articulo diseã‘o mezclas de concreto utilizando cemento holcim

7/21/2019 Articulo Diseo Mezclas de Concreto Utilizando Cemento Holcim

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Titulo: Diseo de Mezclas de Concreto utilizando Cemento Holcim

Resumen

El propsito principal de realizar esta investigacin es Evaluar y revisar las caractersticas

fsicas de los agregados para concreto y las proporciones para el diseo de mezclas deconcreto, mediante la realizacin de ensayos que permitan poder recomendarlas para

cualquier proyecto de construccin en Nicaragua.

Este trabajo pretende el anlisis y la presentacin en forma ordenada de los resultados reales

obtenidos de las mezclas preparadas en el laboratorio, en las cuales los ingredientes fueron

mezclados en forma cuidadosa y controlada y cuyos cilindros de prueba fueron tomados y

ensayados por el autor.

e !an seleccionado para este trabajo los materiales de uso ms corriente en nuestro pas, los

que mencionamos a continuacin"

Cemento: #olcim, por ser un cemento de uso general y a$n ms, puede usarse en formageneral en la fabricacin de concreto y morteros para todo tipo de obras" edificios, puentes,

carreteras, repellos, productos prefabricados, etc.

Arena: %rena volcnica del cerro de &otastepe

Grava: 'riturado de (roductos )ndustriales de *oncreto .% +(-)N*-

Agua: %gua de %sososca

El desarrollo y elaboracin de las pruebas se llevaron a cabo en un laboratorio especializado

de &ateriales y uelos, ubicado en la ciudad de &anagua, en la empresa IDISA, Ingenieros

Consultores, la que cuenta con todo el equipo necesario para el diseo de una mezcla de

concreto.

E/isten otros aspectos en la problemtica del concreto que !emos dejado abierto para futuras

investigaciones, tales como el uso de aditivos, el empleo de otros tipos de cemento, uso de

agregados livianos, que no dudamos sern estudiados y resueltos por futuros profesionales.

El presente estudio es limitativo y no pretende ser la $nica solucin al diseo de mezclas de

concreto, ya que se limita a la utilizacin de cemento #olcim, con arena de &otastepe, que es

la ms utilizada en el pas y grava de Nindir, que es la zona donde se produce la mayor

cantidad de grava de Nicaragua.

e !an desarrollado un gran n$mero de m0todos para predeterminar sobre bases ms

cuantitativas las proporciones de los materiales que produzcan mezclas con las caractersticasdeseadas. %unque 0stos m0todos son semiempricos ya que dependen de la tabulacin

estadstica de los resultados obtenidos con un gran n$mero de pruebas, permiten clculos

bastantes apro/imados de las cantidades a mezclar para una gran variedad de condiciones.

1e los resultados obtenidos en esta investigacin, se puede concluir que el concreto fabricado

con cemento nicarag2ense #olcim, no se comporta de la misma forma que el fabricado con

cemento (ortland del mismo tipo de los Estados 3nidos de Norteam0rica, ni con el cemento

que se produca en Nicaragua antes de la d0cada de los 456, curvas y datos que se usan


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frecuentemente en Nicaragua actualmente para el diseo de mezclas de concreto. (or lo que lo

invitamos a leer el trabajo en su detalle.

Palabras clave: *onstruccin, mezcla, resistencia, calidad, durabilidad, concreto,

proporciones.

Introduccin

%ctualmente, el concreto es el elemento ms usado para la construccin, lo que conlleva a la

evolucin de las e/igencias para cada uso del mencionado elemento.

7a demanda del concreto !a sido la base para la elaboracin de los diferentes diseos de

mezcla, ya que estos m0todos permiten conocer no solo las dosis precisas de los componentes

del concreto, sino tambi0n la forma ms apropiada para elaborar la mezcla.

7os m0todos de diseo de mezclas estn dirigidos a mejorar calificativamente la resistencia,

la calidad y la durabilidad de todos los usos que pueda tener el concreto.

El diseo de mezclas es un proceso que consiste en calcular las proporciones de los elementos

que forman el concreto, con el fin de obtener los mejores resultados.

*onsideramos que esta temtica es de suma importancia en Nicaragua ya que permitir

evaluar la conveniencia de fuentes de material y las respectivas proporciones a usar que

permitan las resistencias del concreto com$nmente empleadas en el sector de la construccin

+89: ;g


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consistencia y en las caractersticas de los materiales, de las proporciones de la mezcla, del

contenido de agua y del tiempo de ensayo.

Paso no"$: *ontempla la elecci#n del tama'o m$imo

del agregado. %nteriormente !emos mencionado que por

consideraciones econmicas es preferible el mayortamao disponible, siempre y cuando se utilice una

trabajabilidad adecuada y el procedimiento de

compactacin permita que el concreto sea colado sin

cavidades o !uecos. 7a cantidad de agua que se requiere

para producir un determinado revenimiento depende en

gran medida del tamao m/imo del agregado.

Paso no"% El %.*.) presenta una tabla con los contenidos de agua recomendables en funcin

del revenimiento requerido y el tamao m/imo del agregado, considerando concreto sin y

con aire incluido

Paso no"&El %.*.) proporciona una tabla con los valores de la relaci#n agua)cemento deacuerdo con la resistencia a la compresin a los =4 das que se requiera, por supuesto la

resistencia promedio seleccionada debe e/ceder la resistencia especificada con un margen

suficiente para mantener dentro de los lmites especificados las pruebas con valores bajos.

Paso no"'El quinto paso se basa en calcular el contenido de cemento. Este se calcula con la

cantidad de agua, determinada en el paso No.@, y la relacin agua cemento, obtenida en el

paso No.AB cuando se requiera un contenido mnimo de cemento o los requisitos de

durabilidad lo especifiquen, la mezcla se deber basar en un criterio que conduzca a una

cantidad mayor de cemento.

Paso no"( El %.*.) maneja una tabla con el volumen del agregado grueso por volumen

unitario de concreto, los valores dependen del tamao m/imo nominal de la grava y del

mdulo de finura de la arena. El volumen de agregado se muestra en metros c$bicos con base

en varillado en seco para un metro c$bico de concreto, el volumen se convierte a peso seco

del agregado grueso requerido en un metro c$bico de concreto, multiplicndolo por el peso

volum0trico de varillado en seco.

Paso no")#asta el paso anterior se tienen estimados todos los componentes del concreto,

e/cepto el agregado fino, cuya cantidad se calcula por diferencia. (ara este s0ptimo paso, es

posible emplear cualquiera de los dos procedimientos siguientes" por peso o por volumen

absoluto.

Paso no"*El octavo paso consiste en a*ustar las me&clas por humedad de los agregados, el

agua que se aade a la mezcla se debe reducir en cantidad igual a la !umedad libre

contribuida por el agregado, es decir, !umedad total menos absorcin.

Paso no"+ El $ltimo paso se refiere a los a*ustes a las me&clas de prue+a, en las que se debe

verificar el peso volum0trico del concreto, su contenido de aire, la trabajabilidad apropiada

mediante el revenimiento y la ausencia de segregacin y sangrado, as como las propiedades

de acabado. (ara correcciones por diferencias en el revenimiento, en el contenido de aire o en

el peso unitario del concreto el m0todo %*) =88.8>?8 proporciona una serie de

recomendaciones que ajustan la mezcla de prueba !asta lograr las propiedades especificadasen el concreto.


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Desarrollo

Mtodos e,-erimentales . resultados obtenidosEl trabajo principal en esta monografa consisti en la dosificacin por el m0todo del %*) de

veintids mezclas con distintas relaciones agua>cemento, en las que se usaron dos tamaos

m/imos de agregado grueso, de 8C y DC, las que detallamos a continuacin"

Tamao M/,imo del Agregado Grueso: #0

1elacin

a2c 3dades 4Das5!6mero

de edades

Cant" de Cilindros

-or edad

Cilindros

7abricados

8"&* @ 9 8A =8 =4 : A =5

8"'8 @ 9 8A =8 =4 : A =5

8"'$ @ 9 8A =8 =4 : A =5

8"'& @ 9 8A =8 =4 : A =5

8"'( @ 9 8A =8 =4 : A =5

8"'* @ 9 8A =8 =4 : A =5

8"(8 @ 9 8A =8 =4 : A =5

8"($ @ 9 8A =8 =4 : A =5

8"(& @ 9 8A =8 =4 : A =5

8"(( @ 9 8A =8 =4 : A =5

8"(* @ 9 8A =8 =4 : A =5

9ub total $$8

Tamao M/,imo del Agregado Grueso: #2$0

8"&8 @ 9 8A =8 =4 : A =5

8"&% @ 9 8A =8 =4 : A =5

8"&( @ 9 8A =8 =4 : A =5

8"&+ @ 9 8A =8 =4 : A =5

8"'$ @ 9 8A =8 =4 : A =5

8"'' @ 9 8A =8 =4 : A =5

8"'* @ 9 8A =8 =4 : A =5

8"(# @ 9 8A =8 =4 : A =5

8"(& @ 9 8A =8 =4 : A =5

8"() @ 9 8A =8 =4 : A =5

8")8 @ 9 8A =8 =4 : A =5

9ub total $$8

CA!TIDAD TTA; D3 CI;I!D19


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8 Ensayos de laboratorio

(ara efectuar las mezclas de laboratorio, se seleccionaron los siguientes materiales"

Cemento: #olcim

Arena: %rena volcnica del cerro de &otastepe

Grava: 'riturados de 8C y DC, provenientes de (-)N*-

Agua: %gua de %sososcaAditivos: Ninguno

% continuacin, mostramos todos los resultados de los ensayos realizados a los agregados de

conformidad con las Especificaciones %..'.&, las que detallamos a continuacin"

Items 3nsa.o realizado Designacin

&"#"# ranulometra de los agregados %'& * @@>5@

&"#"$ 1ensidad y %bsorcin de %rena para concreto %'& * 8=4>58

&"#"% 1ensidad y %bsorcin de %gregado rueso %'& * 8=9>58

&"#"& )ntemperismo %celerado con ulfato de odio %'& * 44

&"#"' 1esgaste y


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Ensaye de Desgaste en Mquina de Los ngelesMaterial proveniente de PROINCO

Identifcacin de laMuestra

Desgaste Los ngeles [%]

Grava triturada de 31.1

Grava triturada de 1 30.5

1esultados Alcanzados


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Una vez fari!ado" lo" !ilindro" !orre"pondiente" a !ada una de la"

#ez!la" e"tudiada"$ "e !uraron !o#pleta#ente "u#er%ido" en a%ua a la

te#peratura a#iente & "e ro#pieron a 3$ '$ 1($ )1 & )* d+a"$ oteniendo

lo" "i%uiente" re"ultado",

1esultados de cilindros a la com-resin usando grava de #0


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1esultados de cilindros a la com-resin usando grava de #2$0


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Curvas de Abrams usando grava de #2$0


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Curvas de Abrams usando grava de #0


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Conclusiones:

1e los resultados obtenidos en esta investigacin, se puede concluir que el concreto fabricado

con cemento nicarag2ense #olcim, no se comporta de la misma forma que el fabricado con

cemento (ortland del mismo tipo de los Estados 3nidos de Norteam0rica, ni con el cemento

que se produca en Nicaragua antes de la d0cada de los 456, curvas y datos que se usan

frecuentemente en Nicaragua actualmente para el diseo de mezclas de concreto.

'ambi0n se puede concluir que el concreto fabricado comparando los datos obtenidos de

nuestro estudio contra las curvas caractersticas a las que !acemos mencin, tal y como lo

podemos observar en las ilustraciones NF =A y NF =:, podemos llegar a las conclusiones

siguientes"

(ara relaciones agua45 tiene n una

distribucin ms parecida a la del concreto (ortland tipo 8. 1e los Estados 3nidos, ya que

presentan una tangente bastante inclinada !asta los 9 das de Gabricado y luego asciende casi

uniformemente !asta los =4 das. 7a curva del cemento #olcim se comporta casi uniforme

desde su fabricacin !asta los =4 das.

7as fatigas de ruptura inciales +@ das son usualmente ms altas en el concreto con cemento

nicarag2ense de los aos pre>45, recuperando !acia los cinco das de edad su velocidad de

fraguado de tal modo que la fatiga de ruptura a los =4 das son usualmente menores que las

obtenidas en el concreto nicarag2ense de los aos pre>45.

1ecomendacionesAntes de elaborar un diseo de mezcla de concreto, realizar el debido control de calidad delos agregados disponibles en caso que estos no cumplan, se debern realizar anlisis yposibles ajustes de la granulometra de las muestras de agregados tomados de las fuentespropuestas y las mezclas correspondientes.Hacer un estudio ms exhaustio de las relaciones entre fatiga, edad y relaci!n aguacemento que cubra diferentes granulometras y fuentes de agregados."sar las curas mostradas en las ilustraciones #$ %& ' #$ () en las que se obtuieronalores que fueron ajustados por el m*todo de los mnimos cuadrados y se erifico laconfiabilidad de los resultados mediante el clculo del error tpico de la estima y delcoeficiente de correlaci!n, para la dosificaci!n del concreto nicarag+ense por el m*todo delA-.

e recomienda realizar este mismo estudio para cemento /0/1 y cualquier otro cementoutilizado en la fabricaci!n de mezclas de concreto en #icaragua.

-ilio%raf+a.

Autores: Ing. ran!ling "uti#rre$ "uti#rre$ Ing. Manuel astro &a'arro Ing. Manuel (o)as Arau$

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