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COMMISSION INTERNATIONALE DES-GRANDS BARRAGES COLLOQUE INTERNATIONAL “Barrages et Développement Soutenable des Ressources en eau” Hanoi, Mai 2010. Editado Agosto 2010 ASPECTOS PRÁCTICOS EN EL DISEÑO DE MEZCLA DE CONCRETO ASPECTOS PRÁCTICOS EN EL DISEÑO DE MEZCLA DE CONCRETO ASPECTOS PRÁCTICOS EN EL DISEÑO DE MEZCLA DE CONCRETO ASPECTOS PRÁCTICOS EN EL DISEÑO DE MEZCLA DE CONCRETO COMPACTADO (RCC) COMPACTADO (RCC) COMPACTADO (RCC) COMPACTADO (RCC) PARA FINES CONSTRUCTIVOS PARA FINES CONSTRUCTIVOS PARA FINES CONSTRUCTIVOS PARA FINES CONSTRUCTIVOS * L.E. Feo Carchidio Director of Ingeniería Geotécnica Prego, C.A. Caracas, Venezuela 1. 1. 1. 1. INTRODUC INTRODUC INTRODUC INTRODUCTION TION TION TION La ausencia de un método de diseño consolidado requiere una planificación del trabajo para la obtención de una mezcla de RCC con fines constructivos, teniendo siempre presente que las tareas del laboratorio deben enfocarse como un espejo del proceso de producción en la planta. La revisión de experiencias previas ayuda a prever los contratiempos que suelen presentarse durante esta fase, así como a minimizar las tareas iterativas que finalmente conducen a resultados satisfactorios. En este trabajo se plasman las experiencias y lecciones aprendidas durante la evaluación final de los sitios de préstamos, el diseño definitivo de la mezcla de RCC para fines constructivos y el control de calidad durante la fase ejecutoria en la rehabilitación de la Presa El Guapo, ubicada aproximadamente a 135 kilómetros al oriente de Caracas. Durante las lluvias torrenciales que afectaron a todo el territorio nacional en diciembre de 1999, el aliviadero de la Presa El Guapo se sobrecargó en su capacidad ocasionando su colapso estructural y la consecuente pérdida de un 35%

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COMMISSION INTERNATIONALE DES-GRANDS BARRAGES

COLLOQUE INTERNATIONAL “Barrages et Développement Soutenable des Ressources en eau” Hanoi, Mai 2010. Editado Agosto 2010

ASPECTOS PRÁCTICOS EN EL DISEÑO DE MEZCLA DE CONCRETO ASPECTOS PRÁCTICOS EN EL DISEÑO DE MEZCLA DE CONCRETO ASPECTOS PRÁCTICOS EN EL DISEÑO DE MEZCLA DE CONCRETO ASPECTOS PRÁCTICOS EN EL DISEÑO DE MEZCLA DE CONCRETO COMPACTADO (RCC) COMPACTADO (RCC) COMPACTADO (RCC) COMPACTADO (RCC) PARA FINES CONSTRUCTIVOSPARA FINES CONSTRUCTIVOSPARA FINES CONSTRUCTIVOSPARA FINES CONSTRUCTIVOS ****

L.E. Feo Carchidio

Director of Ingeniería Geotécnica Prego, C.A. Caracas, Venezuela

1.1.1.1. INTRODUCINTRODUCINTRODUCINTRODUCTIONTIONTIONTION La ausencia de un método de diseño consolidado requiere una planificación

del trabajo para la obtención de una mezcla de RCC con fines constructivos, teniendo siempre presente que las tareas del laboratorio deben enfocarse como un espejo del proceso de producción en la planta. La revisión de experiencias previas ayuda a prever los contratiempos que suelen presentarse durante esta fase, así como a minimizar las tareas iterativas que finalmente conducen a resultados satisfactorios. En este trabajo se plasman las experiencias y lecciones aprendidas durante la evaluación final de los sitios de préstamos, el diseño definitivo de la mezcla de RCC para fines constructivos y el control de calidad durante la fase ejecutoria en la rehabilitación de la Presa El Guapo, ubicada aproximadamente a 135 kilómetros al oriente de Caracas.

Durante las lluvias torrenciales que afectaron a todo el territorio nacional en

diciembre de 1999, el aliviadero de la Presa El Guapo se sobrecargó en su capacidad ocasionando su colapso estructural y la consecuente pérdida de un 35%

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en la sección de la presa, siendo requerido un proyecto de rehabilitación. El proyecto de rehabilitación, consistente entre otros detalles en la reconstrucción del estribo izquierdo con 350.000 m3 de RCC para apoyar el nuevo aliviadero, fue contratado a la empresa Harza MWH Inc. y la ejecución de la obra a la empresa brasilera Consorcio Camargo Correa, contratando estos últimos a Ingeniería Geotécnica Prego, C.A., como laboratorio independiente para ensayos de materiales.

Las características generales de la Presa El Guapo son las siguientes: Altura

de la presa: 60m; Longitud de la cresta de la presa: 524m; Volumen de la presa: 2.570 m3; capacidad del embalse; 141.000 m3; Superficie del embalse: 6.000 m2; uso del embalse: abastecimiento de agua poTabla, control de crecientes e irrigación; capacidad original del aliviadero: 101,8m3/s; capacidad de descarga del nuevo aliviadero: 2.700 m3/s; tipo de aliviadero: frontal, libre.

2.2.2.2. DISEÑO DE MEZCLADISEÑO DE MEZCLADISEÑO DE MEZCLADISEÑO DE MEZCLA No obstante la experiencia acumulada en el uso de RCC desde los años 80,

para el momento de edición del presente trabajo, no existen aún metodologías consolidadas para el diseño de la mezcla.

Existen guías (diversos autores o grupos técnicos1) que han sido utilizados

para el diseño de mezclas de RCC, partiendo de la convención utilizada en concreto que esTablace la determinación de la masa de cada ingrediente en un volumen unitario de mezcla compactada, basados en la condición de agregados saturados con superficie seca.

1 El artículo ACI 2075r_99 tiene un apartado con referencias a métodos de diseño utilizados para alcanzar una proporción óptima del RCC

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Para el RCC, la práctica ha orientado el énfasis hacia la determinación de la

humedad óptima que facilite la trabajabilidad para contenidos determinados de material cementante, conociéndose que existen bandas granulométricas dentro de las cuales cabe esperar una mezcla económica y de acepTabla trabajabilidad. La dosificación de cemento se hace en base a los requerimientos de diseño (resistencia a la compresión, tracción o corte; permeabilidad, etc.), considerando un tope máximo para minimizar el calor de hidratación.

Frecuentemente se utiliza como parámetro de control el concepto de

“eficiencia de la mezcla”, definido como la relación entre la dosis de cemento (kg/m3) y la resistencia a la compresión a diversas edades (Mpa) (Ref. 02).

La mezcla debe quedar lo suficientemente seca para evitar el hundimiento de

los equipos de compactación, pero lo suficientemente húmeda para permitir la adecuada distribución del mortero conglomerante en el concreto durante el mezclado y la operación de la compactación vibratoria.

Se destaca que el concepto de “humedad óptima” es diferente al utilizado en

suelos, puesto que al no utilizarse la densidad seca como parámetro de control en el RCC (dada la interacción del agua con el cemento, el contenido de humedad es un valor relativo al tiempo de fraguado), la determinación de esa humedad óptima se hace con cualquier otro parámetro: resistencia, permeabilidad, módulo de elasticidad, trabajabilidad. Por razones prácticas, en este trabajo se determinó la humedad óptima utilizando como parámetro de control la resistencia a la compresión a diversas edades.

Otro aspecto a considerar en la etapa de diseño con fines de construcción, es

el indispensable trabajo en equipo con la sala técnica que diseña la planta de procesamiento de agregados, de manera que el laboratorio sea una imagen del

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proceso productivo posterior. En la figura 01, se presenta un esquema funcional del plan esTablacido para el laboratorio, destacándose:

1. En la planta de procesamiento se hizo necesario un prelavado de los materiales en el préstamo, dado que el primer componente de la planta para separar agregados mayores a 2” se obstruía por la presencia de materiales finos. Este subproceso no se consideró en el laboratorio,

2. En la 3era etapa del procesamiento en planta se hizo necesario la trituración de gravas (pasante ¾” retenido #4) para suplir el déficit de arenas. En el laboratorio este déficit se suplió con arena pasante # 10, proveniente del mismo préstamo.

3. La selección de las pilas de agregados en la planta se hizo para minimizar la segregación, quedando finalmente una pila de material pasante 2” y retenido en ¾” (grava 2), una pila con pasante ¾” y retenido en #4 (grava 1) y el material pasante #4 (arena).

FiguraFiguraFiguraFigura 01010101 Esquema funcional del laboratorio de acuerdo al sistema de producción

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1L: Primera etapa en planta: rechazo de material retenido en 2” 2L: Segunda etapa en planta: separación de agregados en grava 1, grava 2 y arena 3L: Tercera etapa en planta: fabricación de arena artificial triturando grava 1 4L: Cuarta etapa en planta: lavado de arenas producidas

5L: Quinta etapa en planta: mezcla de agregados, cemento y agua 1L y 2L: Primera y segunda etapa en laboratorio: igual a etapas 1P y 2P 3L: Tercera etapa en laboratorio: producción de arena tamizando material pasante 2” en tamiz #10 4L: Cuarta etapa en laboratorio: lavado de arenas 5L: Quinta etapa en laboratorio: proceso de mezclado según diseño.

3.3.3.3. ANTECEDENTESANTECEDENTESANTECEDENTESANTECEDENTES

Entre Agosto y Septiembre de 2001 se realizó un estudio de mezclas de RCC por la empresa estadal FUNDALANAVIAL (ref.03) las cuales sirvieron de referencia para el proyecto de Rehabilitación de la Presa El Guapo.

En Mayo de 2004, HARZA ENGINEERING COMPANY emite un informe

(ref.04) en el cual se presenta, entre otras, la siguiente conclusión sobre el trabajo realizado por FUNDALANAVIAL: “Las mezclas 3, 4 y 5 con agregados de los préstamos PR-1 y PR-4 con trituración parcial, presenta las mejores características para la Presa El Guapo, y por lo tanto se selecciona las áreas PR-1 y PR-4 como fuente primaria de agregados.”

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Adicionalmente, y como preámbulo al diseño final de las mezclas de RCC,

Ingeniería Geotécnica PREGO, C.A. realizó un estudio complementario de los cinco préstamos aprobados por el Ministerio del Ambiente y de los Recursos Naturales (M.A.R.N) para su explotación y uso en la rehabilitación de la presa. En Marzo de 2006 se presentó un informe en cuyo contenido se destacan, entre otras, las siguientes conclusiones:

• Los ensayos ejecutados revelan que el préstamo 2A constituye un material excelente para la producción de RCC, debido principalmente al volumen disponible.

• Los ensayos granulométricos ejecutados en todos los préstamos confirman la deficiencia de arenas, por lo que se hace necesario tomar medidas para ajustarse a la curva granulométrica especificada para el RCC.

• La medida más adecuada para adaptar los agregados a la curva granulométrica especificada para la producción del RCC, pareciera ser producir arenas mediante la trituración de agregados gruesos, proveniente de los mismos préstamos.

En el mismo informe se recomendó lavar todas las arenas usadas para la

producción de agregados, motivado a: • Disminución considerable de la cantidad de impurezas orgánicas

detectadas en el préstamo PR-1 (condición necesaria para usar este préstamo como agregado para RCC).

• Disminución de los finos existentes en todos los préstamos: aunque en su mayoría son finos no plástico o finos de baja plasticidad, sería favorable disminuirlos ya que los agentes mecánicos a los cuales están sometidos los agregados (pail-loader, cintas transportadoras, mezcladora, maquinaria para el extendido del RCC, etc) producen desmoronamiento de granos no consolidados y en consecuencia un incremento considerable de los finos.

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Finalmente en el Volumen III, Capítulo 15 de las especificaciones del proyecto elaborado por HARZA ENGINEERING COMPANY (ref. 05), se puntualizan alguno de los parámetros esperados para la mezcla:

• Resistencia a la compresión a los 365 días: 7 Mpa • “La densidad promedio de la mezcla húmeda es de 2317 kg/m3, la misma es

la densidad que fue utilizada en el análisis de estabilidad de la presa, esta densidad es aproximadamente el 97% de la densidad que puede ser alcanzada al utilizar métodos acepTablas por la buena práctica de la construcción junto con el uso de equipos convencionales….” “…la densidad requerida es aproximadamente el 96% de la densidad teórica del RCC compactado sin aire.”

• Trabajabilidad: “…Se espera que con el diseño de mezcla se obtenga un tiempo VeBe modificado entre 20 y 30 seg a una temperatura de 20ºC lo que indica una consistencia relativamente seca”. Se acota que este ensayo no es de carácter obligatorio y que solo sirve de referencia para el contratista. En este trabajo no fue necesario utilizar este ensayo.

4.4.4.4. DETERMINACIÓN DE ENERGÍA DE COMPACTACIÓNDETERMINACIÓN DE ENERGÍA DE COMPACTACIÓNDETERMINACIÓN DE ENERGÍA DE COMPACTACIÓNDETERMINACIÓN DE ENERGÍA DE COMPACTACIÓN

4.1.4.1.4.1.4.1. CALIBRACIÓN DEL PATRCALIBRACIÓN DEL PATRCALIBRACIÓN DEL PATRCALIBRACIÓN DEL PATRÓN DE COMPACTACIÓN EÓN DE COMPACTACIÓN EÓN DE COMPACTACIÓN EÓN DE COMPACTACIÓN EN LABN LABN LABN LABORATORIOORATORIOORATORIOORATORIO

Al igual que no existe un método consolidado para el diseño de mezclas de RCC, aún no existe un estándar para la selección del método de compactación y confección de probetas de RCC en laboratorio. No obstante, existen criterios basados en estudios previos (Ref. 06), donde se esTablacen las experiencias conocidas de métodos de compactación en laboratorio dependiendo del tipo de mezcla RCC y del tiempo Vebe de estas, siendo estas formas de compactación: el aparato Vebe (ASTM C1176), martillos eléctricos (ASTM C1435) o compactadores neumáticos o “bailarina” (sin estándar). En términos generales, la forma de

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compactación en laboratorio, debe apuntar a alcanzar el 99% de la densidad máxima teórica, denominándose este parámetro la Densidad Práctica Máxima Alcanzable (DPMA).

Dada la relativamente baja dosificación esperada para nuestra mezcla, una

consistencia seca y un tiempo Vebe especificado entre 20 y 30 seg, consideramos adecuado el uso de compactadores neumáticos. La ausencia de un estándar para esta forma de confección de las probetas requirió determinar el tiempo de compactación y el número de capas necesarios para alcanzar la densidad promedio requerida de la mezcla húmeda (2317 kg/m3), con los equipos disponibles en el laboratorio, tal como se muestra en la Figura 02.

Para determinar la energía de compactación, tiempo y número de capas, se

llevaron a cabo dos ejercicios de calibración con una mezcla elaborada con agregados provenientes del préstamo PR-1, tamizados y lavados, en condiciones de saturación con superficie seca, y en proporciones satisfactorias a la banda granulométrica especificada en el proyecto. Para la humedad de la mezcla se utilizó como primera aproximación un valor correspondiente al ensayo Proctor Modificado (ASTM D1557) de los agregados (Wóptima= 7,5 %) y se dosificó con 75 kg/m3 sobre la base de los estudios preliminares.

FiguraFiguraFiguraFigura 02020202

Herramientas disponibles para confección de probetas de ensayo

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1: Moldes convencionales para fabricación de cilindros de concreto, fijados a una base rígida 2: Compresor marca Sullivan 185 C.F.M. (cubic feet per minutes; 87,3 l/s) 3: Tamper (compactador) marca Kawasaki KPT-6 con las siguientes características:

• Diámetro del pistón: 38 mm

• Tasa de impactos: 600 golpes/minuto

• Consumo de aire: 15 l/s • Recorrido del impacto:

152 mm • Peso: 14 kg • Entrada de aire: ½”

Los resultados obtenidos, evidenciados en la gráfica 01, indican que utilizando

tres capas, con los equipos disponibles, no fue posible alcanzar la densidad especificada, siendo característico distinguir claramente la unión entre capas, la densificación alcanzada no fue uniforme siendo que la parte superior de cada estrato densificó más que la parte inferior, en tanto que el incremento del tiempo de compactación debilitó la mezcla por fatiga del material. En cambio, utilizando seis (6) capas con estos equipos la densificación resultó uniforme, desapareciendo la unión entre capas y alcanzándose la compactación indicada alrededor de los 10 segundos.

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Grafico 01. Energía de compactación

Con estas herramientas (tamper Kawasaki KPT-5 y compresor Sullivan D185),

6 capas y 10 segundos de compactación, la energía específica utilizada fue (ref. 07):

Siendo ligeramente inferior a la correspondiente al ensayo Proctor Modificado

(ASTM D1557): 274.883 kg-m/m3. Posteriormente se cambió el equipo compactador al Modelo Toku JET-06

tamper (www.tamcotools.com), con las siguientes características: diámetro: 1-1/2” (38mm); largo: 49” (1240mm); peso: 39,6 lbs (18 kg); entrada de aire: ½”; recorido del impacto : 5 ½ ” (140 mm); consumo de aire: 16,6 lts/s, tasa de impacto: no disponible (se asumió 600 golpes/min). Con este equipo se compactó en 3 capas durante 20 segundos cada una, para una energía específica de aproximadamente 285.206 kg-m/m3, aumentándose considerablemente la eficiencia del trabajo.

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4.2.4.2.4.2.4.2. DETERMINACIÓN DE LA DETERMINACIÓN DE LA DETERMINACIÓN DE LA DETERMINACIÓN DE LA HUMEDAD ÓPTIMA Y DELHUMEDAD ÓPTIMA Y DELHUMEDAD ÓPTIMA Y DELHUMEDAD ÓPTIMA Y DEL CONTENIDO DE CONTENIDO DE CONTENIDO DE CONTENIDO DE CEMENTOCEMENTOCEMENTOCEMENTO

Con el objeto de determinar la humedad óptima de la mezcla y el posible

rango de variación del contenido de cemento, se realizaron nueve (9) mezclas de RCC que se presentan en la tabla Nº 01.

TablaTablaTablaTabla 00001111.

Mezclas de calibración D10 to D18

Identificación de la mezcla Contenido cementante % Humedad Agregados

D10

65 kg/m3

6%

Proveniente de préstamo PR1,

dosificados de acuerdo al gráfico 02gráfico 02gráfico 02gráfico 02

D11 7%

D12 8%

D13

75 kg/m3

6%

D14 7%

D15 8%

D16

80 kg/m3

6%

D17 7%

D18 8%

Gráfico 02. Gráfico 02. Gráfico 02. Gráfico 02. Combinación de agregados, préstamo PR-1

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En los Gráficos 03 y 04 se aprecian los resultados obtenidos. Estos resultados indican que las mejores resistencias se encontraron en las mezclas D14 y D17 con humedades del 7% y contenidos cementantes de 75 y 80 kg/m3 respectivamente. Se observa que las mezclas D16 y D18 no tienen las mayores resistencias, no obstante que tienen un contenido cementante de 80 kg/m3.

GGGGráfico 03. ráfico 03. ráfico 03. ráfico 03. Resistencia vs. edad– Mezclas D10 a D18

Gráfico 04. Gráfico 04. Gráfico 04. Gráfico 04. Resistencia promedio para mezclas de 65, 75 and 80 kg/m3

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5.5.5.5. PROTOCOLO DE PREPARACIÓN DE MEZCLAS DE RCCPROTOCOLO DE PREPARACIÓN DE MEZCLAS DE RCCPROTOCOLO DE PREPARACIÓN DE MEZCLAS DE RCCPROTOCOLO DE PREPARACIÓN DE MEZCLAS DE RCC A continuación se describe el protocolo “paso a paso” para la elaboración de

las mezclas de RCC utilizando los siguientes materiales: CementoCementoCementoCemento: Pórtland tipo II de bajo contenido de álcalis, proveniente de la planta Cemex de Venezuela ubicada en Pertigalete. La selección de este cemento se hizo sobre la base de su bajo a moderado calor de hidratación, esperándose resistencias iníciales bajas pero crecientes en el tiempo. Se dosificó a razón de 75 kg/m3; Agua poAgua poAgua poAgua poTablaTablaTablaTabla: la misma cumple con las especificaciones del proyecto y la norma COVENIN 2385. Se dosificó con 7% de humedad; AgregadosAgregadosAgregadosAgregados: provenientes de préstamos cercanos (PR1 y PR2), tamizados y dosificados en proporciones que satisfacen la banda granulométrica especificada en el proyecto; AditivosAditivosAditivosAditivos: no se requirió la utilización de aditivos.

Los cilindros para las mezclas de RCC se elaboraron en tandas de seis (6)

cilindros, ya que la confección de estos tarda entre 40 minutos y 50 minutos. Realizar un número mayor de cilindros trae como consecuencia la pérdida de humedad entre el primero y el último cilindro; se observó que dicha pérdida puede llegar al 2% cuando se elaboran 12 cilindros en horas de más alta temperatura. Adicionalmente, un lapso prolongado más allá de 45 minutos está afectado por el inicio del fraguado una vez que el cemento entra en contacto con el agua.

Los cilindros para ensayos del RCC se elaboraron de acuerdo al

procedimiento descrito a continuación: 1. Se pesó y colocó el agregado saturado con superficie seca sobre una

superficie plana, húmeda y no absorbente. 2. Se agregó la proporción de cemento previamente pesada sobre los

agregados y se mezcló con palas planas por un tiempo de tres minutos, evitando la segregación que causan los apilamientos.

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3. Se colocaron los materiales a razón de cuatro partes de agregados y su correspondiente cantidad de agua dentro del tambor de la mezcladora, el cual se mantuvo casi horizontal para evitar segregación de la mezcla.

4. Se tapó la boca del tambor y se mezcló por 3 minutos. 5. Finalizado el tiempo de mezclado, se retiró la mezcla del trompo y se

dejó reposar en una carretilla de superficie rígida, humedecida, lisa y no absorbente, por espacio de 3 minutos adicionales, luego de los cuales se mezcló a pala por espacio de 2 minutos para uniformizar la mezcla.

6. Se colocaron los cilindros metálicos en sus respectivos soportes de sujeción.

7. Se vació y compactó la mezcla de RCC, a razón de tres capas durante 20 segundos cada capa. La última capa debía contener material suficiente para que compactada rebasara en unos 3mm la altura del molde.

8. Se enrasó el material sobrante con una regla de acero suficientemente rígida, cuidando de no rasgar la superficie del concreto.

9. Una vez compactado el último de los cilindros, se pesó y se dejó reposar en cámara húmeda durante 3 días.

10. Luego de 3 días de curado se desmoldó, se identificó adecuadamente y se colocó en la piscina de curado hasta cumplir el lapso de ensayo pre-definido.

6.6.6.6. RESULTADOS RESULTADOS RESULTADOS RESULTADOS Y AJUSTE AY AJUSTE AY AJUSTE AY AJUSTE AL DISEÑOL DISEÑOL DISEÑOL DISEÑO Los resultados obtenidos en el diseño, utilizando la mezcla de 350.000 m3 de

RCC producidos en la planta una vez puesta en marcha (desde octubre 2006 hasta octubre 2007), se muestran en los gráficos 05, 06 y 07:

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GráficoGráficoGráficoGráfico 05. Densidad húmeda

Gráfico 06. Gráfico 06. Gráfico 06. Gráfico 06. Resistencia a la compresión

Estos resultados indican una ligera sobredosificación en el diseño de la

mezcla. La ausencia de datos estadísticos y la falta de experiencias previas en el uso del RCC en Venezuela nos mantuvo cautelosos para realizar los ajustes necesarios, no obstante que es factible hacerlo a pesar de que el RCC no obedece

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a la Ley de Abrams y que utilizar curado acelerado de muestras no es fiable por la baja dosificación de cemento, como en efecto pudimos constatar en este trabajo.

Existe para cada mezcla de RCC, compactada a la misma humedad y con el

mismo nivel de energía, un comportamiento predecible a través de un ajuste potencial del tipo A *días^A *días^A *días^A *días^BBBB. En ese sentido, con los resultados a 90 días2 (ver Gráfica 07), se pudo haber proyectado la resistencia promedio a 365 días como se describe en la tabla 02:

GGGGráfico 07ráfico 07ráfico 07ráfico 07. Distribución de frecuencias, resultados a 90 días (total 69 cilindros al

final de la obra)

Tabla 02. Proyección de resultados (Mpa)

díasdíasdíasdías 7 d7 d7 d7 daysaysaysays 28 28 28 28 daysdaysdaysdays 90 90 90 90 daysdaysdaysdays 180 180 180 180 daysdaysdaysdays 365 365 365 365 daysdaysdaysdays

Average strength (real value)

4,7 6,6

7,8 9,5

11,3

Standard deviation (real value)

1,1 1,0

1,1 1,1

1,1

Projectionresults in 90 days= 3,2564(days)^0,1998

4,8 4,8 4,8 4,8 6,36,36,36,3 8,08,08,08,0 9,29,29,29,2

10101010,6 ,6 ,6 ,6

Correlation 102% 96% 103% 97% 94949494%%%%

2 Estos resultados a 90 días estuvieron disponibles al finalizar la obra (169 cilindros)

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Asumiéndose a 365 días una desviación estándar del 1,1 Mpa, una distribución normal y admitiendo una fracción defectuosa del 5% en relación al valor esperado de 7 Mpa, se pudo haber proyectado como resistencia promedio mayorada el siguiente valor (ref. 08): Promedio proyectado a 365 días= Z *σ + X = 1,645 x1,1 Mpa + 7 Mpa = 8,8 Mpa Resultando, a los 90 días, el siguiente ajuste en la dosificación de cemento en función a la eficiencia de la mezcla: Ajuste dosificación = (8,8 Mpa-10,6Mpa)x(75 kg/m3/ 10,6 Mpa) = -12,6 kg/m3, lo cual hubiese significado un ahorro del 16% en cemento a partir de los 90 días de producción de RCC.

7.7.7.7. CONCLUSIONESCONCLUSIONESCONCLUSIONESCONCLUSIONES

Los pasos a seguir para la obtención de una mezcla con fines constructivos son los siguientes:

• Identificar cada fase del proceso productivo en planta para reproducirlas en laboratorio.

• Seleccionar la forma de compactación (mesa vibratoria o aparato Vebe, martillos eléctricos, compactadores neumáticos o “bailarina”). La selección de la forma de compactación depende de la consistencia de la mezcla y de los equipos a utilizar en obra, siendo el aparato Vebe para mezclas más fluidas y los compactadores neumáticos o “bailarinas” para las mezclas más secas.

• Determinar la energía específica necesaria para alcanzar la densidad de proyecto o en su defecto el 99% de la Densidad Máxima Teórica (DPMA). Para este trabajo se alcanzó mayor eficiencia utilizando un equipo compactador neumático de

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mayor masa y mayor diámetro del cabezal, para una energía específica alrededor de 285.000 kg-m/m3, muy similar a la requerida para el ensayo Proctor Modificado (ASTM D 1557).

• Determinar la humedad óptima y la dosificación de cemento seleccionando un parámetro de diseño según los requerimientos del proyecto: resistencia a la compresión, módulo de elasticidad, densidad húmeda, resistencia a la tracción u otro. Un punto de partida razonable para obtener la humedad óptima del RCC, es la humedad óptima correspondiente al ensayo Proctor Modificado de los agregados.

• Ambos parámetros, humedad óptima y dosificación de cemento, pueden ser determinados simultáneamente preparando un set de nueve (9) probetas con tres puntos de cantidad de cemento y tres puntos de humedad para cada una de estas probetas.

• Confeccionar las probetas de ensayo según el protocolo presentado para prevenir contratiempos en la elaboración de las mismas.

Finalmente, y durante la fase inicial de producción en planta, es importante el

manejo estadístico de datos con resultados a 90 días para la determinación de un ajuste de estos con una curva potencial del tipo A *días^BA *días^BA *días^BA *días^B, a los fines de proyectar con suficiente precisión las resistencias a 365 días. Esta información, aunado al conocimiento de la resistencia especificada, la consideración de una distribución normal de frecuencias, la proyección de la desviación estándar manejada hasta la fecha de acuerdo al Sistema de Calidad implementado y la admisión de una fracción defectuosa, permitiría el ajuste en la dosificación del cemento conduciendo a ahorros importantes en la obra.

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RECONOCIMIENTOSRECONOCIMIENTOSRECONOCIMIENTOSRECONOCIMIENTOS

Deseo expresar un sincero agradecimiento al Ing. Francisco Andriolo, asesor brasileño y experto internacional contratado por el Consorcio Camargo Correa, quién nos orientó en este trabajo. También debo un agradecimiento al TSU Marcos Ernesto Bueno, encargado de dirigir todo el trabajo de laboratorio.

REFERENCIASREFERENCIASREFERENCIASREFERENCIAS

[01] ACI 309.5R-00 Compaction of Roller Compacted Concrete, American Concrete Institute, Michigan, USA, 2000.

[02] ANDRIOLO FRANCISCO “Materials and RCC quality requirements” Proceeding of the 4th International symposium on RCC Dams, Madrid, España, Noviembre 2003.

[03] FUNDALANAVIAL “Informe técnico sobre el diseño de mezcla de concreto compactado para la presa el guapo”, Catia La Mar, Estado Vargas, Mayo 2001.

[04] HARZA ENGINEERING COMPANY INTERNATIONAL. “Reporte de Diseño de Mezclas de Concreto Compactado (RCC)”, Mayo 2.004

[05] Segunda etapa del proyecto reparación y reconstrucción de la Presa El Guapo, Estado Miranda. Volumen III. Especificaciones técnicas del proyecto (2005). Ministerio del ambiente y de los recursos naturales (M.A.R.N), Dirección General Sectorial de Equipamiento Ambiental, Enero 2.005.

[06] SCHRADER E “Appropriate laboratory compaction methods for different types of Roller Compacted Concrete (RCC)”, Proceeding of the 4th International symposium on RCC Dams, Madrid, España, Noviembre 2003.

[07] SHERARD J.; WOODWARD R.; GIZIENSKI S.; CLEVENGER W. Earth and Earth-Rock Dams. John Wiley and Sons, Inc.1963

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[08] COVENIN 3549-99 Tecnología del concreto. Estadística y diseño de experimentos. Comité Venezolano de Normas Industriales. Caracas, Venezuela 1999