversidad de aplicaciones.
El concreto es un material popular dentro del ámbito de la construcción. Como primer componente esencial
tenemos al cemento el cual permite la adherencia de los agregados y permite la resistencia a la compresión y du
-
rabilidad. Como segundo componente tenemos a los agregados la cual la clasicaremos en agregado grueso que
proviene de la descomposición de las rocas y se divide en piedra chancada y canto rodado, estos se quedan rete
-
nidos en el tamiz N°4. Por otro lado está el agregado no que es el producto de la desintegración de las rocas, a
diferencia del agregado grueso el agregado no pasa por el tamiz 3/8´´ y queda retenido en la malla N°200. Estos
agregados cumplen con las especicaciones de la NTP 400.037 y el estándar ASTM C-33. Como tercer compo
-
nente tenemos el agua que permite que el cemento reaccione químicamente y contribuye a controlar la temperatura
de sus reacciones. El cuarto componente son los aditivos, estos serán agregados en la etapa del mezclado la cual
modicara algunas propiedades de la mezcla, se pueden clasicarse en categorías según el efecto que pueda pro
-
vocar en el mezclado.
El diseño de mezcla consiste en determinar las cantidades de cada material para obtener un concreto óptimo.
Los materiales que se utilizan, aportan una característica importante al concreto. Luego de realizado el mezclado
se realizan los diferentes ensayos de control de calidad como asentamiento, pérdida de manejabilidad, masa unita
-
ria, tiempos de fraguado y resistencia a la compresión.
El incremento de la resistencia del concreto aumenta a los 7, 14 y 28 días, siendo este último periodo el que
nos brinda si se alcanzó la resistencia de diseño. Es por eso que, desde la selección de los materiales, mezcla y
curado de concreto se debe de tener un minucioso cuidado con la nalidad de que este sea duradero y minimice las
patologías producto del medio ambiente.
II.ASPECTOS TEÓRICOS Y CARACTERÍSTICAS DEL CONCRETO
En este apartado se describen algunos aspectos teóricos que componen la teoría del cemento, y que son necesa
-
rias y fundamentales para conocer las propiedades del mismo y las tecnologías asociadas a él. Asimismo, presenta
desarrollo de cada uno de los ensayos de laboratorio que se requieren para un posterior diseño de mezcla tales
como el ensayo granulométrico, peso unitario, absorción, peso especíco de los agregados no y grueso. Asimis
-
mo, se muestra las características del agua, el aire y los aditivos en el concreto.
El Clinker es la pieza clave de la fabricación de cemento, es fabricado mediante el proceso que comienza por
combinar una fuente de cal, tal como las calizas; una fuente de sílice y alúmina como las arcillas y una fuente
de óxido de hierro, como el hierro. Una mezcla adecuadamente dosicada de los materiales crudos es namente
molida y calentada a 1500 ° C.
El principal componente del concreto es el cemento, denido como un conglomerante cuyas propiedades ad
-
hesivas y cohesivas le brindan la peculiar característica de poder unir fragmentos minerales mediante complejas
reacciones químicas cuando tiene contacto con el agua formando así una pasta moldeable, que posteriormente
forman un todo compacto al endurecerse.
En la antigüedad el aglomerante clásico de los materiales de construcción fue la cal. Desde los tiempos de los
asirios, caldeos y babilónicos primero; en Grecia y Roma después, y hasta mediados del siglo XVIII, se empleó la
cal como único aglomerante estable para las construcciones. Pero fue Jhon Smeaton quien estudio a más profundi
-
dad en la construcción del faro de Eddystone, hasta que en 1824 fue patentada por un albañil llamado Joseph quien
llamo cemento a un producto que al endurecerse se asemejaba al de la piedra de la isla Portland.
El cemento portland tal como lo indica la Norma Técnica Peruana es capaz de soportar las presiones del agua,
está compuesto por elementos químicos como el calcio y otros, este cemento es obtenido a través de los procesos
para la obtención del Clinker de portland.
El concreto se considera como la mezcla pastosa (cemento + agua + agregados), y algunos productos adicio
-
nales como aditivos. En estas pastas de cemento, sus componentes activos envuelven sus agregados y rellenan los
espacios vacíos.
Esta concreto tiene tres estados físicos, el primero es un estado fresco que caracteriza al material como una
masa, blanda y manejable que puede adquirir cualquier forma, el segundo es el estado fraguado, que se caracteriza
por el endurecimiento inicial del concreto y el estado endurecido, que se produce luego de fraguar y es el momento
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Tecnología del Concreto. Capítulo2: Materiales para el Concreto
en el que empieza a ganar resistencia y se endurece por completo.
El consumo del cemento está relacionado directamente con el aumento de la población mundial y con el pro
-
greso de los países, además su uso ha crecido durante las últimas décadas debido al desarrollo de la construcción. .
El cemento y su principal aplicación, el hormigón, son componentes vitales para la Industria de las construcciones
civiles que hacen a la infraestructura de un país, en el Siglo XXI.
Tipos de cementos
En Perú existen las Normas Técnicas Peruanas (NTPs), las cuales han sido desarrolladas tomando en cuenta las
normas ASTM; logrando así NTP 334.009, NTP 334.082 y NTP 334.090, para grados de cemento, en cumplimien
-
to de las normas establecidas en la ASTM. La tabla 1 muestra los tipos de cemento portland y sus características.
La clasicación de los cementos son : el cemento portland que proviene de la pulverización de Clinker y adi
-
ción de sulfato de calcio, el cemento hidráulico con puzolana que proviene del Clinker, yeso, puzolana , cemento
hidráulico con escoria compuesto de Clinker, yeso y escorio de alto horno, cemento hidráulico de uso general que
se compone de Clinker, yeso y otros compuestos minerales y los cementos modicados por congelamiento, alta
resistencia inicial, resistente a sulfatos, bajo calor de hidratación, moderado calor de hidratación etc.
Tabla 1. Tipos de cemento portland
Fuente: Sociedad Americana para Ensayos y Materiales - ASTM.
UNIVERSIDAD, CIENCIA y TECNOLOGÍA Vol. 26, Nº 112 Marzo 2022 (pp. 125-143)
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Cementos
hidráulicos
Tipo
Características
Cemento
Portland
I
Uso general
II
Uso general con moderada
resistencia a los sulfatos
III
Alta resistencia inicial
IV
Bajo calor de hidratación
V
Alta resistencia a los sulfatos
Cemento
Portland
Adicionados
IS
Adicionado con escoria de alto
horno
IP
Adicionado puzolánico
I(PM)
Adicionado puzolánico
modificado
IL
Adicionado con caliza
IT
Adicionado ternario
ICo
Adicionado compuesto
Cementos
hidráulicos
especificado
por desempeño
GU
Utilización general
HE
Resistencia inicial elevada
MS
Moderada resistencia a sulfatos
HS
Alta resistencia a los sulfatos
MH
Moderado calor de hidratación
LH
Bajo calor de hidratación
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Tecnología del Concreto. Capítulo 2: Materiales para el Concreto
Cementos en el Perú y latinoamerica
En el Perú existe un amplio mercado de cemento siendo unas más conocidas que otras y algunas que perduraron
en el tiempo; entre las cuales tenemos Cementos Apu, cementos Moche, cementos Pacasmayo, cemento Inka, ce
-
mentos Lima, cementos Sol , cementos Yura, cementos Andino, cementos Wari, cementos Quisqueya y cementos
Selva
Actualmente en el Perú , se pueden conseguir una innidad de marcas de elaboradas, siendo un mercado am
-
plio que ofrecen una amplia gama de cemento, es por ello que para muchas personas es un tema un tanto difícil y
abrumadora poder decidir sobre una categoría y proceder con una compra.
En Ecuador se fabrica el cemento Chimborazo, cemento Selva Alegre, cemento Campeon, cemento Holcin ,
cemento Armadura, cemento Guapan , cemento Manabi.
En Chile existen marcas de cementos muy reconocidas como el cemento Popaico, cemento Bio Bio, cemento
Melon , cemento Yura Chile , cemento la Unión , cemento BSA.
Composición del cemento
Entre los principales compuestos del cemento se encuentra el silicato tricálcico, silicato bicálcico, aluminato
tricálcico y ferroaluminato tetracálcico. La tabla 2 expone los principales compuestos del cemento.
Tabla 2. Principales compuestos del cemento
Fuente: Materiales para el concreto.
Los componentes del cemento tienen características principales que benecian o pueden perjudicar la elabora
-
ción del concreto mencionándolos a continuación:
Silicato tricálcico:
El cemento fragua más rápido y alcanza una mayor resistencia esencialmente debido a una
combinación de sílice calcárea conocida como silicato tricálcico, que está compuesto de 73,7% de cal y 26,3 %
de ácido silícico. Es el compuesto mineral de mayor importancia del Clinker y exhibe cristales poligonales bien
formados, con secciones transversales primitivas que tienen bordes rectangulares o hexagonales.
Silicato bicálcico:
El silicato dicálcico consta de 65,1 % de cal y 34,9 % de ácido silícico. Hay al menos cuatro
formas de ortosilicato de calcio, cuya estabilidad varía de 1470 ° C a 820 ° C. El silicato dicálcico tiene una tasa de
hidratación lenta, caracterizándolo como un componente principal de los cementos de fraguado lento.
Aluminato Tricálcico:
El aluminato tricálcico consta de 62,3 % de cal y 37,7 % de alúmina. Después de los
álcalis, las alúminas son los primeros compuestos de cemento que reaccionan con el agua. Está elaborado con un
altísimo índice de hidratación, hasta el punto de ser casi instantáneo.
Ferroaluminato tetracálcico:
El ferroaluminato tetracálcico tiene la composición de 46,1 % de cal, 2,1% de
aluminio y 32,9% de óxido de hierro. Después de los álcalis, las alúminas son los primeros compuestos de cemento
que tienen reacciones con el agua. Está elaborado con un altísimo índice de hidratación, hasta el punto de ser casi
instantáneo.
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ISSN-e: 2542-3401, ISSN-p: 1316-4821
ComponentesNomenclaturaPorcentaje
Silicato tricálcico
C3S
60%
-
30%
Silicato bicálcico
C2S
37%
-
15%
Aluminato tricálcico
C3A
15%
-
7%
Ferroaluminato tetracálcico
C4AF
10%
-8%
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Tecnología del Concreto. Capítulo 2: Materiales para el Concreto
Precios de los cementos
Los precios de los cementos en el Perú varían según el distribuidor (Tabla 3), el lugar y el tipo, los precios
promedios del costo de una bolsa de cemento son los siguientes:
Tabla 3. Precios de los cementos en el Perú
Propiedades del cemento
Finura
Se reere al tamaño que tiene las partículas del cemento y se mide en términos de porcentaje retenido después
de tamizar el cemento, se encuentra entre sus propiedades principales del cemento debido a que es la determinante
de la velocidad de hidratación, la retracción, su desarrollo del calor de hidratación y la adquisición de resistencia
del concreto pues un cemento con partículas que tiene partículas con un área especíca mayor (alta nura) tiende
a tener un desarrollo rápido de resistencia y endurece con mayor velocidad. Para medir la nura del cemento se
hace mediante el tamizado y se expresa con relación al área supercial de las partículas que se pueden contener en
un gramo de material; llamado “supercie especíca” en cm2/g.
Consistencia normal
Esta propiedad del cemento es la que indica el grado uidez o la manejabilidad de la pasta de cemento; por lo
general se determina utilizando el aparato de Vicat. Para cada cemento hay requerimientos de aguas diferentes y
estos dependen si son o no adicionados; los cuales estos últimos requieren menor agua que los otros. Existe una
cierta cantidad de agua que debe agregarse para cierta uidez, y esta es la que se denomina consistencia normal;
por lo tanto, se emplea la relación agua-cemento para una mejor trabajabilidad de la mezcla.
Tiempos de fraguado
El término se utiliza para referirse a la dureza de una masa, es decir, su cambio de estado fresco a estado duro;
El fraguado inicial es cuando ha transcurrido un tiempo desde que el cemento se mezcla con agua para formar una
mezcla plástica que pierde uidez hasta que la mezcla deja de ser viscosa y la temperatura aumenta; indica que el
cemento está parcialmente hidratado.
Diseño de Mezcla
El proporcionamiento de mezclas de concreto, más comúnmente llamado diseño de mezclas es un proceso que
consiste de pasos dependientes entre sí: requiere de la selección de los ingredientes convenientes (cemento, agre
-
gados, agua, aire y aditivos) y la determinación de sus cantidades relativas para producir un, tan económico como
sea posible, un concreto de trabajabilidad, resistencia a compresión y durabilidad apropiada. (Fig. 1)
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CementoTipoPrecioFechaFuente
Cemento Nacional
Ico
19.70 soles
09/02/22www.sodimac.com.pe
Cemento Pacasmayo
MS
22,90 soles
09/02/22www.sodimac.com.pe
Cemento Quisqueya
I
20,00 soles
09/02/22www.ferreteriaperu.com
Cemento Sol
I
26,00 soles
09/02/22www.sodimac.com.pe
Cemento Apu
I
24,00 soles
09/02/22www.sodimac.com.pe
Cemento tipo Andino
HS
27,60 soles
09/02/22www.promart.pe
Cemento Mochica
MS
24,40 soles
09/02/22www.sodimac.com.pe
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Tecnología del Concreto. Capítulo 2: Materiales para el Concreto
Fig. 1. Materiales para el concreto y sus ensayos necesarios para el diseño de mezcla
A.El agregado grueso
El segundo componente del concreto es el agregado grueso es el material que se encuentra retenido en el tamiz
4.75mm(N°4), y proviene de la desintegración mecánica o natural de rocas, los cuales aportan la resistencia al
concreto.
Este se considera como la materia prima para hacer concreto, por lo que debe ser limpio, fuerte y duradero para
no afectar la calidad y resistencia del concreto.
Características:
Debe ser de piedra limpia, preferiblemente de forma angular o semiangular, dura, compactada, resistente y
preferiblemente de textura gruesa.
No debe haber piedras planas o estiradas ya que reducen la resistencia del hormigón.
La piedra estará libre de suciedad, polvo, timo, humo, escamas, materia orgánica, sal y otras sustancias. Si se
requiere un lavado a la piedra, deberá realizarse con agua limpia sin material orgánico, sales o sólidos en suspen
-
sión.
Debe tener buena gradación con tamaños intermedios para evitar problemas de segregación.
Su resistencia a compresión del agregado grueso debe ser superior a los 600 kg/cm2.
Su tamaño máximo estará en el rango de 1/5 de la menor dimensión de encofrados o 1/3 de la altura de las losas
aligeradas o 3/4 del espacio libre mínimo del acero que se utiliza con refuerzo.
Ensayo granulométrico
El ensayo de granulometría es el análisis del tamaño del agregado. En este análisis se determina la distribución
de sus partículas, utilizándose una muestra seca mediante una serie de tamices de abertura cuadrada (Tabla 4).
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Diseño de mezcla del concreto
Cemento
Tipo de cemento, módulo
de finura
Agregado grueso
granulometria, humedad,
peso unitario, peso
especifico y absorción
Agregado fino
granulometria, humedad,
peso unitario, peso
especifico y absorción
Agua
Agua potable apta
Aire
Incluido por el proceso
Aditivos
Caracteristica segun
necesidad
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Tecnología del Concreto. Capítulo 2: Materiales para el Concreto
Tabla 4. Resultados del ensayo de tamizado
Esta tabla muestra los resultados del ensayo granulométrico por tamizado obteniendo para el agregado grueso
un módulo de nura de 7,77
Siguiendo el tamaño de los tamices y la granulometría del agregado grueso (Tabla 5), se encuentran los límites
expuestos a continuación:
Tabla 5. Límites de tamaño del agregado grueso
Una vez obtenidos los límites se procede a realizar la curva granulométrica, la cual debe de encontrarse dentro
de los límites establecidos en la norma (Figura 1).
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Tamiz
Abertura (mm)
Peso
retenido (g)
% Parcial
retenido
% Acumulado
retenidopasando
1''25,400,000,000,00100,00
3/4''19,001078,0020,6920,6979,31
1/2''12,52500,0047,9868,6831,32
3/8''9,501019,0019,5688,2311,77
N
°
44,75603,0011,5799,810,19
PLATILLO
10,000,19100,000,00
TOTAL
=5210,00
Módulo de finura =
7,77
Tamiz
Abertura
L.S.L.I.%Pasando
1 1/2''
37,5100,00100,00100,00
1''25,00100,0095,00100,00
1/2''12,560,0025,0031,32
N
°
44,7510,000,000,19
N
°
82,365,000,000,00
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Tecnología del Concreto. Capítulo 2: Materiales para el Concreto
Fig. 1. Curva Granulométrica del agregado grueso
Como se puede observar en la tabla y en la gura los datos ensayados en laboratorios se encuentran dentro de
los límites máximos permitidos del agregado, siendo este material apto para ser utilizado como agregado grueso.
Ensayo de humedad:
La humedad se dene como la cantidad de agua en exceso en estado saturado y con supercie seca, expresada
en porcentaje (%). La tabla 6 recoge los resultados de los ensayos de humedad.
Tabla 6. Resultado de ensayo de humedad
Esta tabla muestra los resultados del ensayo de humedad de 0,21 %, el cual es necesario para corregir la can
-
tidad de agua que se utiliza para el concreto, esto es debido que el ambiente natural presenta agua dentro del aire.
Ensayo de peso unitario
Peso unitario suelto:
Se ha realizado un ensayo del agregado grueso suelto y los resultados se muestra a continuación en la tabla 7:
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100100
60
10
5
100
95
25
0
0
100
100
31,32
0,19
0
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
12345
Porcentaje
Abertura
L.S.
L.I.
% pasando
Muestra
N
°
122
Promedio
Masa
delrecipiente(g)228,00439,00
124
,00
Masa
delamuestra(g)2256,003535,00
2815
,00
Masa
delamuestrasecadaal
horno
(g)2251,003528,00
2809
,00
Humedad
%0,220,200,210,21
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Tecnología del Concreto. Capítulo 2: Materiales para el Concreto
Tabla 7. Resultado de peso unitario suelto
Esta tabla muestra los resultados del ensayo de peso unitario suelto de 1489,70 dato importante en el diseño de
mezcla.
Peso unitario compactado: Se realizó el ensayo compactando del agregado grueso y los resultados fueron los
de la tabla 8:
Tabla 8. Resultado de peso unitario compactado
Esta tabla muestra los resultados del ensayo de peso compactado suelto de 1611,05 dato importante en el diseño
de mezcla.
Peso especíco y absorción de agregado
La tabla 9 muestra los resultados del ensayo realizado, este busca determinar el peso especíco seco y saturado
con supercie seca, el peso especíco aparente y la absorción del agregado grueso.
Tabla 9. Resultado de peso especíco y absorción del agregado
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Peso
unitariosueltoM1M2M3
Promedio
Peso
delrecipiente(Kg)
4,65
4,65
4,65
Peso
derecipiente+piedra(Kg)18,6518,9518,70
Peso
delapiedra(Kg)14,0014,3014,05
Volumen
delrecipiente(m3)0.009476
2
0,00947620,0094762
P
.U.S.(Kg/m3)1477,391509,041482,661489,70
Peso
unitariocompactado
M1M2M3
Promedio
Peso
delrecipiente
(kg)
4,654,654,65
Peso
derecipiente+piedra(kg)19,6520,2519,85
Peso
delapiedra(kg)1515,615,2
Volumen
delrecipiente(m3)0,00947620,00947620,0094762
P
.U.C.(kg/m3)1582,911646,231604,021611,05
Peso
tara(g)108,00
Peso
tara+agregadogrueso
seco
(g)2527,0
0
Peso
tara+gruesosaturado+agua(g)2541,0
0
Peso
delacanastilla(g)1036,5
0
Peso
canastilla+agregadoenagua(g)2443,5
0
Peso
específico(g/cm3)2,36
Absorción
(%)0,579
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Tecnología del Concreto. Capítulo 2: Materiales para el Concreto
Esta tabla muestra los resultados del ensayo del peso especíco de 2.36 y del porcentaje de absorción de 0,5679
% necesario para calcular la cantidad de agua del concreto
B. El agregado no
El tercer componente del concreto es el agregado no es formado como material por descomposición natural
o articial de la roca, que atraviesa por un tamiz de 9.5 mm (3/8") y naliza con los límites ya jados en la NTP
400.037 o ASTM C 33. Los agregados pueden caber en 3/4 del volumen de una mezcla de concreto adecuada.
Los agregados nos pueden incluir arena natural o arena manufacturada, o una combinación de ambas. Sus
propias partículas; la mejor conguración es angular, dura, compacta y resistente, libre de polvo dañino, terrones,
escamas o partículas blandas, esquisto, esquisto, álcali, materia orgánica, sal u otras sustancias dañinas para el
concreto.
Características:
Los agregados se consideran limpios y libres de exceso de arcilla, limo, mica, materia orgánica, sales quími
-
cas y partículas de revestimiento. El agregado es un buen material si su integridad se puede mantener variando la
temperatura o la humedad.
Ensayo de granulometría:
El tamaño de grano escogido es recomendable que sea uniforme o continuo, con cantidades retenidas en las
mallas N° 4 a N° 100 de la serie Tyler (Tabla 10).
Tabla 10. Resultados del ensayo de tamizado
Esta tabla muestra los resultados del ensayo granulométrico por tamizado obteniendo para el agregado no un
módulo de nura de 2,92
En la tabla 11 se exponen los límites del agregado no, considerando el tamiz y la abertura.
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Tamiz
Abertura
(mm)
Peso
retenido
(g)
% Parcial
retenido
% Acumulado
retenido
pasan
do
3/8"9,50,000,000,00
100,00
N
°
4
4,75
21,00
2,14
2,1497,86
N
°
82,36126,0012,8314,9785,03
N
°
161,18244,8824,9439,9160,09
N
°
300,6234,0023,8363,7436,26
N
°
500,3169,0017,2180,9519,05
N
°
1000,1592,009,3790,329,68
N
°
2000,07557,005,8196,133,87
PLATILLO
38,003,87100,000,00
TOTAL
=981,88
Módulo de finura =
2,92
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Tolentino S. y Caraballo S. Simulación numérica del ujo de aire.
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Tecnología del Concreto.Capítulo2: Materiales para el Concreto
Tabla 11. Límites de tamaño del agregado no
En la gura 2 se muestra la curva granulométrica del agregado no, obsérvese el progreso gráco de los límites
inferior y superior.
Fig. 2. Curva granulométrica del agregado no
Como se puede observar en la tabla y en la gura los datos ensayados en laboratorios se encuentran dentro de
los límites máximos permitidos del agregado, siendo este material apto para ser utilizado como agregado no.
Ensayo de humedad
La humedad del suelo es un valor que determina la cantidad de agua en una determinada cantidad de suelo
conocida; se puede expresar como un porcentaje (Tabla 12).
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Tamiz
Abertura
L.S.L.I.
%
Pasando
3/8"9,5100,00100,00100,00
N
°
44,75100,0095,0097,86
N
°
82,36100,0080,0085,03
N
°
161,1885,0050,0060,09
N
°
300,6060,0025,0036,26
N
°
500,3030,005,0019,05
N
°
1000,1510,000,009,68
100100100
85
60
30
10
100
95
80
50
25
5
0
100
97,86
85,03
60,09
36,26
19,05
9,68
0
20
40
60
80
100
120
1234567
L.S.
L.I.
% Pasando
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Tecnología del Concreto. Capítulo2: Materiales para el Concreto
Tabla 12. Resultado de ensayo de humedad
Esta tabla muestra los resultados del ensayo de humedad de 1,35 %, el cual es necesario para corregir la can
-
tidad de agua que se utiliza para el concreto, esto es debido que el ambiente natural presenta agua dentro del aire.
Ensayo de peso unitario
Peso unitario suelto
El árido seco se coloca cuidadosamente en un recipiente de un diámetro y profundidad determinados, depen
-
diendo del tamaño máximo del árido, hasta que rebose, que luego se nivela presionando contra él con una varilla
(Tabla 13).
Tabla 13. Resultado de peso unitario suelto
Esta tabla muestra los resultados del ensayo de peso unitario suelto de 1446,94 dato importante en el diseño de
mezcla.
Peso unitario compactado
El cilindro (recipiente) se llena en tres etapas, cada una de las cuales perturba cada tercio del volumen 25 veces
utilizando un carrete de punta redonda de 5/8" de diámetro y elimina cualquier protuberancia (Tabla 14).
Tabla 14. Resultado de peso unitario compactado
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Muestra
N
°
12
Promedio
Masa
delrecipiente(g)107,00231,00
Masa
delamuestra(g)1000,001185,00
Masa
delamuestrasecadaalhorno(g)986,881169,00
Humedad
%1,331,371,35
Peso
unitariosueltoM1M2M3
Promedio
Peso
delrecipiente(kg)1,601,601,60
Peso
derecipiente+
arena
(kg)
5,755,705,80
Peso
delaarena(kg)4,154,104,20
Volumen
delrecipiente(m3)0,002868120,002868120,00286812
P
.U.S.(kg/m3)1446,941429,511464,371446,94
Peso
unitariocompactadoM1M2M3
Promedio
Peso
delrecipiente(kg)1,601,601,60
Peso
derecipiente+
arena
(kg)
6,406,456,30
Peso
delaarena(kg)4,804,854,70
Volumen
delrecipiente(m3)0,002868120,002868120,00286812
P
.U.S.(kg/m3)1673,571691,001638,701667,76
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Tecnología del Concreto. Capítulo 2: Materiales para el Concreto
Esta tabla muestra los resultados del ensayo de peso compactado suelto de 1667,76 dato importante en el diseño
de mezcla.
Peso especíco y absorción de agregado
La absorción se puede explicar cómo el contenido de agua que es absorbido por los agregados sumergidos por un
periodo de 24 horas. Se reeja en porcentaje en peso de materia seca que puede absorber, por lo que la saturación
es de en apariencia seca. (Tabla 15)
Tabla 15. Resultado de absorción del agregado
Esta tabla muestra los resultados del porcentaje de absorción de 0,59 % necesario para calcular la cantidad de
agua del concreto
La tabla 16 muestra los resultados tomados del peso especíco
Tabla 16. Resultado de peso especico
Esta tabla muestra los resultados del porcentaje del peso especíco necesario para el diseño de mezcla.
C.El agua
El cuarto componente del concreto es el agua de concreto realiza un par de labores de gran importancia o valio
-
sas, acceder la humectación del cemento y formar el concreto manipulable. De la máxima agua que se utiliza para
la elaboración de un concreto o un mortero, una porción humedece al cemento, lo demás no maniesta cualquier
tipo de variación y con el paso se vaporiza; de la manera que disponía un sitio adentro del concreto, al vaporizarse
permite espacios a la cual reducen la solidez y la duración de la mezcla o del concreto.
El agua presente en la mezcla de hormigón reacciona químicamente con el material aglutinante para formar un
gel.
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Peso
sueloseco+pesotara(g)728,21
Peso
tara(g)231,16
Peso
sueloseco(g)497,05
Peso
suelosaturadosuperficialmente(g)500,00
Absorción
(%)0.59%
Peso
fiola+pesoagregadofinosaturadosuperficial+peso
agua
(g)
957,20
Peso
agregadofinosaturadosuperficialmente(g)500,00
Peso
delafiola(g)143,83
Peso
delagua(g)313,37
Peso
específico(g/cm3)2,66
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Tecnología del Concreto. Capítulo 2: Materiales para el Concreto
Características del agua para el concreto
El agua utilizada en la preparación y curado del hormigón debe cumplir con los requisitos de la NTP 399.088
y preferentemente ser potable. Tiene las siguientes características:
•Cloruros máx. 1000 ppm
•Sulfatos máx. 600 ppm
•Carbonatos máx. 1000 ppm
•Fierro máx. 1 ppm
•PH entre 5.5 y 8.0
•Residuo insoluble máx. 5000 ppm
•Materia orgánica máx. 3 ppm
La tabla 17 muestra una comparación importante para el estudio, ya que se ha considerado la Norma Técnica
peruana para su evaluación.
Tabla 17. Comparación de agua de río y norma técnica peruana
Fuente: Tesis de investigación Valera
Según la tabla mostrada muestra que el agua de río es apta para ser usada en el concreto, observándose que los
datos obtenidos son inferiores a los límites establecidos por la norma.
Funciones del agua:
En estado fresco debe permitir que se manipule y ser colocado adecuadamente.
En estado fraguado obtener un material con propiedades y características deseadas.
Aguas permisibles para el concreto:
Las agua que no son potables y que pueden utilizarse para la elaboración del concreto son las siguientes:
Agua de ciénaga o Pantano.
Agua de arroyo o lago
Agua que posea concentración máx. 0.1% de SO4
Aguas alcalinas con máx. 0.15% de cloruros o sulfatos.
Aguas prohibidas:
Aguas con residuo industrial
Aguas de minas o relaves
Aguas carbonatadas
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Parámetros
Unidad
Agua de río
NTP
339.088
Cloruro
(Cl)ppm89,81100,00
Sulfatos
(S04)ppm218,88600,00
PH
-
7,36
5,50
–8,00
Sólidos
ensuspensiónppm17,805000,00
Materia
orgánicappm0,683,00
Alcalinidad
ppm78,361000,00
Sales
deMagnesio(Mg++)ppm63,96150,00
Sales
solublestotales128,451500,00
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Tolentino S. y Caraballo S. Simulación numérica del ujo de aire.
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Tecnología del Concreto. Capítulo 2: Materiales para el Concreto
Aguas Acidas
Aguas calcáreas
Aguas con cloruro de sodio mayor del 3% o sulfato mayor de 1%
Aguas con azucares
Aguas con material orgánico, humus, desagües
D.El aire
El quinto componente del concreto es el agua que tiene importancia a la hora de diseñar el hormigón hidráu
-
lico. Se tiene en cuenta el porcentaje de aire en la mezcla, ya que existen pequeñas burbujas de aire que quedan
sumergidas en la mezcla, dependiendo del procedimiento de vibración aplicado en el momento de la deposición
del hormigón, así como de la presencia de aditivos que aumentan o disminuyen el volumen de aire. El contenido
de aire en el concreto es un factor que permite la expansión y compresión de la estructura, en lugares de cambios
extremos de temperatura, para evitar el agrietamiento. Por otro lado, es importante tener en cuenta que la porosidad
del hormigón puede verse afectada si contiene un alto porcentaje de aire, dañando los hierros del hormigón armado
o provocando ltraciones de agua a otros puntos.
E.Los aditivos
El sexto componente del concreto son los aditivos que se denen como aquellas sustancias inorgánicas u or
-
gánicas, que elaboran un cambio requerido en el concreto. Se hallan vigentes en una relación no mayor al 5% del
peso del cemento.
Características de los aditivos:
•Son componentes distintos al cemento, al agua y a los agregados.
•Se aumentan en mínimas proporciones a la mezcla antes o mientras el mezclado.
•Interaccionando con el procedimiento hidratante-cementante
•Varían varios de las características del concreto o mortero fresco, fraguando, endureciéndose y endurecido.
Razones de empleo:
1.En el concreto fresco:
•Aumentar la trabajabilidad sin adicionar agua.
•Reducir su cantidad de agua sin modicar su trabajabilidad.
•Disminuir asentamientos
•Añadir una expansión ligera.
•Cambiar la velocidad y/o el volumen de exudación.
•Reducir la segregación.
•Ayudar en el proceso de bombeo.
•Disminuir su velocidad de pérdida de asentamiento.
2.En el concreto endurecido:
•Reducir su calor de hidratación.
•Desarrollo inicial de resistencia.
•Aumentar su resistencia
•Aumentar su durabilidad
•Reducir la permeabilidad de los líquidos.
•Reducir sus ujos capilares del agua.
•Aumentar su adherencia concreto-acero de refuerzo.
•Aumentar su resistencia a la abrasión e impacto
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3.Ejemplos de aditivos
•Aditivos incorporadores de aire
•Aditivos de control de la hidratación
•Plasticantes
•Aditivos aceleradores de fragua
•Reductores de contracción
•Aditivos retardantes
•Aditivos acelerantes
•Inhibidores de corrosión
•Aditivos adicionantes de color
•Inhibidores de reacción álcali-agregado
III.Actividad de reforzamiento para estudiantes
A continuación, se encuentran unas actividades para que el estudiante pueda reforzar los conocimientos ad
-
quiridos en este capítulo. El estudiante deberá responder a las preguntas tratando de recordar el contenido leído.
1.- ¿Por qué es importante la resistencia del concreto en una obra?
2.- ¿Cuáles son las principales diferencias de los cementos existentes en el Perú?
3.- ¿Qué permite obtener la granulometría del agregado?
4.- ¿En la ciudad de Huaraz qué tipo de cemento utilizarías?
5.- ¿En qué casos utilizarías el cemento tipo V?
6.- Desarrollar el siguiente ensayo granulométrico, determinar los límites superior e inferior del agregado no.
7.- Desarrollar el siguiente ensayo granulométrico, determinar los límites superior e inferior del agregado
grueso
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ISSN-e: 2542-3401, ISSN-p: 1316-4821
Tamiz
Peso
retenido (g)
3/8"0,00
N
°
424,60
N
°
8142,00
N
°
16167,80
N
°
30210,80
N
°
50140,80
N
°
10070,20
N
°
20026,12
PLATILLO
12,00
143
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REFERENCIAS
[1]A. Garófalo, “Evaluación físico-química de los cementos a partir de la correlación de sus propiedades asociadas
con la producción de hormigón”, escuela superior politécnica del Litoral, Ecuador, 2015.
[2]AFCP, “La industria del cemento y la sostenibilidad”, Argentina, 2014
[3]ASTM, “Especicación normalizada para cemento Portland C 150-07”, Estados unidos, 2007
[4]E. Riva, “Materiales para el concreto”, Ed. ICG, 3era edición, Lima, 2000
[5]Indecopi, “Norma Técnica Peruana NTP 334.001”, Lima, Perú ,2001
[6]P. Aching y W. Del Castillo, “Inuencia del plasticante reductor de agua sika-cem en el concreto cemento-
arena-Iquitos ,2018”, tesis, Universidad cientíca del Perú, Loreto, Peru, 2018
[7]P. Valera, “Inuencia de las propiedades físico –químicas del agua del río Shilcayo en la resistencia del concreto
f´c= 210 kg/cm2, Tarapoto-2018”, tesis, Universidad Cesar Vallejo, Tarapoto, Perú
[8]R. Salamanca, “Aplicación del cemento portland y los cementos adicionados”, ciencia e ingeniería Neograna
-
dina, no. 10, pp. 33-38, 2001
[9]S. Laura, “Diseño de mezclas de concreto”, Universidad Nacional del Altiplano, Puno, Perú, 2006
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Tamiz
Peso
retenido (g)
1''0,00
3/4''980,00
1/2''700,00
3/8''540,00
N
°
4403,00
PLATILLO
20,00