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UNIVERSIDAD CENTROCCIDENTAL
“LISANDRO ALVARADO”
DECANATO DE INGENIERÍA CIVIL
ESTADO LARA
EVALUACIÓN DE LA CARBONATACIÓN EN CONCRETOS
ELABORADOS CON CEMENTOS ADICIONADOS TIPO CPCA,
A TRAVÉS DE MÉTODOS ACELERADOS
BARQUISIMETO, 2015
UNIVERSIDAD CENTROCCIDENTAL
“LISANDRO ALVARADO”
DECANATO DE INGENIERÍA CIVIL
ESTADO LARA
EVALUACIÓN DE LA CARBONATACIÓN EN CONCRETOS
ELABORADOS CON CEMENTOS ADICIONADOS TIPO CPCA,
A TRAVÉS DE MÉTODOS ACELERADOS
AUTORES: INDOMÉNICO A. VERÓNICA C.
REVERÓN L. JOSÉ A.
TUTOR: MSC. ING. BOLOGNINI HUMBERTO
BARQUISIMETO, 2015
EVALUACIÓN DE LA CARBONATACIÓN EN CONCRETOS ELABORADOS CON CEMENTOS ADICIONADOS TIPO CPCA, A TRAVÉS DE MÉTODOS ACELERADOS
INDOMÉNICO V. / REVERÓN J. T.E.G
AGRADECIMIENTOS
A todos los que de una u otra forma nos brindaron su apoyo para la
consecución de éste trabajo.
Al Ing. Humberto Bolognini por su rol de tutor, a través del cual nos
brindó las herramientas necesarias para la realización de esta tesis.
A los técnicos de laboratorio; Miguel Parra (U.C.L.A), Ángel Rodríguez
(U.C.L.A) y Karol Mendoza (L.U.Z), quienes con su apoyo y solidaridad
forman parte de esta investigación.
EVALUACIÓN DE LA CARBONATACIÓN EN CONCRETOS ELABORADOS CON CEMENTOS ADICIONADOS TIPO CPCA, A TRAVÉS DE MÉTODOS ACELERADOS
INDOMÉNICO V. / REVERÓN J. T.E.G
AGRADECIMIENTOS
En primer lugar, a Dios y Santa Rita por acompañarme en cada uno
de mis pasos, y Bendecir cada logro.
A mis Padres y Hermano, quienes son mi apoyo fundamental, gracias
a su ayuda, colaboración y compresión hicieron posible esta meta.
A mi novio, José Reverón por ser el mejor compañero y apoyo.
Verónica Indoménico
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INDOMÉNICO V. / REVERÓN J. T.E.G
AGRADECIMIENTOS
Primeramente a Dios y a la Virgen Divina Pastora, por el don de la
vida, por ser los que bendicen mis proyectos de vida y metas personales,
ayudándome a conseguir las herramientas necesarias para poder
materializar mis sueños.
A mi Mamá y mi Papá, por ser los mejores padres con los que Dios y
la vida me premiaron, por ser mi apoyo en todas las metas que me he
propuesto, por la invaluable dedicación y amor con la que me han ayudado a
ser quien soy. Este logro también es de ustedes.
A mi novia y compañera de tesis, Verónica, por ser parte fundamental
de este trabajo, por tu comprensión, disposición, paciencia y motivación a
hacer las cosas bien, sin importar lo difícil que fuesen. Sin ti nada de esto
habría sido igual.
José Reverón
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INDOMÉNICO V. / REVERÓN J. I T.E.G
ÍNDICE GENERAL
Pág.
Índice General...................................................................................................I
Índice de Tablas……………………..……………………………………………..III
Índice de Imágenes……………………………………………………………..….V
Índice de Anexos……………………………………………………………………X
Índice de Gráficos…………………………………………………………………XII
Resumen……………………………………………………………………...…...XIII
Introducción………………………………………………………………………….1
CAPÍTULO I
Planteamiento del problema……………………………………………………….5
Objetivo General…………………………………………………………………...12
Objetivos Específicos…..................................................................................12
Justificación………………………………………………………………………...12
Alcances…………………………………………………………………………….14
CAPÍTULO II
Antecedentes………………………………………………………………………15
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INDOMÉNICO V. / REVERÓN J. II T.E.G
Bases Teóricas…………………………………………………………………….32
CAPÍTULO III
Marco metodológico……………………………………………………………….54
Tipo de investigación……………………………………………………………...54
Población y muestra……………………………………………………………….55
Diseño de la investigación………………………………………………………..56
CAPÍTULO IV
ANÁLISIS Y RESULTADOS
Caracterización de los Agregados…………..…………………………..……95
Ensayo de Asentamiento……………………….……………………..……..100
Ensayo Porosidad………………………………………………………..…...103
Ensayo de Absorción Capilar…………………………………………..……105
Ensayo de Resistencia a la Compresión……………………………..……107
Ensayo de Carbonatación……………………………………………..…….113
CAPÍTULO V
Conclusiones……………………………………………………………………..118
Recomendaciones……………………………………………………………….120
Referencias bibliográficas……………………………………………………….174
EVALUACIÓN DE LA CARBONATACIÓN EN CONCRETOS ELABORADOS CON CEMENTOS ADICIONADOS TIPO CPCA, A TRAVÉS DE MÉTODOS ACELERADOS
INDOMÉNICO V. / REVERÓN J. III T.E.G
ÍNDICE DE TABLAS
Tabla Pág.
1. Componentes del cemento…………………………….………………………38
2. Tipos de cemento……………………………………………........……………39
3. Asentamientos recomendados según el tipo de construcción…………….64
4. Cantidad de Agua de mezclado……………………………………………....66
5. Resistencia a la compresión en función a la relación agua/cemento.........67
6. Contenido de Cemento según el tamaño máximo del agregado……........68
7. Volumen de agregado grueso por volumen de concreto…………………..69
8. Cantidad de materiales para la elaboración de mortero para probetas
cúbicas……………………………………………………………………..............75
9. Características de los Agregados…………………………………………….95
10. Características de la arena según el Módulo de Finura…………….........96
11. Valores usuales de las relaciones Peso / Volumen de los agregados no
livianos………………………………………………………………………………97
12. Resumen de la cantidad de materiales para la mezcla de
concreto…………………………………………………………………………...100
13. Resultados de Ensayo de Asentamiento mediante el Cono de
Abrams…………………………………………………………………………….101
14. Resultados del Ensayo de Porosidad……………………………………..103
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INDOMÉNICO V. / REVERÓN J. IV T.E.G
15. Absorción capilar para cada diseño de mezcla…………………………..105
16. Criterios de aceptación y rechazo del ensayo de resistencia a compresión
en probetas cilíndricas con CPCA1 a/c 0,45…………………………………107
17. Criterios de aceptación y rechazo del ensayo de resistencia a compresión
en probetas cilíndricas con CPCA2 a/c 0,45…………………………………108
18. Criterios de aceptación y rechazo del ensayo de resistencia a compresión
en probetas cilíndricas con CPCA1 a/c 0,60…………………………………110
19. Criterios de aceptación y rechazo del ensayo de resistencia a compresión
en probetas cilíndricas con CPCA2 a/c 0,60…………………………………111
20. Resumen Ensayo de Profundidad de Carbonatación…………………...114
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INDOMÉNICO V. / REVERÓN J. V T.E.G
ÍNDICE DE IMÁGENES
Figura Pág.
1. Muestra representativa del agregado grueso………………………………..57
2. Cuarteo manual del agregado grueso………………………………………..57
3. Muestra representativa del agregado Fino…………………………………..57
4. Cuarteo manual del agregado Fino…………………………………………..57
5. Tamizado del Agregado Grueso………………………………………………58
6. Tamizado del Agregado Fino………………………………………………….58
7. Máquina de los Ángeles………………………………………………………..58
8. Esferas de acero introducidas a la Máquina de los Ángeles, rotando junto
al agregado grueso a 32 rpm…………………………………………………….58
9. Cernido del agregado grueso utilizando el tamiz #12 después del número
de revoluciones prescritas………………………………………………………..59
10. Agregado grueso mayor al tamiz #12 para ser pesado…………………..59
11. Al sacar la muestra del agua, se hace pasar por un paño para eliminar
partículas de agua visible. (Peso Saturado con Superficie Seca)……………59
12. Se coloca el agregado grueso saturado con superficie seca en una
balanza sumergida en agua………………………………………………………59
13. Al sacar la muestra del agua, se coloca en una hornilla hasta que el
agregado grueso esté seco………………………………………………………60
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INDOMÉNICO V. / REVERÓN J. VI T.E.G
14. El agregado fino extendido en una superficie para secado………………60
15. Matraz de Chapman…………………………………………………………..60
16. El agregado fino saturado con superficie seca se introduce al Matraz de
Chapman junto a 200cc de agua………………………………………………...61
17. Peso Unitario Compacto del agregado grueso…………………………….61
18. Lavado del agregado grueso sobre #16 y #200…………………………..62
19. Precipitado blanco, más o menos denso. Presencia de Cloruros……….62
20. El tubo de ensayo derecho se observa un Precipitado blanco cristalino.
Presencia de Sulfatos……………………………………………………………..62
21. El color de la muestra se asemeja al N°2 del Patrón de Gadner……….63
22. Humedeciendo el mezclador mecánico…………………………………….77
23. Incorporando el Agregado grueso para la mezcla de Concreto…………77
24. Incorporando el Agregado fino para la mezcla de Concreto……………..77
25. Incorporando el Cemento para la mezcla de Concreto…………………...77
26. Incorporando el Agua de mezclado…………………………………………78
27. Limpieza y engrasado de conchas metálicas para encofrado…………...78
28. Compactación a 25 golpes con el uso de barra metálica por cada tercio
de cilindro…………………………………………………………………………..79
29. Agregando materiales para mortero. (Arena de sílice y Cemento)……...79
30. Mezclado manual de los materiales para mortero…………………………80
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INDOMÉNICO V. / REVERÓN J. VII T.E.G
31. Agregando el agua de mezclado…………………………………………….80
32. Mezclado de Arena de Sílice, Cemento y agua……………………………80
33. Llenado del primer tercio de formaletas cúbicas…………………………..80
34. Compactación con varilla de vidrio………………………………………….81
35. Formaletas enrasadas………………………………………………………..81
36. Desencofrado de Probetas cúbicas…………………………………………81
37. Desencofrado de Probetas cilíndricas………………………………………82
38. Curado de Probetas cúbicas…………………………………………………82
39. Curado de Probetas cilíndricas………………………………………………82
40. Compactación con barra metálica por cada tercio de Cono de
Abrams……………………………………………………………………………...84
41. Medición del asentamiento mediante el Cono de Abrams………………..84
42. Saturación con agua de los cilindros de 5cm de altura y 10,60cm de
diámetro…………………………………………………………………………….85
43. Peso sumergido de los cilindros de 5cm de altura y 10,60cm de
diámetro…………………………………………………………………………….85
44. Secado en el horno de los cilindros de 5cm de altura y 10,60m de
diámetro…………………………………………………………………………….86
45. Peso registrado luego de Secado en horno de los cilindros de 5cm de
altura y 10,60cm de diámetro…………………………………………………….86
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INDOMÉNICO V. / REVERÓN J. VIII T.E.G
46. Desecadores para impedir la entrada de humedad en los cilindros de
5cm de altura y 10,60cm de diámetro…………………………………………...87
47. Protección de las caras de los cilindros de 5 cm de altura y 10,60 cm de
diámetro…………………………………………………………………………….87
48. Revestir con parafina los laterales de los especímenes…………………87
49. Colocación de las muestra sobre esponja húmeda………………………87
50. Medición de peso de cada una de las probetas en los intervalos de
tiempo especificados………………………………………………………………88
51. Pesaje de los Cilindros Estandarizados…………………………………….90
52. Medición de altura y diámetro de los Cilindros Estandarizados………..90
53. Colocación de Cilindro Estandarizado en la Prensa Universal…………90
54. Falla Observada en cilindros estandarizados……………….....................90
55. Cámara de Carbonatación acelerada. Acero inoxidable en la base con
paredes de plexiglás, de dimensiones 1,50 m de largo, 0,70 m de alto y 0,70
m de profundidad…………………………………………………………………..92
56. Bombona de CO2 que alimenta el ambiente interno de la Cámara de
Carbonatación………………………………………………………………….…..92
57. En la imagen se observan los dos instrumentos usados para la medición
de la Temperatura, Humedad y Concentración de CO2……………………....92
58. Introduciendo las probetas cúbicas dentro de la Cámara de
Carbonatación acelerada…………………………………………………...…….92
59. Sellado de la cámara con silicón, para impedir fuga de CO2…………….93
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INDOMÉNICO V. / REVERÓN J. IX T.E.G
60. Probetas cúbicas ordenadas dentro de la cámara en función al tiempo de
exposición según el cual son extraídas………………………………………....93
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INDOMÉNICO V. / REVERÓN J. X T.E.G
ÍNDICE DE ANEXOS
Anexo Pág.
ANEXO A. Caracterización de los Agregados……………………………..121
A1. Resultados del ensayo para determinar la composición granulométrica
del agregado fino y grueso. Norma COVENIN 255-98………………………122
A2. Límites granulométricos para el agregado grueso. Norma COVENIN
255…………………………………………………………………………………123
A3. Límites granulométricos para el agregado fino. Norma COVENIN
255…………………………………………………………………………………124
A4. Resultados del ensayo de resistencia al desgaste en agregados gruesos
menores de 1 ½”. Norma COVENIN 266 y 267………………………………125
A5. Resultados del ensayo para la determinación del peso específico y la
absorción del agregado grueso. Norma COVENIN 269-98…………………126
A6. Ensayo para la determinación del peso específico y la absorción del
agregado fino. Norma COVENIN 268-98……………………………...………126
A7. Resultados ensayo para determinar el peso unitario de los agregados
gruesos y finos. Norma COVENIN 263-78………………………….……...…127
A8. Resultados del ensayo para determinar el material más fino que el
cedazo N°200. Norma COVENIN 258-77………………………………..……128
A9. Ensayo para determinar cuantitativamente cloruros en arenas a través
del Método de Mohr………………………………………………………..…….129
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INDOMÉNICO V. / REVERÓN J. XI T.E.G
A10. Ensayo para determinar cuantitativamente Sulfatos en arenas. Norma
COVENIN 261-77…………………………………………………………...……136
ANEXO B. Propiedades Físicas del Concreto elaborado con CPCA1 y
CPCA2……………………………………………………………………….……138
B1. Resultados del ensayo de porosidad. Norma ACI (Manual DURAR,
CYTED. 1998)……………………………………………………………….……139
B2. Resultados del ensayo de absorción capilar. ASTM C642-90, (Manual
DURAR, CYTED. 1998)………………………………………………...……….140
ANEXO C. Propiedades Químicas del Concreto elaborado con CPCA1 y
CPCA2…………………………………………………………….………………148
C1. Resultados del ensayo de Carbonatación acelerada…………….……..149
C2. Imágenes de los perfiles de Carbonatación en probetas cúbicas (9 días
de exposición)…………………………………………………………………….151
C3. Imágenes de los perfiles de Carbonatación en probetas cúbicas (18 días
de exposición)…………………………………………………………………….161
ANEXO D. Propiedades Mecánicas del Concreto elaborado con CPCA1
CPCA2…………………………………………………………………….………169
D1. Resultados del ensayo de resistencia a compresión. Norma COVENIN
338-2002…………………………………………………………………..………170
ANEXO E. Ensayo de Porosidad en Probetas Cúbicas………………….172
E1. Resultados del Ensayo de Porosidad en Probetas Cúbicas. Manual
Durar, CYTED. 1998……………………………………………………………..173
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INDOMÉNICO V. / REVERÓN J. XII T.E.G
ÍNDICE DE GRÁFICOS
Gráfico Pág.
1. Comparación de Asentamiento para CPCA1 y CPCA2………….….……102
2. Comparación del Porcentaje de Porosidad Total promedio para CPCA1 y
CPCA2……………………………………………...……………………………..104
3. Comparación de Absorción Capilar promedio para CPCA1 y CPCA2….106
4. Comparación de las Resistencias individuales y promedio para mezclas de
concreto con CPCA1 y CPCA2 para la relación a/c 0,45………………...….109
5. Comparación de las Resistencias individuales y promedio para mezclas de
concreto con CPCA1 y CPCA2 para la relación a/c 0,45………………...….112
6. Resultados del Ensayo de Profundidad de Carbonatación para mezclas de
concreto con CPCA1 y CPCA2…………………………………………………115
7. Velocidad de Carbonatación para mezclas de concreto con CPCA1 y
CPCA2…………………………………………………………………………….116
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INDOMÉNICO V. / REVERÓN J. XIII T.E.G
EVALUACIÓN DE LA CARBONATACIÓN EN CONCRETOS
ELABORADOS CON CEMENTOS ADICIONADOS TIPO CPCA, A TRAVÉS
DE MÉTODOS ACELERADOS
AUTORES:
Verónica Carolina Indoménico Álvarez
José Alejandro Reverón López
TUTOR:
Ing. Humberto Bolognini
RESUMEN
El presente Trabajo Especial de Grado consiste en la evaluación de la Carbonatación en concreto elaborado con cemento adicionado CPCA1 y CPCA2 a través de la Cámara de Carbonatación como método acelerado. Se
utilizó la norma ACI (American Concrete Institute) y la Norma COVENIN 484-93 como métodos de diseño de mezcla para las relaciones a/c 0,45 y 0,60 específicamente. La metodología de ésta investigación se constituye por los
ensayos de asentamiento, porosidad, absorción capilar, resistencia a la compresión y Carbonatación, posterior a los cuales se llevó a cabo un proceso de análisis de resultados, generando como conclusión que los
concretos elaborados con cemento adicionado tipo CPCA1 y CPCA2 presentaron porcentajes de porosidad mayores a 15% por lo que son concretos de durabilidad inadecuada. Por su parte el comportamiento ante la
Carbonatación Acelerada fue adecuado, siendo la mezcla con cemento adicionado CPCA2 y relación agua/cemento de 0,45, la que manifestó el mejor desempeño. En conclusión no es recomendable el uso de estos tipos
de cementos para mezclas de concreto en elementos estructurales; existiendo posibilidad de uso, en elementos que no tengan gran solicitación de carga, ni se encuentren expuestos a ambientes altamente agresivos.
Palabras Claves: Carbonatación, CPCA1, CPCA2, Durabilidad, Porosidad.
EVALUACIÓN DE LA CARBONATACIÓN EN CONCRETOS ELABORADOS CON CEMENTOS ADICIONADOS TIPO CPCA, A TRAVÉS DE MÉTODOS ACELERADOS
INDOMÉNICO V. / REVERÓN J. 1 T.E.G
INTRODUCCIÓN
El cemento es el material por excelencia empleado en la construcción
de grandes obras a nivel mundial, por tal motivo el conocimiento de su
comportamiento y características son fundamentales para llevar a cabo
construcciones de calidad.
Desde los inicios de la civilización el hombre intentó producir el
cemento para mejorar su calidad de vida, como es el caso de los egipcios,
quienes emplearon morteros de yeso y cal en sus grandes construcciones,
de igual manera lo hicieron los Romanos, los propulsores de la Ingeniería
Civil, que dieron un gran paso al fabricar el cemento mezclando cenizas
volcánicas con cal viva. (Víctor Yepes. Universitat Politécnica de Valencia.
España. Blogs “¿Fueron los Romanos más arquitectos que ingenieros?” y
“¿Qué aportó el antiguo Egipto a la ingeniería?”)
Según José Grases y otros, en su trabajo “Incorporación a la
ingeniería Venezolana del concreto reforzado y sus incertidumbres” y Mónica
Silva, en su trabajo “El concreto en la arquitectura venezolana: las décadas
de ensayo”; con el paso del tiempo y el desarrollo de tecnologías se crea el
cemento Portland, el cual está formado básicamente por caliza, arcilla y
yeso, minerales que se encuentran fácilmente en la naturaleza; y ha sido uno
de los materiales de construcción más empleado en éste país.
En Venezuela la mayoría de las construcciones se realizan en
concreto, es por ello el alto uso del cemento Portland, pero con el afán de
innovar y de reducir la contaminación que genera la elaboración del mismo,
se están empleando los cementos adicionados CPCA. La problemática que
acarrea esta situación, es el desconocimiento de sus propiedades, lo que
EVALUACIÓN DE LA CARBONATACIÓN EN CONCRETOS ELABORADOS CON CEMENTOS ADICIONADOS TIPO CPCA, A TRAVÉS DE MÉTODOS ACELERADOS
INDOMÉNICO V. / REVERÓN J. 2 T.E.G
genera incertidumbre en el área de la Ingeniería Civil, en función a las
limitaciones técnicas que puede implicar su uso.
Conocer las propiedades del cemento adicionado es fundamental para
obtener un concreto que soporte el interperismo y las acciones físico –
mecánicas al cual está expuesto. “En nuestra industria de la construcción se
ha evidenciado el uso indiscriminado de éste producto; ya que no se ha
considerado las limitaciones técnicas de estos tipos de cemento,
fundamentalmente en lo referente a resistencia mecánica y su
comportamiento ante la corrosión del concreto armado, debido a la
sustitución por una materia inerte, que no compensaría directamente las
condiciones de un portland convencional” (Msc. Ing Humberto Bolognini),
Artículo “Análisis crítico sobre el uso de cementos adicionados en
Venezuela”. Esto se afirma en un artículo del CONPAT “Caracterización
química de cementos adicionados comercializados en Venezuela”, por el Ing
Humberto Bolognini, Dra. Oladis Troconis y otros, cuyos resultados obtenidos
por métodos de arbitraje indicaron que las muestras de CPCA1 y CPCA2
ensayadas en ese momento, cumplían con los requisitos de composición
química, a excepción de los porcentajes de Óxido de Aluminio, Óxido de
Calcio y Trióxido de Azufre, lo que conduce a la obtención de resistencias
mecánicas deficientes debido a que no se formarían en cantidades
adecuadas el silicato dicálcico y silicato tricálsico componentes de
importancia intrínseca en el concreto.
De igual manera la calidad y proporción de los componentes del
cemento adicionado, en especial la caliza; es fundamental; “Las calizas con
título inferior al 70% de CaCO3 tienen efectos menos negativos sobre las
resistencias mecánicas en comparación a las calizas de alta pureza y
prácticamente no modifican los tiempos de fraguado, la expansión y la
demanda de agua de los morteros adicionados con ellas”. (Tobón Jorge y
EVALUACIÓN DE LA CARBONATACIÓN EN CONCRETOS ELABORADOS CON CEMENTOS ADICIONADOS TIPO CPCA, A TRAVÉS DE MÉTODOS ACELERADOS
INDOMÉNICO V. / REVERÓN J. 3 T.E.G
otros. 2008); en el trabajo “Desempeño del cemento Portland adicionado con
calizas de diferentes grados de pureza”.
“Como el producto de la reacción de la Carbonatación es
principalmente CaCO3, cualquier cambio en la concentración de Óxido e
Hidróxido de Calcio en el cemento afectará la cantidad de Carbonato de
Calcio que se puede formar por unidad de volumen de concreto, la cual está
definida como capacidad enlazante. Esta capacidad enlazante es
proporcional al contenido de CaO en el cemento y por consiguiente
proporcional al contenido de cemento. Así, las estructuras con baja cantidad
de cemento por unidad de volumen pueden carbonatarse más rápido que las
estructuras con una mayor cantidad”. (Linares Douglas y otros. 2003 en el
trabajo “Construcción, Operación, y puesta en Funcionamiento de una
Cámara para Carbonatación Acelerada”. Revista Técnica de la Facultad de
Ingeniería. Universidad del Zulia. Maracaibo-Venezuela 2003).
Todo lo mencionado anteriormente da origen a éste trabajo, cuyo
propósito es evaluar la Carbonatación en concreto elaborado con cemento
adicionado CPCA mediante el estudio de las propiedades físico – químicas
del mismo. Por ésta razón se llevaron a cabo una serie de técnicas y
procedimientos de laboratorio, que permiten generar conclusiones respecto
al comportamiento del concreto mencionado anteriormente, ante los agentes
que intervienen en él y desencadenan la corrosión por carbonatación, y sirva
de aporte al campo de investigación.
En función a lo descrito, se presenta el siguiente Trabajo Especial de
Grado, para optar al título de Ingeniero Civil, desarrollado en cinco capítulos
de la siguiente manera; Planteamiento del Problema, Objetivo General,
Objetivos Específicos, Justificación, Alcances y Limitaciones, conformando el
EVALUACIÓN DE LA CARBONATACIÓN EN CONCRETOS ELABORADOS CON CEMENTOS ADICIONADOS TIPO CPCA, A TRAVÉS DE MÉTODOS ACELERADOS
INDOMÉNICO V. / REVERÓN J. 4 T.E.G
Primer Capítulo. Un Segundo Capítulo que comprende antecedentes y bases
teóricas. El Tercer Capítulo, desarrollado a través del Marco Metodológico
del proyecto, recursos disponibles. Un Cuarto Capítulo conformado por los
análisis y resultados de los ensayos, y por último se encuentra el Quinto
Capítulo de conclusiones y recomendaciones.
EVALUACIÓN DE LA CARBONATACIÓN EN CONCRETOS ELABORADOS CON CEMENTOS ADICIONADOS TIPO CPCA, A TRAVÉS DE MÉTODOS ACELERADOS
INDOMÉNICO V. / REVERÓN J. 5 T.E.G
CAPÍTULO I
EL PROBLEMA
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
La construcción civil tiene su origen hace miles de años, en la Edad de
Piedra durante el Paleolítico, cuando el hombre sintió la necesidad de una
vida sedentaria que le permitiese iniciar el cultivo de alimentos para su
supervivencia, trayendo consigo a su vez, la carencia de un sitio de
resguardo. Sin embargo no es sino hasta el Neolítico, donde el hombre en su
condición de refugiarse de las adversidades climáticas como la lluvia, el frío y
el sol, además del peligro de animales depredadores de la zona, inicia la
búsqueda de materiales aportados por el mismo ambiente que lo rodeaba,
para emplearlos como elementos constructivos en la elaboración de su
propio refugio. (Yepez Castillo, A. (1989). Historia Universal. Caracas:
Editorial Larense). Por tanto la construcción es el proceso en el cual se
emplean diferentes elementos (desde los más comunes y básicos), con la
finalidad de elaborar un sistema o elemento más complejo, que pueda
desempeñar una o varias funciones en específico, es importante mencionar
que la misma ha pasado por diversas modificaciones de tendencia, en
función a cada una de las diferentes épocas, originadas por el hombre en
concordancia con el material constructivo empleado para ese momento;
como lo son la era de Piedra, de la Madera, del Hierro, entre otras.
Los materiales de construcción definidos como productos de
diferentes características y propiedades de los cuales se ha servido el
hombre a lo largo de la historia para mejorar su calidad de vida, son
evidencia de la evolución constructiva que no es solamente visible en las
EVALUACIÓN DE LA CARBONATACIÓN EN CONCRETOS ELABORADOS CON CEMENTOS ADICIONADOS TIPO CPCA, A TRAVÉS DE MÉTODOS ACELERADOS
INDOMÉNICO V. / REVERÓN J. 6 T.E.G
diferentes eras mencionadas, sino también desde las últimas décadas,
donde comienza la aparición de materiales nuevos y vanguardistas, que se
prolongan hasta la actualidad. (Víctor Yepes. Universitat Politécnica de
Valencia. España. Blogs “Evolución histórica de los materiales”)
A pesar de la existencia de una amplia gama de materiales de
construcción, el material por excelencia utilizado en Venezuela y en otros
países del mundo, es el concreto. Está constituido básicamente por cemento,
material pétreo y agua, siendo el cemento “un material de construcción que
se ubica como uno de los más viejos, remontándose incluso a los egipcios
que usaron el yeso calcinado para dar al ladrillo o a las estructuras de piedra
una capa lisa; posteriormente hubo una aplicación similar en la época griega
quienes calcinaron la piedra caliza para elementos decorativos observando
una gran dureza en este pero sin duda su inclusión más preponderante fue
en el imperio romano que utilizaron con frecuencia el agregado quebrado del
ladrillo embutido en una mezcla de la masilla de la cal con polvo del ladrillo o
la ceniza volcánica, con lo cual más tarde construyeron una amplia variedad
de estructuras que incorporaron a la piedra y al concreto, llevando a cabo
obras como los caminos, acueductos, templos y palacios.” (Alberto Muciño.
Revista Electrónica “Razón y Palabra”. 2009).
El cemento de mayor uso en el campo de la construcción durante
mucho tiempo ha sido el Portland, sin embargo estudios recientes han
revelado que la producción del mismo genera un alto porcentaje de
contaminación ambiental. “Se calcula que la producción de cada tonelada de
clinker emite entre 800 gramos y 1.00 kilogramo de Dióxido de Carbono,
incluyendo el generado por la descomposición del calcáreo y por la quema
de combustible fósil”. (John Vanderley. Universidad de Sao Paulo. 2013).
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INDOMÉNICO V. / REVERÓN J. 7 T.E.G
“La fabricación del cemento libera el CO2, por la descarbonatación del
Carbonato de Calcio. Una tonelada de clinker produce en promedio 0.5 TM y
el combustible utilizado 0.3 Tm. La producción de cementos adicionados,
puzolánicos o con otras adiciones minerales, reduce significativamente las
emisiones”. (Ing. Manuel Gonzales. Asociación de Productores de Cemento.
ASOCEM - Perú). Por esta razón expertos en el área han intentado suplir
una porción del cemento portland, con un pequeño porcentaje de adiciones,
las cuales pueden ser calizas, humo de sílice, puzolanas naturales, entre
otras, además de la intención de reducir un poco los costos económicos,
propios del proceso de fabricación, dando origen de ésta forma a los
cementos adicionados. A esto se le añade un aumento de la capacidad de
las cementeras y flexibilidad en la obtención de cementos o concretos de
mejor comportamiento y/o propiedades sin demasiados esfuerzos de
producción.
En Venezuela, durante los últimos años se ha incrementado el uso de
cementos adicionados en la construcción, específicamente los llamados
CPCA (1 y 2), los cuales tienen adición de caliza, y se diferencian entre sí,
por el porcentaje que cada uno contiene de la misma. Es importante destacar
que el uso de los cementos adicionados en el país, ha sido motivado
también, como consecuencia de la escasez del cemento portland común.
En otro orden de ideas, la utilización del concreto se debe en gran
parte al destacable comportamiento que éste presenta ante las solicitaciones
de esfuerzos de compresión, sin obviar su comportamiento a tracción, el cual
es otorgado por el acero de refuerzo que se les incorpora a los miembros
estructurales de una edificación. Por su parte, las estructuras elaboradas con
concreto armado, por lo general ameritan un escaso mantenimiento.
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INDOMÉNICO V. / REVERÓN J. 8 T.E.G
Sin embargo, es evidente en los últimos años el deterioro y colapso
que han presentado distintas edificaciones elaboradas en concreto armado.
Conjuntamente, éste deterioro es atribuible al inexistente mantenimiento por
parte de los usuarios hacia las edificaciones, a causa de la falta de
conocimiento de los riesgos que estos pueden acarrear, al afectar la
capacidad portante de una estructura, además de reducir su vida útil.
Actualmente, un gran porcentaje de las construcciones que presentan
derrumbes y fallas mecánicas, tienen como origen la corrosión del acero de
refuerzo. “La corrosión del acero de refuerzo es una de las causas
responsables del deterioro de la infraestructura de concreto, que está
llevando a elevados gastos de rehabilitación y mantenimiento” (Ing. Raquel
López Celis. Universidad Autónoma de Chihuahua. 2006).
El proceso corrosivo se produce a partir de la formación de una celda
electroquímica, compuesta por un ánodo que se oxida (perdiendo
electrones), un cátodo que se reduce (ganando electrones), un conductor
metálico donde la corriente eléctrica es el flujo de electrones, y un electrolito,
que es el concreto. La corrosión del concreto armado puede darse
principalmente por dos mecanismos; Ataque de Ion Cloruro y la
Carbonatación. Ambos parten del mismo principio de penetración de
agentes agresivos en el concreto a través de fisuras y grietas presentes en el
mismo, así como también a través de los poros del concreto; el primero se da
con mayor frecuencia en las zonas costeras del país, en donde existe una
gran concentración de ion cloruro en el ambiente, y el segundo suele darse
en zonas urbanas con altos contenidos de Dióxido de Carbono (CO2) en el
ambiente.
“Aunque numerosas estructuras de concreto armado están libres de
corrosión después de una vida útil muy larga, también se reportan muchos
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INDOMÉNICO V. / REVERÓN J. 9 T.E.G
casos donde la corrosión de los refuerzos han producido la destrucción de
las estructuras, o al menos ha creado la necesidad de reparación de las
mismas” (Prof. Miguel Sánchez. 2005). “Desgraciadamente, el desarrollo en
la utilización de los productos siderúrgicos va acompañado paralelamente, de
un aumento en el tributo que cada año se paga a la corrosión. Para tener una
pequeña idea de lo que esto pueda suponer, sépase que aproximadamente
un 25% de la producción anual de acero es destruido por la corrosión” (Arq
Raiza Semprún. 2006). Por ello, es una realidad la cantidad considerable de
estructuras que hoy en día presentan un proceso de Carbonatación
desarrollado, lo que se corresponde con el alto nivel de contaminación
ambiental existente en las distintas ciudades del país, puesto a que como se
mencionó anteriormente, el Dióxido de Carbono penetra a través de los
poros del concreto y en comunión con un contenido adecuado de agua,
reacciona con los álcalis del concreto, disminuyendo el pH de éste,
quedando así desprotegido el acero de refuerzo.
Aunado a esto, se ha incrementado notablemente el uso de cementos
adicionados (CPCA), sin conocer bien, sus propiedades y comportamiento a
largo plazo. Todo ello, aseverado por los distintos investigadores y
especialistas del país, que han dedicado su esfuerzo a éste campo de la
investigación y la ingeniería. “De acuerdo con encuestas hechas a ingenieros
de construcción, la mayoría desconoce la existencia y el uso de los cementos
adicionados. Aquellos que si lo sabían, confesaron usarlo sin ninguna técnica
adicional”. “En Venezuela, aunque pudiera colaborar a degradar menos el
ambiente, la razón para fabricar cemento adicionados es el déficit de
producto que existe” (El impulso. Enero 2011. Cuerpo A8.Vision Urbana.
“Sostiene el Investigador e Ingeniero Humberto Bolognini Garrido”.)
Por su parte diversos estudios llevados a cabo en el Decanato de
Ingeniería Civil de la Universidad Centroccidental Lisandro Alvarado han
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INDOMÉNICO V. / REVERÓN J. 10 T.E.G
dejado en evidencia el ya mencionado deficiente o dudoso comportamiento
del cemento adicionado CPCA. Un ejemplo de esto se observa en el Trabajo
Especial de Grado de Aquiles Mata y Paola Salas, “Evaluación de las
propiedades físicas y mecánicas del concreto elaborado con cemento
Portland tipo CPCA1 con diferentes relaciones agua-cemento”, cuyas
probetas realizadas con relación a/c 0,45 y 0,60 no alcanzaron la resistencia
de diseño, y el porcentaje de porosidad observado es típico de concretos con
durabilidad inadecuada. El problema de la resistencia también fue evidente
en un estudio similar de la misma casa de estudios titulado “Evaluación de
las propiedades físico-mecánicas y electroquímicas del concreto elaborado
con cemento adicionado CPCA2 expuesto a un ambiente marino acelerado”
por Mileidys Alvarado y Karlew Oropeza, quienes llegaron a la siguiente
deducción “de acuerdo a los resultados se concluye que se debe tomar en
cuenta el porcentaje de adición presente en éste tipo de cemento, ya que
interfiere en las propiedades del concreto haciéndolo inseguro y vulnerable a
los agentes ambientales”.
Se presenta el mismo patrón de comportamiento en el trabajo de
Verónica Dávila y Lexys Romero, “Evaluación de la durabilidad de elementos
de concreto armado elaborados, con cemento tipo CPCA1, expuesto a un
ambiente marino acelerado por la técnica del rociado” en donde manifiestan,
“el cemento tipo CPCA1 expuesto a un ambiente agresivo presenta
características de durabilidad inadecuada para los diversos espesores y
relaciones agua cemento mientras que las probetas no expuestas se
comportaron con características adecuadas”, teniendo en cuenta que usaron
relaciones a/c de 0,45 y 0,60.
Así pues, el resultado más alarmante tanto para las tesis ya
mencionadas, como para “Caracterización físico mecánica de concretos
elaborados con cementos adicionados CPCA1” de Greys Mujica, y
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“Evaluación de las propiedades físico-mecánicas de concretos elaborados
con cementos adicionados (CPCA1), utilizando el método de diseño del
manual del concreto fresco (MCF), y el método del Dr. Vitervo O’ Reilly
(MVO)” de Pierangelys Caldera y Ángela Pérez, fue el inadecuado porcentaje
de porosidad arrojado por los ensayos aplicados a las mezclas de concreto
en estudio, factor de relevante importancia a tener en cuenta en los estudios
referentes a la corrosión desarrollada en estructuras de concreto armado.
A partir de estas razones, surge éste trabajo especial de grado,
consistente en la evaluación de las propiedades físico-químicas del concreto
elaborado con cementos adicionados CPCA1 y CPCA2, ante los efectos
agresivos generados por la Carbonatación como mecanismo de corrosión,
mediante la utilización de la Cámara de Carbonatación acelerada ubicada en
el Centro de Estudio de Corrosión de la Universidad del Zulia (LUZ), ubicada
en el estado Zulia de Venezuela. Es importante destacar que el uso de la
cámara mencionada anteriormente, resulta en función de los rápidos
resultados que la misma aporta, en la generación de perfiles de
carbonatación en concretos, a través del control de una mayor concentración
de dióxido de carbono (4% dentro de la cámara), mucho mayor a la
concentración registrada en un ambiente urbano común.
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OBJETIVO GENERAL
Evaluar la Carbonatación en concretos elaborados con cementos
adicionados tipo CPCA, a través de métodos acelerados.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Diseñar la mezcla de Concreto con relación agua / cemento de 0,45 y
0,60 según la Metodología ACI para la elaboración de probetas
cilíndricas, y COVENIN 484-93 para probetas cúbicas.
Evaluar las características del concreto: asentamiento, porosidad,
absorción capilar y resistencia a la compresión, elaborado con
cemento adicionado CPCA (1 y 2).
Determinar el comportamiento del concreto diseñado con cementos
adicionados tipo CPCA, ante la Carbonatación acelerada.
JUSTIFICACIÓN
En primer lugar, es importante destacar la contribución dentro del
ámbito económico, puesto a que el empleo de un cemento inadecuado
contribuye a la construcción de estructuras poco durables lo que traería
como consecuencia la reparación o rehabilitación de las mismas por la
afectación de la corrosión por Carbonatación lo que genera altos gastos
monetarios, por lo que resulta de gran valor conocer el comportamiento del
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concreto elaborado con cemento adicionado tipo CPCA (1 y 2), ante un
ambiente con considerable concentración de Dióxido de Carbono (CO2).
Desde el punto de vista social, es innegable los distintos problemas
que acarrean las estructuras afectadas por el fenómeno de la Carbonatación,
debido a la posibilidad de falla o colapso de las mismas, pudiendo conllevar
entre otras cosas, a pérdidas humanas. De igual manera se ve afectada la
calidad de vida de los usuarios, a raíz de los distintos síntomas que presenta
una estructura con éste tipo de corrosión, alterando de esta manera, uno de
los principios que debe proporcionar una edificación, como lo es el confort, la
seguridad, la funcionalidad y la estética. La norma ACI 201 define la
durabilidad del concreto hecho con cemento hidráulico como “la habilidad
para resistir la acción del intemperismo, ataque químico, abrasión o cualquier
otro proceso de deterioro. Y determina que el concreto durable debe
mantener su forma original, calidad y características de servicio cuando es
expuesto a este ambiente.”
Por otra parte, los resultados arrojados por el estudio del
comportamiento del concreto elaborado con CPCA1 y CPCA2 afectado por
carbonatación, contribuye desde un aspecto técnico, a todos y cada uno de
los diferentes investigadores, profesionales y estudiantes, que se desarrollan
en el campo de la construcción civil, y en el estudio de los fenómenos de
corrosión en las estructuras de concreto armado. Además los profesionales
que lleven a cabo una obra, se podrán ver beneficiados en la toma de
decisiones acertadas en cuanto al uso de los cementos adicionados con
adición de caliza (CPCA).
Por último, y no menos importante, desde una perspectiva ambiental;
las acciones que conlleva la rehabilitación de estructuras de concreto armado
afectadas por corrosión, generan considerables poluciones al ambiente,
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además del uso de otros materiales de construcción, con el objeto de
restablecerle las propiedades y características iniciales de la edificación.
ALCANCES
Conocer las propiedades del concreto elaborado con cemento
adicionado CPCA (1 y 2), y su comportamiento frente a la Carbonatación
acelerada, basado en los ensayos de porosidad, absorción capilar,
resistencia a la compresión, asentamiento y profundidad de Carbonatación,
mediante la verificación de resultados con la Norma COVENIN, ASTM Y ACI;
teniendo en cuenta la influencia del tiempo de exposición de las probetas en
la Cámara de Carbonatación acelerada, así como también el tipo de
agregado, relación agua/cemento empleado en la fabricación de las probetas
de concreto.
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CAPÍTULO II
ANTECEDENTES
Moraño Rodriguez Alfonso J (1998): De la Escuela E.T.S Ingenieros
de Minas; Madrid, España, realizó un estudio llamado “Influencia de las
características mecánicas de adicciones calizas de distinto tamaño de
grano en cementos portland de diferentes contenidos en C3A”; consistió
en tomar dos muestras de calizas de igual composición química y
mineralógica, pero petrográficamente distintas, se molieron y tamizaron a
diferentes tamaños (45-90 micras), luego se mezclaron con dos cementos
portland, uno de alto contenido de C3A (9,4 por ciento) y otro de bajo
contenido en C3A (1,7 por ciento), en las proporciones siguientes: 5,10,15, 20
por ciento, realizándose con éstas mezclas, los ensayos de resistencia
mecánica a flexión y compresión a 2, 7, 28, 90, 120 y 180 días de probetas
de mortero según la norma UNE-EN 196-1:96. También se ensayaron los
cementos de origen (sin caliza), para obtener los valores y usarlos como de
referencia. Los resultados obtenidos indican que el comportamiento de las
calizas es diferente según su petrografía, por lo que las calizas de tamaño de
grano grueso, obtienen unas resistencias mecánicas a compresión
superiores a las de grano fino específicamente para cementos de alto
contenido en C3A; así mismo estas calizas de grano grueso, pueden
clasificarse como adiciones activas para el cemento de contenido elevado de
C3A.
Lo más importante que se extrae de éste estudio, es la influencia del
tamaño de los granos de la caliza en mezclas de concreto, por lo que se
debe tener en cuenta a la hora de la elaboración de las probetas destinadas
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a ensayos de Carbonatación, puesto a que una alta resistencia a
compresión, es indicativo de que es una mezcla con menor porcentaje de
porosidad, lo que dificulta la penetración de los agentes agresores que
desencadenan la corrosión por Carbonatación.
Linares Douglas; Sánchez Miguel (2003): el Centro de Estudios de
Corrosión de la Facultad de Ingeniería, Universidad del Zulia, Maracaibo
Estado Zulia, de forma mancomunada con el Laboratorio de Electroquímica
de la Facultad de Ciencias, Universidad de los Andes, Mérida Estado Mérida,
ambos en Venezuela, presentaron un trabajo llamado “Construcción,
Operación, y puesta en Funcionamiento de una Cámara para
Carbonatación Acelerada”, trabajo que nace a partir de la inquietud
generada por el hecho de que a lo largo del tiempo, los estudios realizados
en torno a la corrosión generada por Ataques de Ion Cloruro, y por
Carbonatación, había sido más enfocada al intento de construcción de una
máquina que permitiese simular adecuadamente el ambiente propicio para el
desarrollo de corrosión generado por concentración de cloruro, dejando un
poco de lado el fenómeno de la Carbonatación. A raíz de esto, se inicia un
proceso investigativo de las condiciones ambientales idóneas en cuanto a
concentración de Dióxido de Carbono (CO2), y porcentaje de humedad
relativa, para poder ser creadas de forma controlada dentro de una cámara,
originándose así la Cámara de Carbonatación Acelerada, y poder determinar
la influencia de la corrosión en armaduras de concreto. Finalmente, luego de
construida y puesta en funcionamiento de esta cámara, se realizaron
ensayos en probetas de concreto con alta porosidad, arrojando como
resultado una mayor profundidad de frente carbonatado, luego de un corto
periodo de exposición a concentraciones de Dióxido de Carbono, en
contraste con la Carbonatación originada en probetas de las mismas
características de diseño, pero expuestas a un ambiente con condiciones
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normales, quedando de esta forma demostrado el buen funcionamiento de la
cámara de carbonatación acelerada construida.
Es evidente, la importancia de la construcción de ésta cámara de
carbonatación acelerada, en función al desarrollo científico, permitiendo a las
instituciones universitarias, poder realizar estudios de los fenómenos
corrosivos en estructuras de concreto armado, obteniendo resultados en
periodos de tiempo más cortos, conllevando así a un mejor uso de una
determinada mezcla de concreto, en función de la ubicación final
(condiciones climáticas) de la estructura diseñada.
Carrasco María, y otros (2004): Facultad Regional de Santa Fe,
Colombia. Centro de Investigación y Desarrollo para la Construcción y la
Vivienda. Realizaron la evaluación de una estructura de concreto armado en
la cual no se finalizaron los cerramientos exteriores, quedando ésta sometida
a la acción de la intemperie durante más de 20 años. La estructura posee
siete niveles de altura, pero los estudios se enfocaron a los niveles
superiores, puesto a que en los niveles inferiores habían sido construidos
unos cerramientos paulatinamente. En esta investigación, se llevaron a cabo
una serie de ensayos como resistividad del concreto, intensidad y potencial
de corrosión, determinaciones de diámetros efectivos de armaduras,
espesores de recubrimiento y profundidades del frente de Carbonatación,
todos ellos, para la elaboración del diagnóstico de la estructura.
Se pudo concluir que la corrosión fue originada por la Carbonatación
del concreto, sufriendo en zonas puntuales, una pérdida importante de
sección de armaduras. Además, resultó posible la identificación de diversos
grados de deterioros y su relación con las diferentes calidades de concreto
utilizado para la construcción de los diversos elementos resistentes que
componen la estructura.
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A partir de éste tipo de estudio queda demostrado, la necesidad de
cerramientos adecuados, en edificaciones construidas en concreto armado,
ya que de ésta forma quedan protegidas de los agentes externos causantes
de deterioros, y de la influencia de los mismos en la carbonatación.
Begliardo Hugo F (2005): De un Articulo reseñado en la Revista
Argentina de Ingeniería publicó una nota técnica “Cemento: tipos,
categorías y designación”; realizó un estudio descriptivo de las
características de los cementos adicionados clasificándolos en adiciones en
activas y pasivas, especificando las de tipo activo como las que reaccionan
químicamente (puzolanas, escorias de alto horno), y las de tipo pasivas como
inertes, es decir que no reaccionan químicamente (calcáreo, caliza). Este
estudio permite tener un precedente del tipo de adición que presenta el
cemento portland tipo CPCA1, y con ello establecer un parámetro del
comportamiento que se espera del cemento y conocer la afección de la
reacción química al momento del mezclado con el agua y comience la
hidratación del material.
Con éste trabajo, se concluye que el cemento adicionado CPCA1
específicamente con adición de caliza, presenta un tipo de adición pasiva (no
reacciona químicamente), factor importante a tomar en cuenta en la
elaboración de mezclas de concreto.
Solís Carcaño Romel; Moreno I. Éric (2006): De la Revista de la
Facultad de Ingeniería Universidad Central de Venezuela; Caracas,
Venezuela realizaron un estudio llamado “Análisis de la porosidad de
concreto con agregado calizo” comentan que la porosidad es una
propiedad física que influye directamente en sus principales propiedades
mecánicas, por ello, el trabajo presenta un experimento factorial, realizado en
laboratorio, con el objetivo de identificar los factores que influyen en la
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porosidad del concreto preparado con agregados calizos triturados de alta
absorción, haciendo variar la relación agua-cemento, la proporción grava-
arena, y la fuente de origen de los agregados. Las conclusiones obtenidas
muestran que la relación agua/cemento fue un factor que influyó en la
porosidad del concreto, sin embargo, resultó ser poco sensible ya que entre
concretos con relaciones a/c de 0,40 y 0,70 únicamente se obtuvo una
diferencia del 10% en la porosidad, además que la cantidad de agua de la
mezcla fue un factor que influyó en la porosidad del concreto de manera
independiente a la relación a/c y finalmente; el criterio de la porosidad como
un indicativo de la calidad del concreto no resultó ser adecuado para
agregados de alta absorción.
Como aprendizaje se extrae; la importancia de conocer la capacidad
de absorción de los agregados empleados en una mezcla de concreto,
puesto a que éstos se quedan con una parte significativa del agua de
mezclado, generando alta porosidad en el concreto, factor de control vital
para evitar la corrosión por Carbonatación. Es destacable también, que éstos
resultados se generaron a partir del uso de caliza triturada como agregado.
Gómez Angélica M (2007): Trabajo especial de grado en la
Universidad Centroccidental Lisandro Alvarado, Decanato de Ingeniería Civil,
Barquisimeto Estado Lara, Venezuela “Determinación de la profundidad
de penetración del CO2 (dióxido de carbono) en probetas prismáticas de
concreto ubicada en la avenida libertador de Barquisimeto. Caso:
estación Decanato de Medicina de la UCLA.” Plantea como objetivo
determinar la profundidad de penetración del CO2 en probetas prismáticas de
concreto armado, la influencia del ambiente sobre éstas y el comportamiento
de las probetas al estar expuestas al ambiente, para ello se realizaron 6
probetas prismáticas de 15 cm. x 15 cm. x 30 cm.; tres de ellas macizas y
tres armadas las cuales después de 6 y 12 meses de exposición fueron
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sometidas a ensayos destructivos que consisten en cortes transversales de
aproximadamente 5 cm; para luego ser rociada con un indicador ácido/base
(fenolflaleina) y posteriormente es medida la profundidad de penetración
(zona incolora). Los resultados obtenidos indicaron que las concentraciones
de Dióxido de Carbono (CO2) son elevadas, el porcentaje de humedad
relativa obtenido se encuentra dentro de los valores que desencadenan el
proceso de carbonatación (50 y 80%), y las variaciones de temperaturas
propician la carbonatación debido a las condensaciones continuas durante el
período de exposición; todo esto genera profundidades de penetración del
CO2 elevadas con valores de hasta 10 mm en 15 meses de exposición,
teniendo en cuenta que la mezcla fue condicionada a una relación a/c = 0.65,
concluyendo que el ambiente es agresivo por presentar concentraciones de
CO2 > 400 ppm y la velocidad de carbonatación fue mayor al teórico, se
evidencia que a menor relación a/c las estructuras en concreto armado
tendrán mayor protección en ambientes con altas concentraciones de CO2.
Por otra parte se obtuvo que para este tiempo de exposición, la
carbonatación no alcanzará al acero de refuerzo, encontrándose la vida útil
en la etapa de iniciación de acuerdo al modelo de Tutti.
Esta tesis de pregrado, permite conocer las condiciones ideales tanto
del medio ambiente como del concreto, para que se produzca la
carbonatación.
Rendon Luis M; Salom Noel J (2007): Trabajo de grado realizado en
la Facultad de Ingeniería Civil de la Universidad Central de Venezuela
“Comparación de las propiedades del concreto fresco y endurecido
para mezclas elaboradas con cemento tipo CPCA1 y Portland tipo I”.
Éste trabajo consistió en la realización de una comparación de las
propiedades del concreto fresco y endurecido para las edades de 3, 7, y 28
días, con cemento portland tipo I y con cemento CPCA1, los cuales son
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conocidos en el mercado como La Vega tipo I (Portland tipo I) y la Vega Eco-
Plus (CPCA1). Para ello se elaboraron seis mezclas de concreto,
separándose en dos grupos, el grupo A que está formado por tres mezclas
elaboradas con cemento Portland tipo I y el grupo B que está formado por
tres mezclas elaboradas con CPCA1, éstos dos grupos a su vez se
subdividen en tres mezclas de diferentes resistencias de cálculo 180 kg/cm2
(mezcla A-1), 210kg/cm2 (mezcla A-2) y 250 kg/cm2 (mezcla A-3), teniendo
en cuenta que de igual manera se subdividen las del grupo B, es resaltante
que la dosificación de las mezclas de cada subgrupo es la misma y se
calculó en base al cemento Portland tipo I. Cabe destacar que las mezclas se
elaboraron con un tipo de control intermedio el cual se asemeja al control
utilizado para la elaboración del concreto en obra, al aplicar éste tipo de
control aumentan los valores de resistencia en las mezclas dentro del grupo
A y B, obteniéndose nuevas resistencias, las cuales son: 260 Kg/cm2, 305
Kg/cm2, 345 Kg/cm2, éstas resistencias son las que se comparan en el
trabajo. Los ensayos utilizados para el concreto fresco fueron el Cono de
Abrams para el asentamiento y peso unitario; y para el concreto endurecido,
el ultrasonido, esclerometría, absorción de agua, y compresión simple, éstos
fueron empleados sólo para el concreto endurecido a los 28 días. Los
resultados obtenidos de la investigación indican que tanto el cemento
Portland tipo I como el cemento CPCA1 cumplen con todas las resistencias
de cálculo y ensayos elaborados; además que todos los ensayos elaborados
también son aplicables de igual forma al concreto CPCA1.
En función a ésta investigación, se podría considerar adecuado el uso
de cemento adicionado CPCA1 en construcción, sin embargo es importante
verificar otros tipos de ensayos, además de apoyarse en otros estudios
realizados a éste tipo de cemento, con la finalidad de realizar la selección
correcta del uso del mismo al momento de diseñar y construir, según el tipo
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INDOMÉNICO V. / REVERÓN J. 22 T.E.G
de características que se desea que presente la estructura o edificación, a tal
fin de que cumpla con los requerimientos de seguridad, confort y durabilidad
esperada.
Tobón Jorge; Kazes Rebeca (2008): en la Facultad de Minas e
Ingeniería Geóloga, de la Universidad Nacional de Colombia, Medellín,
Colombia, se realizó un trabajo llamado “Desempeño del cemento Portland
adicionado con calizas de diferentes grados de pureza”. En esta
investigación se planteó realizar la evaluación de la incidencia de adicionar
calizas de diferentes calidades al cemento Portland tipo III, con la intensión
de aumentar la vida útil de la mina de Cementos Argos - Planta Cairo. Se
deseaba saber en qué medida se modifican las propiedades físico –
mecánicas del producto, si en lugar de adicionar caliza alta, se adiciona
caliza rebajada, es decir, una caliza con un porcentaje importante de
contaminantes (>10%). De este informe se concluyó que las calizas con título
inferior al 70% de CaCO3 tienen efectos menos negativos sobre las
resistencias mecánicas en comparación a las calizas de alta pureza y
prácticamente no modifican los tiempos de fraguado, la expansión y la
demanda de agua de los morteros adicionados con ellas. Las calizas de alta
pureza no presentaron ningún tipo de actividad puzolánica. Cabe destacar
que la evaluación de la resistencia se le aplicó a morteros curados bajo
condiciones estándar a 3, 7 y 28 días.
El estudio realizado demuestra la influencia de los agentes
contaminantes presentes en la adiciones de caliza en el cemento portland
tipo tres, en cuanto a resistencias mecánicas, además de otros aspectos
característicos. Por esta razón, debe ser considerada la pureza del tipo de
adición seleccionada para cemento, al momento de la elaboración de la
mezcla de concreto.
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Benítez Edgar; Dorante Gabriel A (2009): Trabajo especial de grado
en la Universidad Centroccidental Lisandro Alvarado, Decanato de Ingeniería
Civil, Barquisimeto Estado Lara, Venezuela. “Evaluación de las
propiedades físico-mecánicas de mezclas de concreto elaboradas con
cemento portland tipo I y CPCA1, utilizado en la construcción”. Estudió
los cementos adicionados de tipo CPCA1, fabricados por las principales
cementeras del país y vendidos al público en general para su uso en la
construcción, específicamente la marca comercial Eco plus La vega;
evaluando las principales propiedades físicas y mecánicas en mezclas de
concreto fresco y endurecido, respectivamente, elaboradas con este tipo de
cemento, con resistencias de 180 Kg/cm2, y 210 Kg/cm2. Se llevaron a cabo
mediciones del asentamiento mediante el método del Cono de Abrams,
ensayos de resistencia mecánica a la comprensión a los 3, 7, 14 y 28 días y
de resistencia a tracción indirecta a los 28 días, utilizando las probetas
normalizadas con las mezclas de concreto en estado endurecido. También
se llevaron a cabo ensayos de resistencia mecánica a probetas de mezclas
elaboradas con cemento Portland tipo I, para su comparación como patrón,
siendo el CPCA1 un material alternativo de mayor disponibilidad en el
mercado actual. Los resultados obtenidos demuestran que dicho cemento
cumple suficiente con lo establecido en la norma COVENIN 3134-04, de
cemento portland con adiciones, haciéndolo adecuado y seguro para su uso
en la construcción.
Éste trabajo especial de grado, permite demostrar y concluir que para
los ensayos seleccionados, las características físicas y mecánicas del
CPCA1 y del cemento portland tipo 1, son prácticamente iguales, y en
ocasiones (como fue el caso de la mezcla de concreto con CPCA1 con
resistencia de 210Kg/cm2), la respuesta de éste, en los ensayos fue mucho
mejor que la del cemento portland tipo1. Aspecto importante a considerar al
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INDOMÉNICO V. / REVERÓN J. 24 T.E.G
momento de construcción de cualquier edificación, o estructura de concreto
armado.
Linares A. Milfred, y Otros (2011): Trabajo Especial de Grado en la
Universidad Centroccidental Lisandro Alvarado, Decanato de Ingeniería Civil,
Barquisimeto Estado Lara, Venezuela “Evaluación de la influencia de un
recubrimiento, protector y decorativo con base en resinas acrílicas en
probetas de concreto expuestas en ambiente acelerado” El objetivo fue
evaluar la influencia del recubrimiento protector y decorativo con base a
resinas acrílicas en probetas de concreto expuestas en ambiente simulado,
para ello se dispuso 42 probetas con dimensiones de 5x5x5 cm cada una,
con una resistencia de diseño de 180 Kg/cm2 y una relación agua/cemento
de 0.68; 30 de éstas se expusieron en una cámara de carbonatación
acelerada ubicada en el Centro de Estudios de Corrosión de La Universidad
del Zulia (L.U.Z), por 1 mes y 20 días; estas dividas de la siguiente manera:
10 probetas cubiertas con un recubrimiento, protector y decorativo con base
en resinas acrílicas, 10 con una pintura comercial y 10 sin recubrimiento
alguno (probetas patrón). Se le realizaron ensayos físicos de porosidad a 6
probetas y ensayos mecánicos de resistencia a la compresión a 9 probetas.
Luego de la exposición de las 30 probetas al ambiente acelerado se procedió
estimar la profundidad de carbonatación de las probetas con ambos
recubrimientos y compararlos con respecto a la muestra patrón. Este ensayo
determinó que el recubrimiento protector y decorativo con base y decorativo
con base en resinas acrílicas retarda significativamente el inicio de proceso
de carbonatación, más no evita la penetración de CO2. Las probetas sin
recubrimiento sufrieron un proceso total de carbonatación, ya que la
profundidad del daño abarcó toda el área de la probeta. Las probetas
cubiertas con pintura comercial presentaron un proceso similar al de las
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INDOMÉNICO V. / REVERÓN J. 25 T.E.G
probetas patrón, determinándose que la pintura comercial no ofrece
protección al concreto ante la influencia del CO2.
En función a los resultados obtenidos de éste estudio, es indiscutible
la importancia del uso de un adecuado espesor de recubrimiento para evitar
la carbonatación en estructuras de concreto armado, además de la mejoría
presentada mediante la implementación de resinas acrílicas como base del
recubrimiento (protector y decorativo), a la hora de retardar éste proceso
corrosivo.
Gatti S. Marco; Molina A. Luis (2012): Trabajo Especial de Grado en
la Universidad Centroccidental Lisandro Alvarado, Decanato de Ingeniería
Civil, Barquisimeto Estado Lara, Venezuela. “Evaluación de las
propiedades físico-mecánicas de los cementos adicionados tipo
CPCA.” El estudio se centró en los Cementos Adicionados Tipo CPCA (1 y
2), fabricado por las principales cementeras del país, disponibles en el
mercado y vendidos al público en general para uso en la construcción; a los
cuales se le evaluaron las principales propiedades físicas y mecánicas tanto
en el estado fresco como endurecido, respectivamente, elaboradas con este
tipo de cemento. Se llevaron a cabo los ensayos de consistencia, finura,
tiempo de fraguado y resistencia a la compresión. Los resultados obtenidos
demuestran que dichos cementos no cumplen con lo establecido en la
normativa COVENIN 3134-04 de Cemento Portland con Adiciones,
haciéndolo inadecuado e inseguro para su uso en la construcción.
En contraste con otros Trabajos Especiales de Grado realizados en el
Decanato de Ingeniería Civil de la Universidad Centroccidental Lisandro
Alvarado en Venezuela, con respecto a las propiedades físico-mecánicas de
cementos adicionados tipo CPCA, en éste trabajo, se evidenció el
incumplimiento de los requisitos normativos en cuanto a la resistencia a la
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INDOMÉNICO V. / REVERÓN J. 26 T.E.G
compresión para mezclas de concreto con éste tipo de adición. Es
importante, además de destacable los ensayos adicionales que se utilizaron
en el estudio, como lo son la finura, consistencia y tiempo de fraguado, de los
cuales se derivaron resultados positivos de los ensayos.
Mujica Greys (2012): Trabajo Especial de Grado en la Universidad
Centroccidental Lisandro Alvarado, Decanato de Ingeniería Civil,
Barquisimeto Estado Lara, Venezuela “Características físico-mecánicas
de concretos elaborados con cementos adicionados CPCA1”. Evaluó las
propiedades Físico-Mecánicas del concreto elaborado con cemento
adicionado (CPCA1), utilizando los métodos de diseño de mezcla ACI y
Porrero; es por ello que se realizaron mezclas de concreto, diseñadas con la
misma relación agua/cemento de 0.60 con un asentamiento de 10 cm. Se
estudió el comportamiento físico en estado fresco y en estado endurecido a
cada mezcla, a través de los ensayos de asentamiento, porosidad total,
porosidad efectiva y absorción. De igual forma se aplicó el ensayo de
resistencia a compresión a las probetas con el fin de conocer el
comportamiento mecánico a los 14, 28 y 90 días. Una vez realizados los
ensayos y obtenidos los resultados de las muestras se procedió a establecer
comparaciones por medio de gráficas y tablas entre los métodos de diseño,
con las normas COVENIN, Manual DURAR, Manual del Concreto Estructural
y el Método ACI, demostrando que con la relación 0.60 para el método ACI
superaron la resistencia de diseño, en caso contrario el método Porrero no
alcanzó la resistencia de diseño. En lo referente a la trabajabilidad ambas
mezclas presentaron resultados dentro de lo esperado; mientras que la
porosidad total en todas las relaciones tuvo un porcentaje mayor de 15%
obteniendo concretos con durabilidad inadecuada.
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INDOMÉNICO V. / REVERÓN J. 27 T.E.G
De los diferentes ensayos realizados tanto para el método de diseño
de mezcla ACI, como Porrero, es destacable los resultados de porosidad, y
de gran importancia para ser considerados a la hora de seleccionar
cementos CPCA con alguno de éstos métodos de diseño, para la
construcción de cualquier estructura, en virtud de que ésta característica de
porosidad resulta idónea para permitir el ingreso de CO2, y humedad relativa
adecuada, de tal forma que se pueda iniciar un proceso corrosivo por
Carbonatación, que destruiría el acero de refuerzo en estructuras de
concreto armado, dejando a éstas, inseguras (estructuralmente) para su uso.
Lo anterior es destacable por M. Olivares, y otros en su trabajo
“Evaluación de la resistencia mecánica de un hormigón según su
porosidad” de la Escuela Técnica Superior de Arquitectura de Sevilla,
España donde comentan “Se entiende fácilmente que el aumento de huecos
o poros de cualquier material, a igualdad de otras circunstancias, redunda
siempre en una merma de sus resistencias mecánicas, al haber menor
volumen masa resistente. La falta de resistencia mecánicas significa también
reducción de la durabilidad.”
Mata Aquiles; Salas Paola (2012): Trabajo Especial de Grado en la
Universidad Centroccidental Lisandro Alvarado, Decanato de Ingeniería Civil,
Barquisimeto Estado Lara, Venezuela “Evaluación de las propiedades
físicas y mecánicas del concreto elaborado con cemento Portland tipo
CPCA1 con diferentes relaciones agua-cemento.” Evaluaron las
propiedades físicas y mecánicas del concreto elaborado con cemento
adicionado (CPCA1), utilizando el método de diseño del manual ACI; para
esto se realizaron 3 mezclas de concreto: diseñadas con diferentes
relaciones agua/cemento de 0.45, 0.55 y 0.60, con un asentamiento de 8cm.
Se estudió el comportamiento físico en estado fresco y en estado endurecido
a cada mezcla, a través de los siguientes ensayos: asentamiento, porosidad
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INDOMÉNICO V. / REVERÓN J. 28 T.E.G
total y porosidad efectiva. Asimismo se aplicó el ensayo de resistencia a la
compresión a las probetas con el fin de conocer el comportamiento
mecánicos a los 14, 21, y 28 días. Una vez realizado los ensayos y obtenidos
los resultados de las muestras se procedió a establecer comparaciones por
medio de gráficas y tablas entre las diferentes relaciones agua-cemento, con
las Normas COVENIN, Manual DURAR, Manual del Concreto Estructural y el
Método ACI, demostrando que las relaciones 0,45 y 0,60 no alcanzaron las
resistencia de diseño. En lo referente a la trabajabilidad presentaron mejores
resultados la de 0.55 y 0.60; mientras que la porosidad total en todas las
relaciones tuvo un porcentaje mayor de 15%, obteniendo concretos con
durabilidad inadecuada.
Los requisitos primordiales que debe cumplir un concreto es ser
durable y resistente, y según los resultados obtenidos indican que el concreto
con CPCA1 no cumple con ambas teorías, situación alarmante que funda
constantes estudios para verificar los resultados obtenidos.
Caldera Pierangelys; Pérez Ángela (2012): Trabajo Especial de
Grado en la Universidad Centroccidental Lisandro Alvarado, Decanato de
Ingeniería Civil, Barquisimeto Estado Lara, Venezuela “Evaluación de las
propiedades físico-mecánicas de concretos elaborados con cementos
adicionados (CPCA1), utilizando el método de diseño del Manual del
Concreto Fresco (MCF), y el método del Dr. Vitervo O’ Reilly (MVO)”
Evaluó las propiedades Físicos-Mecánicas de concreto elaborados con
cementos adicionados (CPCA1), utilizando el método de diseño del Manual
de Concreto Fresco (MCF) y el método del Dr. Vitervo O`Reilly (MVO); para
esto se realizaron 2 mezclas de concreto: una diseñada por el MCF y otra por
el MVO con relación agua/cemento de 0,50 para las ambas mezclas, con un
asentamiento de 8 cm. También se estudio el comportamiento físico en
estado fresco y en un estado endurecido a cada mezcla, a través de los
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INDOMÉNICO V. / REVERÓN J. 29 T.E.G
siguientes ensayos: asentamiento, peso unitario, temperatura, porosidad total
y porosidad efectiva. Además se aplico el ensayo de la resistencia a
compresión a las probetas con el fin de conocer el comportamiento mecánico
a los 14 y 28 días. Una vez realizados los ensayos y obtenidos los resultados
de las muestras se procedió a establecer comparaciones por medio de
gráficas y tablas entre los métodos (MCF y MVO), la norma COVENIN y la
norma ASTM, demostrando que el método del MCF es el más factible al
momento de realizar el diseño, presentando resultados satisfactorios en
cuanto a trabajabilidad y resistencia; mientras que le MVO presentó menor
porcentaje de porosidad; estas mezclas fueron evaluadas por el criterio de
aceptación y rechazo por la norma COVENIN 1753-2002 cumpliendo con el
segundo criterio (f´c individual > f´c diseño - 35 Kg/cm2 ) . Para la porosidad
total de ambas mezclas el porcentaje fue mayor de 15%, obteniendo
concretos con durabilidad inadecuada.
En el estudio realizado se resalta la técnica del manual de concreto
fresco para la realización de mezclas de concreto de buenas resistencias,
aunque como en estudios anteriores se presenta un alto índice de porosidad
situación que contrapone que un concreto de alta resistencia es durable. Es
indiscutible la importancia de un concreto compacto que no permita el paso
de agentes agresores externos que causen corrosión a la estructuras de
concreto armado.
Alvarado Mileydis; Oropeza Karlew (2012): Trabajo Especial de
Grado en la Universidad Centroccidental Lisandro Alvarado, Decanato de
Ingeniería Civil, Barquisimeto Estado Lara, Venezuela. “Evaluación de las
propiedades físico-mecánicas y electroquímicas del concreto elaborado
con cemento adicionado CPCA2 expuesto a un ambiente marino
acelerado”. El objetivo de esta investigación consistió en evaluar las
propiedades físico-mecánica y electroquímica del concreto elaborado con
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INDOMÉNICO V. / REVERÓN J. 30 T.E.G
cemento adicionado CPCA2 expuesto a un ambiente marino acelerado; para
ello se elaboraron probetas según las características establecidas en el
proyecto DURACON, armadas con espesores de recubrimiento 1.5, 2.0 y 3.0
cm, con relación agua/cemento de 0.45 y 0.60, con el fin de estudiar la
posibilidad de obtener concreto resistente y durables expuesto a un ambiente
agresivo simulado bajo la técnica del rociado. Cumplido los 28 días de la
elaboración de los especímenes correspondiente a la evaluación físico-
mecánica se procedió a realizar los ensayos de resistencia a comprensión,
porosidad y absorción capilar, mientras que las probetas expuestas al
ambiente fueron sometidas a ensayos de potencial eléctrico, resistividad,
profundidad de Carbonatación, velocidad de corrosión y concentración de
cloruro. De los resultados obtenidos en el ensayo de resistencia a la
comprensión, ninguna de las mezclas elaboradas superó la resistencia de
diseño requerida. En cuanto a la evaluación electroquímica indicó que el
concreto elaborado con éste tipo de cemento es de baja calidad y durabilidad
siendo más relevante en aquellas probetas que fueron expuestas bajo la
técnica de rociado y con relación agua/cemento de 0.60. De acuerdo a los
resultados se concluye que se debe tomar en cuenta el porcentaje de adición
presente en este tipo de cemento ya que interfiere en las propiedades del
concreto haciéndolo inseguro y vulnerable a los agentes ambientales.
Se extrae como aporte de éste trabajo, el inadecuado comportamiento
ante solicitaciones de compresión y evaluación electroquímica que puede
tener el concreto elaborado con CPCA2, mayormente para una relación
agua/cemento de 0,60. Además de lo mencionado, se comprendió la
importancia de estar al tanto de que porcentaje de adición de caliza contiene
el cemento CPCA, puesto a que esto conlleva de cierta forma en la
vulnerabilidad del concreto ante los agentes ambientales.
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Dávila Verónica; Romero Lexys (2012): Trabajo Especial de Grado
en la Universidad Centroccidental Lisandro Alvarado, Decanato de Ingeniería
Civil, Barquisimeto Estado Lara, Venezuela “Evaluación de la durabilidad
de elementos de concreto armado elaborados, con cemento tipo
CPCA1, expuesto a un ambiente marino acelerado por la técnica del
rociado”. El presente trabajo tiene como finalidad de evaluar la durabilidad
de elementos de concreto armado elaborados con cemento Portland CPCA1,
expuesto a un ambiente marino acelerado por la técnica del rociado, por
medio de las evaluaciones: físico-mecánica, la cual comprende los ensayos
de resistencia a la compresión, porosidad, sorción capilar; electroquímica, al
acero de refuerzo, a través de potenciales y velocidad de corrosión; y a la
masa de concreto mediante ensayos de resistividad y penetración cloruro a
los 30 días de exposición. Se realizaron dieciocho (18) probetas, en cuyos
diseños se siguió los lineamientos del proyecto internacional DURACON, de
dimensiones 15.0x15.0x30 cm: de las cuales, nueve con relación a/c 0.45 y
otras nueve con relación a/c de 0.60. Cada relación está comprendida por
tres (3) probetas sin acero y seis (6) probetas con acero colocado a
diferentes recubrimiento 1.5, 2.0, y 3.0 cm de los cuales, tres (3) con acero y
una (1) sin acero por cada relación agua cemento fueron expuestas a un
ambiente marino acelerado por la técnica del rociado, a una concentración
del 3% de cloruro de sodio, por un periodo de 2 meses. Todas las probetas
fueron evaluadas, el potencial fue medido semanalmente para prescribir el
avance de la corrosión del acero. Además se tomaron mediciones de
resistividad cada 7 días a través del método de los 4 pines y de penetración
de cloruros a los 30 días de exposición, con la extracción de muestras a
diferentes profundidades, para construir el perfil de cloruros. La velocidad de
corrosión fue medida al final de la exposición con un corrosímetro GECOR 8.
Finalmente se procedió al análisis de resultados observando que el cemento
tipo CPCA1 expuesto a un ambiente agresivo presenta características de
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INDOMÉNICO V. / REVERÓN J. 32 T.E.G
durabilidad inadecuada para los diversos espesores y relaciones
agua/cemento mientras que las probetas no expuestas se comportaron con
características adecuadas.
Resulta de gran uso los resultados obtenidos a partir de ésta
investigación, puesto a que ellos manifiestan y ratifican el irregular
comportamiento del cemento adicionado CPCA1 ante ciertos factores, en
éste caso ante un ambiente marino acelerado por la técnica del rociado.
Técnica de la cual se observó resultados más acelerados en función de la
frecuencia del rociado aplicada. A partir de lo señalado se concreta que para
diferentes espesores de recubrimiento, diversas relaciones a/c y un ambiente
agresivo, el CPCA1 no presenta un comportamiento adecuado como para
hacer uso del mismo en la construcción de edificaciones en la zona costera
del país, a fin de evitar daños en las estructuras que conlleven a pérdidas
económicas y/o humanas.
BASES TEÓRICAS
Los elementos fundamentales para la ejecución de una obra (edificios,
casas, presas, entre otros) son los materiales de construcción. La palabra
material, deriva del latín “materia” que significa madera, por ser el material
primitivo más empleado. Con el pasar del tiempo, se crearon una amplia
gama de materiales de construcción entre los cuales se pueden mencionar:
vidrio, cemento, concreto, acero, entre otros; que mediante procedimientos
técnicos permiten la elaboración de una edificación.
Los materiales de construcción son definidos “como cuerpos que
integran las obras de construcción, cualquiera que sea su naturaleza,
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INDOMÉNICO V. / REVERÓN J. 33 T.E.G
composición y forma.”(Orús). De una manera más sencilla son materias
primas que forman parte de las obras civiles, los cuales permiten construir o
reparar algún elemento, teniendo en cuenta que pueden ser de diferente
naturaleza y composición.
En Venezuela, a lo largo de los años, el material constructivo por
excelencia y de mayor frecuencia de uso en la construcción, es el concreto,
el cual está compuesto por agregado, cemento, agua, y en ocasiones
aditivos y/o adiciones, siendo importante la definición de éstos antes de
conocer el concepto fundamental del concreto.
Los agregados son también denominados áridos o inertes, son
fragmentos o granos, usualmente pétreos, cuyas finalidades específicas son
abaratar la mezcla y dotarla de ciertas características favorables, entre las
cuales se destaca la disminución de la retracción de fraguado o retracción
plástica. (Joaquín Porrero S. y otros. 2004).
Éstos áridos se clasifican en finos (arenas) y gruesos (piedra picada),
los cuales se miden de forma indirecta mediante cedazos de diferentes
aberturas calibradas constituyendo así la granulometría, junto con una serie
de ensayos para caracterización de agregados que permitan establecer
sus propiedades. Es importante destacar que los agregados generalmente
componen entre 70 y 85% del peso de la masa de concreto (Joaquín Porrero
S. y otros. 2004). Por otra parte las características del agregado empleado,
deben ser tal que garanticen la trabajabilidad, adherencia con la pasta,
desarrollo de resistencias mecánicas, exigencia de contenido de cemento,
entre otros. Es por ello, que resulta importante definir brevemente algunas de
las propiedades que se mencionan anteriormente, y que conforman la
caracterización de los agregados:
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INDOMÉNICO V. / REVERÓN J. 34 T.E.G
El Módulo de Finura, es obtenido mediante la división de la suma de
los porcentajes acumulados retenidos de la granulometría del agregado fino
(sin considerar el cedazo #200) entre cien. Su determinación es importante,
pues dependiendo de qué tan alto o bajo sea este valor, puede ocasionar
segregación de la mezcla de concreto. (Joaquín Porrero S. y otros. 2004).
Resistencia al Desgaste, es una medida de resistencia del agregado
grueso. Su importancia viene dada por la influencia que tiene este desgaste,
sobre la resistencia final que pueda adquirir el concreto, en virtud de ser el
agregado grueso uno de los elementos con mayor porcentaje dentro del
contenido de la mezcla.
El Peso Unitario Suelto y Compacto (peso por unidad de volumen)
de cada agregado, debe ser determinado debido a que algunos métodos de
diseños de mezcla de concreto requieren este valor como dato para
determinar la dosificación de los materiales del mismo.
Los ultrafinos son partículas de agregado menor a 74 micras, éstos
por ser polvo pasan a formar parte de la pasta afectando la fluidez del
concreto, aumentado los requerimientos de agua, sobre todo si son de origen
calizo, por ello es importante la determinación del porcentaje más fino del
cedazo #200 mediante su correspondiente. (Moraño. 2006).
En cuanto a la determinación del contenido de impurezas orgánicas
presentes en los agregados, se determina debido a que la presencia de las
mismas es perjudicial al ocasionar la aparición de manchas en la superficie
del concreto, retraso de fraguado y problemas en el desarrollo de
resistencias. (Neville. 1986).
La presencia de sulfatos en porcentajes mayores a los normados,
producen disolución del agregado, lo que genera una pérdida en la masa de
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INDOMÉNICO V. / REVERÓN J. 35 T.E.G
concreto, también la presencia de cloruros genera efectos negativos debido
a que pueden tornarse agresivos por fenómenos como la carbonatación. Su
determinación viene dada a través de diferentes tipos de ensayos que varían
según la norma que se utilice para el desarrollo de los mismos, o
metodologías de ensayo particulares, como los es el Método de Mohr para
la determinación del contenido de cloruro (“Manual Inspección de obras
dañadas por corrosión de armaduras”. Instituto Eduardo Torroja de Ciencias
de la Construcción.1989) y Norma COVENIN 261-77 para el contenido de
sulfatos.
Otras de las propiedades son Peso específico y la absorción de los
agregados; el primero tiene incidencia en lo que a volumen de agregado
dentro de la mezcla de concreto se refiere, mientras que el porcentaje de
absorción que presenten los áridos utilizados, puede modificar la demanda
de agua para la mezcla.
Por su parte, el Agua de mezclado, ocupa normalmente entre 15% y
20% del volumen de concreto fresco, y conjuntamente con el cemento,
forman un producto coherente, pastoso, y manejable, que lubrica y soporta a
los agregados, acomodable en los moldes. Simultáneamente ésta agua
reacciona químicamente con el cemento, hidratando y produciendo el
fraguado en su acepción más amplia, desde el estado plástico inicial,
pasando por lo que llamamos endurecimiento, hasta el desarrollo de
resistencias a largo plazo. (Joaquín Porrero S. y otros. 2004).
Es necesario tener claro el concepto de fraguado; es una reacción
exotérmica que sucede cuando se ponen en contacto el cemento y el agua,
dando lugar al endurecimiento progresivo de la mezcla. El mismo se divide
en fraguado inicial, que sucede cuando la mezcla deja de ser trabajable y el
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INDOMÉNICO V. / REVERÓN J. 36 T.E.G
fraguado final, que ocurre cuando se produce el endurecimiento total de la
mezcla.
Luego del fraguado es necesario aplicar el Agua de curado la cual es
necesaria para reponer la humedad que se pierde por evaporación luego que
el concreto ha sido colocado, compactado y aislado en su superficie; de ésta
manera se garantiza el normal desarrollo de las reacciones de hidratación del
cemento.(Joaquín Porrero S. y otros. 2004).
El objetivo es obtener un concreto durable y evitar la retracción
prematura que genera fisuras, las cuales se producen debidas a que durante
el fraguado ocurre una pérdida de agua que genera tensiones, que se
desarrollan antes de que el concreto haya alcanzado la suficiente resistencia.
“Una de las propiedades que se verían afectadas por una mala
aplicación del curado o ausencia de éste es la permeabilidad, que puede
provocar su aumento, quedando la superficie del concreto el equivalente a 50
veces más expuesta. El curado se considera tan importante como la relación
agua-cemento del diseño de mezclas”. (Pollet Valerie. 2000).
El agua tanto de mezclado como de curado debe ser potable, es decir,
libre de contaminantes (materia orgánica, lodo, sales) que alteren la
trabajabilidad, fraguado y resistencia mecánica del concreto; además que
afecten al concreto en estado endurecido como es la aparición de
eflorescencias y la corrosión del acero de refuerzo embutido en el concreto,
factor que incide directamente en la durabilidad del mismo.
El producto principal del cemento es el clinker, y éste viene dado
cuando “se combinan químicamente unas materias de carácter ácido (sílice y
alúmina principalmente) provenientes de arcillas, con otras de carácter
básico (primordialmente cal) aportadas por calizas. Ésta reacción tiene lugar
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INDOMÉNICO V. / REVERÓN J. 37 T.E.G
entre las materias primas, finamente molidas, calentadas en hornos a
temperaturas de semifusión.”(Joaquín Porrero S. y otros. 2004).
El cemento es un conglomerante que se produce luego de que el
clinker es “molido de nuevo a tamaños todavía menores para potenciar la
futura capacidad de reacción de los granos de cemento. Esta última
molienda se lleva a cabo conjuntamente con una pequeña proporción de
yeso. La incorporación de yeso impide el fraguado instantáneo, regula el
fraguado y el inicio del proceso de endurecimiento”. (Joaquín Porrero S. y
otros. 2004). Además del contenido mencionado anteriormente, el cemento
presenta una serie de componentes, que pueden resumirse a través de la
siguiente tabla:
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Tabla 1. Componentes del Cemento
COMPONENTE FÓRMULA ABREVIATURA PROPIEDADES
Silicato tricálcico 3CaO-SiO2 C3S
Altas resistencias iniciales
Alto calor de hidratación
Silicato dicálcico 2CaO-SiO2 C2S
Desarrollo lento de resistencias
Moderado calor de hidratación
Aluminato tricálcico
3CaO-Al2O3 C3A
Muy rápido desarrollo de resistencia
Muy alto calor de hidratación
Gran sensibilidad a los agresivos
Ferroaluminato Tetracálcico
4CaO-Al2O3-Fe2O3 C4FA Útil para la formación
del clinker (fase líquida)
Yeso CaSO4 -2H2O Y Controlador del
fraguado
Álcalis Na2O + K2O N + K ---
Magnesia MgO M ---
Cal libre CaO+Ca(OH)2 C.L. ---
Residuo Insolvente SiO2+R2O3 R.I. ---
Fuente: Manual del Concreto Fresco. Joaquín Porrero S. y otros, 2004
En función de la proporción contenida de estos componentes, aunado
a los requerimientos característicos, según el tipo de obra a realizar, y los
factores climáticos del sitio de la obra, el cemento puede clasificarse de la
siguiente manera:
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Tabla 2. Tipos de Cemento
Fuente: Manual del Concreto Fresco. Joaquín Porrero S. y otros, 2004.
Los elementos primordiales para la fabricación del concreto son los
conceptualizados anteriormente (agua, agregados, cemento), pero con el
paso del tiempo y el desarrollo de las tecnologías se le ha incorporado
aditivos y adiciones para mejorar sus características o suministrar
propiedades necesarias para satisfacer una necesidad en particular.
Según la Norma UNE. EN 934-2; el Comité ACI-116R y Adam Navillle
en su trabajo “Tecnología del concreto”; el aditivo es un producto químico
orgánico o inorgánico que se presentan en estado líquido, sólido, polvo y
pasta; el cual se agrega antes, durante, o después de la realización de la
mezcla en cantidades no mayores de 5% por masa de cemento, con el
propósito de mejorar las propiedades del concreto, tales como resistencia,
manejabilidad, fraguado y durabilidad.
Cementos adicionados:
Es el producto obtenido por la pulverización conjunta del clinker
portland y otros materiales como caliza, cenizas volantes, puzolanas, con la
adición de agua y sulfato de calcio, para ser usados en la producción de
TIPO CARACTERÍSTICAS %C3S %C2S %C3A %C4FA
I Uso general 40 - 55 25 - 30 8 - 15 5 - 10
II Resistencia a sulfatos y bajo calor de hidratación 40 - 50 25 -35 8 10 - 15
III Altas resistencias iniciales 50 - 63 15 -20 3 - 15 8 - 12
IV Muy bajo calor de hidratación
25 - 35 40 -50 < 7 10 -15
V Muy alta resistencia a sulfatos
32 -42 38 - 48 < 5 10
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INDOMÉNICO V. / REVERÓN J. 40 T.E.G
concretos y morteros para usos específicos. (Norma Venezolana. Cemento
Portland con adiciones. Requisitos. Proyecto COVENIN 3134 (R)).
“Son aquellos logrados restando una porción al portland e
incorporando otros aditivos de adhesión”. (Ing. Humberto Bolognini; Artículo
del periódico El Impulso. Cuerpo A-8. 23 de Enero del 2011).
Los cementos con adición de caliza se dividen en:
Cemento Portland con adición de caliza (CPCA1): es aquel cuyo
contenido de caliza u otro material calcáreo es menor o igual al 15% del peso
total del cemento. (Norma Venezolana. Cemento Portland con adiciones.
Requisitos. Proyecto COVENIN 3134 (R)).
Cemento Portland con adición de caliza (CPCA2): es aquel cuyo
contenido de caliza u otro material calcáreo es mayor a 15% y menor o igual
al 30% del peso total cemento. (Norma Venezolana. Cemento Portland con
adiciones. Requisitos. Proyecto COVENIN 3134 (R)).
Se conoce que el Carbonato de Calcio, dada su facilidad de
molienda, se adiciona al cemento en forma conjunta con el clinker portland, y
ejerce efectos beneficiosos sobre los morteros o concretos en estado fresco.
Adicionalmente, debido a su pequeño tamaño, las partículas de filler calcáreo
suelen mejorar la distribución granulométrica del cemento mejorando la
resistencia temprana del concreto, aunque la resistencia final es menor
debido a que se dispone de menor cantidad de partículas hidratables. (Ing.
Edgardo Becker “Cemento Portland. Características y recomendaciones de
uso”). Además, ejerce un efecto microfiller, al dispersar los granos de clínker
lo cual acelera la hidratación del cemento y llena los vacíos intergranulares.
En definitiva el Concreto (también llamado Hormigón), se define como
el producto final que resulta, a partir de la unión de un aglomerante
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INDOMÉNICO V. / REVERÓN J. 41 T.E.G
(comúnmente cemento), junto con una porción adecuada de arena, piedra
picada, y aditivos (en ciertos casos), que mezclado con la cantidad de agua
necesaria, produce una reacción de hidratación, y le otorga a la mezcla la
fluidez necesaria para poder ser trabajable. La interacción agua – cemento,
es la que origina el endurecimiento de la pasta de concreto, a través de
reacciones químicas.
Hasta ahora, resulta evidente la importancia de la participación del
agua en el proceso de elaboración del concreto, tal y como fue mencionado
en los párrafos anteriores, por ésta razón es necesario también, definir el
termino relación agua/cemento (a/c); es un parámetro de relevancia debido
a que incide en la resistencia, durabilidad, retracción y fluencia del concreto.
Matemáticamente es la relación o el cociente entre las cantidades de agua y
cemento presentes en el concreto fresco, por lo que mientras más pequeña
es la relación, mayor es la resistencia de concreto y viceversa, teniendo en
cuenta que debe ser tal, que la mezcla sea trabajable.
El concreto según su estado se divide en fresco y endurecido; siendo
el concreto fresco el material que permanece en estado fluido desde la
mezcla de sus componentes hasta que se inicia el endurecimiento de la
pasta, en esta etapa se dice que el concreto se encuentra en el período
plástico, lo que permite moldearlo y adaptarlo a diferentes formas, en función
de lo que se desea construir.
En ésta parte, resulta importante desarrollar el concepto de la
trabajabilidad, siendo ésta propiedad correspondiente al estado fluido del
concreto, que permite utilizarlo sin que se produzca la segregación
(separación por gravedad de los agregados de la mezcla), medida a partir del
procedimiento normalizado del Cono de Abrams, denominado así por su
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INDOMÉNICO V. / REVERÓN J. 42 T.E.G
creador Duff Abrams, y medido en función del asentamiento producido, el
cual es usado en términos comparativos.
Luego de transcurrido un tiempo determinado, producto de las
reacciones de hidratación, se inicia el fraguado, donde la consistencia del
concreto cambia de estado plástico a estado sólido, produciéndose el
concreto endurecido, así en ese estado, es un elemento que aporta
resistencia a una estructura, es por ello que el mismo debe poseer ciertas
características mecánicas exigidas por norma, una de éstas es la resistencia
a la compresión quien es el esfuerzo máximo que puede soportar un
material sometido a una carga de aplastamiento.
Por otra parte, con el transcurrir de los años, y la evolución
arquitectónica, fueron aumentando las demandas y exigencias por parte de
la sociedad dentro de la construcción, haciendo necesario la implementación
de algún tipo de refuerzo, para ayudar de cierta forma al concreto, en el
soporte de esfuerzos para los cuales no presentaba un buen
comportamiento, como es el caso de los esfuerzos a tracción y cortantes. Por
esta razón se crea el concreto reforzado que es el “concreto que contiene el
refuerzo metálico adecuado, diseñado bajo la hipótesis que los dos
componentes actuarán conjuntamente para resistir las solicitaciones a las
cuales está sometido”. Teniendo en cuenta que la armadura es un “conjunto
de barras, alambres u otros elementos delgados que se colocan dentro del
concreto para resistir tensiones conjuntamente con éste”. (Terminología
Edificaciones. Norma COVENIN 2004-98).
El uso del acero de refuerzo embutido en el concreto, trajo consigo un
conjunto de beneficios propios de las características resistentes del concreto
armado, pero en contra parte, y en gran medida por la contaminación
ambiental, falta de mantenimiento, y mala calidad de los materiales
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INDOMÉNICO V. / REVERÓN J. 43 T.E.G
empleados, en los últimos tiempos, es notorio el desgaste o deterioro que
van presentando las estructuras y edificaciones, incluido el acero de
refuerzo, que por su desgaste va dejando debilitada a la estructura, siendo
éste último, un síntoma de la corrosión de estructuras de concreto
armado.
La corrosión es una de las grandes enfermedades que ataca las
estructuras de concreto armado, definiéndose como la oxidación destructiva
del acero, por el medio que lo rodea, y es el resultado de la formación de una
celda electroquímica, la cual consiste en cuatro elementos principales;
ánodo, cátodo, conductor metálico y electrolito.(Troconis, Uller y otros. 1998).
El ánodo, es la parte donde ocurre la oxidación o pérdida de
electrones, los cuales son ganados por el cátodo, que es donde ocurre la
reducción, fluyendo éstos a través de un conductor metálico; todo ello en
presencia de un electrolito o medio acuoso, que por lo general es agua,
indispensable para cerrar el circuito y que se produzca la corrosión.
El proceso corrosivo, varía en función del mecanismo que lo
desencadena, teniendo entre éstos: Ataque de Ion Cloruro, Carbonatación o
presencia de ambos.
El Ataque de Ion Cloruro se forma por la disolución de la película
pasiva, típicamente resultan del ingreso de iones cloruros al medio, bien sea
porque provienen del medio exterior o porque fueron incorporados en la
masa del hormigón, a lo que es llamado corrosión por picaduras. (Manual
DURAR, CYTED. 1998).
La Carbonatación es un proceso en el que el Dióxido de Carbono de
la atmósfera, reacciona con los componentes alcalinos de la fase acuosa del
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INDOMÉNICO V. / REVERÓN J. 44 T.E.G
hormigón y da lugar a una neutralización de todo el material (Manual
DURAR, CYTED. 1998).
Según, Isabel Galán en su trabajo “Carbonatación del hormigón:
combinación de CO2 con las fases hidratadas del cemento y frente de cambio
de pH”; La Revista Cemento Año 6, Nº25 en su artículo “Durabilidad de las
estructuras: Corrosión por Carbonatación. Influencia del espesor y calidad
del recubrimiento” y Manual DURAR, CYTED. 1998.; la corrosión por
Carbonatación, se origina por una despasivación del acero de refuerzo,
producto de la reducción del pH de la alcalinidad del concreto desde un valor
entre 12 y 14 (medio básico) a valores de pH entre 7 y 8 (medio ácido),
dejándolo desprotegido ante los agentes agresivos del ambiente, que lo
destruyen.
Por su parte, Darío Yesid y otros, en su trabajo “Determinación de la
despasivación en varillas de acero de refuerzo en solución poro de agua de
mar por medio de técnicas electroquímicas” y la Revista Cemento Año 6,
Nº25 en su artículo “Durabilidad de las estructuras: Corrosión por
Carbonatación. Influencia del espesor y calidad del recubrimiento”; la
despasivación, es la pérdida parcial o total, de la capa de oxidación
protectora que se forma alrededor de un metal cuando éste entra en contacto
con la humedad de la mezcla de concreto; es decir, se origina por la
hidratación de los compuestos anhidros del cemento y por los hidróxidos de
sodio y potasio del mismo.
Existen diferentes factores que inciden en el proceso de
Carbonatación, entre los que se pueden mencionar:
La dosificación del concreto es determinar la combinación más
práctica y económica de los agregados disponibles, cemento, agua y en
ciertos casos aditivos, con el fin de producir una mezcla con el grado
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requerido de manejabilidad, que al endurecer a velocidad apropiada adquiera
las características de resistencia y durabilidad necesarias para el tipo de
construcción en que habrá de utilizarse. (CPC, SOLINGRAL. Manual de
dosificación de mezclas de concreto. Mede). Medellín (Colombia). 1974). Por
lo tanto consiste en regular la cantidad de agua, cemento y agregados, de tal
forma de obtener una relación agua/cemento, grado de hidratación y pasta
adecuada para obtener un concreto sólido, compacto, homogéneo y poco
poroso; con el fin de que actúe como una capa protectora pasivante sobre el
acero que impida la entrada de agentes agresivos externos.
Existen diferentes métodos o técnicas para determinar la dosificación
de un concreto a través de un diseño de mezcla; tal es el caso del Método
de Diseño de Mezcla ACI (American Concrete Institute), el cual busca
conseguir una mezcla adecuada para la construcción de edificaciones, y para
ello se requiere conocer: resistencia, tamaño máximo de los agregados
máxima relación agua/cemento, contenido de cemento entre otros. El trabajo
especial de grado “Característica físico mecánica de concreto elaborados
con cementos adicionados CPCA1” (Mujica, Greys 2012) concluyó “con la
relación 0.60 para el método ACI superaron la resistencia de diseño, en caso
contrario el método Porrero no alcanzó la resistencia de diseño.” Razón por
la cual se emplea éste método de diseño de mezcla en la presente
investigación.
También existen métodos de diseños de mezcla para la elaboración
de morteros, tal es el caso de Norma COVENIN 484-93, a partir de la cual se
pueden obtener las dosificaciones (previamente tabuladas) para la
elaboración de probetas cúbicas de 50,8 milímetros de lado, con un mortero
normalizado.
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Por su parte la capa protectora mencionada en párrafos anteriores, o
espesor de recubrimiento es importante para garantizar la protección de la
armadura, dependiendo del ambiente al cual va estar expuesto. Sin
embargo, estructuralmente es recomendable que este espesor sea el mínimo
indispensable, ya que por ser una zona desprovista de armadura, pudiera
verse afectada por fisuración. Por tal motivo, las normas recomiendan que en
ambientes agresivos debe utilizarse una mezcla de calidad con alto
contenido de cemento y baja relación agua/cemento, garantizando así que
espesores entre 5,0 cm para la superestructura y 7,5 cm para la
infraestructura de una obra de concreto armado permitan una alta durabilidad
de la estructura.(Emilia Anzola de Partidas. 2002).
La temperatura tiene cierta incidencia en ocasiones en el proceso de
Carbonatación puesto a que, el incremento de ésta, genera una mayor
velocidad de movilización de moléculas, lo que origina una aceleración de la
reacción de Carbonatación. Por otra parte cuando existe un significativo
gradiente de temperatura, como es el caso de aquellos ambientes donde
durante las horas diurnas existe altas temperaturas, y durante la media
noche e inicio de la mañana se registran bajas temperaturas, se producen
condensaciones, que generan un aumento en el contenido de humedad del
elemento; condición favorable para que éste se carbonate. “Cuando la
corrosión está regulada por la difusión del oxígeno, su velocidad para una
concentración dada de O2 se duplica, aproximadamente, por cada 30°C que
aumente la temperatura” (C. Shaperdas y otros. 1942 extraído del texto
“Corrosión y control de corrosión” Harber H. Vhlig).
Es importante mencionar que, cuando se producen grandes
variaciones de temperatura como se mencionaba en el párrafo anterior,
también se pueden generar fisuras en elementos estructurales, lo que podría
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originar una ventana de entrada a todos los agentes necesarios para iniciar
un proceso corrosivo. (Ariana Astorga y Pedro Rivero. “Causas,
identificación, y posibles soluciones para las fisuras”. Centro de investigación
en Gestión integral de Riesgos. 2009)
La presencia del contenido de oxígeno es oportuna a tal fin de
posibilitar el proceso de corrosión. Por ésta razón, se habla de que es
necesaria una cierta aireación de las armaduras. Para determinar la
permeabilidad del concreto al oxígeno, es necesario medir el nivel de
porosidad o índice de huecos accesibles. Cabe destacar que “Sin embargo,
se ha demostrado que debido a que la corrosión es un proceso
electroquímico, sólo son válidos los valores de flujo de oxígeno cuando se
miden utilizando fuerzas impulsoras de tipo electroquímico y no aquellas de
fuerzas mecánicas” (Manual DURAR, CYTED. 1998).
La porosidad es la cantidad de espacios vacíos presentes en el
concreto, y en su cuantía influye la relación agua/cemento, vibrado y
compactado del mismo. “Es una característica importante del concreto, de la
cual depende en parte, otras características como la resistencia a la
compresión y la durabilidad. (Juan López. (2004))
“La porosidad en la masa de concreto se congrega en pequeños
filamentos huecos que no son peligrosos en cuanto inician y terminen dentro
de la masa, pero cuando éstos van desde la estructura de acero y llegan
hasta la parte exterior de la masa, formando canales, es cuando se genera la
corrosión de las estructuras de acero” (Vitervo O’Really). Es por ello, que es
útil conocer los diferentes tipos de poros que se pueden presentar en el
concreto, debido a que la distribución de geométrica y espacial de los
mismos influye de diferente forma en la entrada de los agentes externos,
entre ellos se encuentran:
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Poros de aire atrapado: durante el proceso de mezclado una
pequeña cantidad de aire, de orden 1% con respecto al total, son aportados
por materiales y queda atrapada en la masa del concreto, no siendo
eliminada por los procesos de mezclado, colocación o compactación. Los
espacios que éste aire forma en la masa del concreto se conoce como poros
por aire atrapado. Son parte inevitable en todos los concretos, varían en
tamaño desde aquellos que no son perceptibles a simple vista, hasta
aquellos de 1 cm o más de diámetro, su perfil suele ser irregular y no
necesariamente están interconectados. (César J. Díaz. Universidad Nacional
Pedro Ruiz Gallo. Perú).
Poros por aire incorporado: fundamentalmente por razones de
incremento en la durabilidad del concreto, por incremento en la protección de
la pasta contra los procesos de congelación del agua en el interior de la
misma, se pueden incorporar intencionalmente, mediante el uso de aditivos
químicos, minúsculas burbujas de aire las cuales se conocen como poros de
aire incorporado. Las burbujas de aire incorporado son generalmente de
perfil esférico con diámetros promedios entre 0,08 a 0,10 mm. Pueden
ocupar hasta un 5% o más de volumen en el concreto. (César J. Díaz).
Poros gel: durante el proceso de formación de gel quedan atrapados
dentro de éste, totalmente aislados unos de otros, así como el exterior, un
conjunto de vacíos a los cuales se les conoce con el nombre de poros de gel.
Estos poros se presentan en el gel independientemente de la relación
agua/cemento y el grado de hidratación de la pasta, ocupando
aproximadamente el 28% de la misma. Tienen un diámetro muy pequeño,
del orden aproximadamente de 0,00000018 mm. Equivalente al de las
moléculas de agua, estos poros no están interconectados. (César J. Díaz).
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Poros Capilares: se define así a los espacios originalmente ocupados
por el agua en el concreto fresco, los cuales en el proceso de hidratación del
cemento no han sido ocupados por el gel. Los poros capilares no pueden ser
apreciados a simple vista, varían en perfil y forman un sistema, en muchos
casos interconectados, distribuido al azar a través de la pasta. (César J.
Díaz).
Es muy importante mencionar la absorción capilar, la cual considera
la masa de agua por unidad de área que puede ser absorbida en los
capilares cuando el hormigón se encuentre en contacto con agua líquida.
Representa la porosidad efectiva o accesible al agua y por tanto a los
agresivos ambientales. (Manual DURAR, CYTED. 1998).
Finalmente otro factor que incide en el proceso de la Carbonatación es
la humedad ambiental, según el Manual Durar Cyted.1998 y el Instituto
Mexicano del cemento y del concreto C.A, Revista de la construcción y
Tecnología en su artículo “La Carbonatación el Enemigo Olvidado del
concreto” y “Concreto durable, el inicio del cambio”, se puede decir que es un
elemento que forma parte de la celda electroquímica, vital para que ocurra la
corrosión, siendo el ambiente a través de la temperatura quien aporta éste
factor como se mencionó anteriormente, a esto se le conoce como humedad
relativa, que en condiciones óptimas para que se produzca la corrosión se
encuentra entre 71 % y 75 % aproximadamente; éste rango es establecido
ya que un exagerado contenido de humedad ocasiona que los poros estén
totalmente tapados, impidiendo la entrada de oxígeno (condición no
favorable para la corrosión), de igual manera si existe poco contenido de
humedad podría llegar a ser tan insuficiente que tampoco desencadene un
proceso corrosivo, o que éste sea muy lento.
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Son muchos los estudios realizados con respecto al fenómeno de la
corrosión, pero al ser éste un campo de posibilidades extensas, se crea la
necesidad de herramientas que faciliten al investigador realizar su labor con
mayor facilidad y resultados más acertados en un período de tiempo menor
al que se emplearía años atrás. Por ésta razón han surgido diversas
metodologías y herramientas utilizadas para el estudio del fenómeno de la
Carbonatación; una de éstas es la Cámara de Carbonatación Acelerada,
con la que es posible estudiar y conocer el grado de carbonatación que
puede presentar un elemento de concreto expuesto a un ambiente
controlado con características tales que permiten simular las condiciones
idóneas para el desarrollo del frente carbonatado en un corto período de
tiempo, a partir del trabajo “Construcción, operación y puesta en
funcionamiento de una cámara para Carbonatación acelerada”, desarrollado
por Douglas Linares y Miguel Sánchez, a través del Centro de Estudios de
Corrosión de la Facultad de Ingeniería de la Universidad del Zulia.
“Los procesos de Carbonatación natural son generalmente muy lentos
a causa del bajo contenido en CO2 de la atmósfera, del orden de 0,04% en
volumen, de forma que en determinados hormigones muy densos los efectos
de este fenómeno pueden no aparecer hasta pasados varios años o
decenios desde su puesta en servicio. La lentitud del proceso ha llevado a
algunos investigadores a realizar estudios acelerados utilizando porcentajes
de CO2 mayores que el atmosférico para intentar predecir su comportamiento
a largo plazo”. (Isabel Galán García. 2011)
“El método más utilizado para la medida de la Carbonatación, en su
relación con la prevención de la corrosión, es el empleo de un indicador de
pH obtenido a partir de una disolución al 1% (m/v) de fenolftaleína en alcohol
etílico. Al pulverizar la disolución sobre el hormigón, según el color que
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adquiera, se puede identificar si el pH en esa zona está por encima de 9, es
decir, manteniendo la pasividad del acero o si, por el contrario, el pH se
encuentra por debajo de 8 poniendo en riesgo al acero. Mediante este
método se puede medir la profundidad de la zona de pH inferior a 8
denominada habitualmente profundidad de Carbonatación, tal y como
recomiendan las normas UNE 112011:1994 y UNE‐EN14630:2007”. (Isabel
Galán García. 2011). Por tanto el frente carbonatado es la profundidad del
concreto afectado o contaminado por Carbonatación, medida desde la cara
externa del elemento en estudio hacia el núcleo del mismo. Éste perfil no es
visible a simple vista, por ello es necesario apoyarse en el uso de
indicadores; los cuales son sustancias químicas con una composición tal
que al entrar en contacto con la zona contaminada genera una reacción
capaz de cambiar la coloración del concreto, indicando la zona se encuentra
carbonatada y cual no. Entre los indicadores más utilizados en el estudio del
proceso corrosivo se tiene la Fenolftaleina, Timolftaleina, entre otros.
“El indicador de pH de Fenolftaleína permite diferenciar tres zonas de
pH, inferior a 8, donde la disolución se torna incolora, entre 8 y 9,5, donde
adquiere una tonalidad rosa suave, y mayor de 9,5, donde adquiere un color
rojo púrpura intenso. En la prevención de la corrosión del hormigón armado
la coloración por fenolftaleína es una técnica muy utilizada ya que a pH por
debajo de 8 el acero se puede corroer, mientras que a pH muy alcalinos se
encuentra pasivo”. (Isabel Galán García. 2011).
La Timolftaleína según el Ing. Francisco Matos en su trabajo
“Neutralización del concreto”, se podría definir como un indicador de pH cuyo
viraje indica que para valores menores 9,3 se está en presencia de un medio
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acido (incoloro), y para valores mayores a 10,5 se encuentra en un medio
alcalino (coloración azul).
Además de lo mencionado anteriormente, se deben tener en cuenta
una serie de ensayos que miden las características del concreto, los cuales
son necesarios y aplicables, cuando se le está realizando al mismo un
análisis de sus propiedades. Entre éstos ensayos se pueden mencionar:
Ensayo de Absorción Capilar, de Porosidad, Resistencia a la Compresión,
Asentamiento y Profundidad de Carbonatación.
El Ensayo de Absorción Capilar; “la propuesta de la metodología de
ensayo se debe a Fagerlund y es base de la normativa sueca que describe la
cinética de la absorción capilar de morteros y hormigones a través de tres
coeficientes: m (Resistencia a la penetración de agua), K (Coeficiente de
absorción capilar) y Ɛe (Porosidad efectiva).” (Manual DURAR, CYTED.
1998). Con éste ensayo es posible conocer la capacidad de sorción de agua
del espécimen de concreto, registrándose en el tiempo el cambio de peso y
la profundidad de penetración del agua que posee la misma.
En lo referente al Ensayo de Porosidad; es importante destacar que
permite conocer una de las características más importantes del concreto
como lo es el porcentaje de porosidad total, a partir de la obtención del peso
saturado, sumergido y seco a 105 °C de la probeta de concreto. El resultado
arrojado por éste ensayo, sirve como referencia en la definición de la calidad
de un concreto, pudiendo ser; de buena calidad y compacidad, de moderada
calidad, ó de durabilidad inadecuada. (Manual DURAR, CYTED. 1998)
Por su parte, el Ensayo de Resistencia a la Compresión, teniendo
en cuenta el numero de probetas a ensayar, permite “establecer una
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evaluación general de la estructura, tanto desde el punto de vista de
durabilidad, como de la capacidad de resistencia mecánica”. (Manual
DURAR, CYTED. 1998). Es importante destacar, que los resultados del
ensayo deben coincidir con los esperados según el diseño, y a su vez
cumplir con la normativa vigente, empleada según sea el caso.
El Ensayo de Asentamiento, se aplica mediante el Cono de Abrams,
sin embargo, existen otros métodos similares a éste. El resultado del mismo
indica si el diseño de mezcla de concreto empleado es propenso a
segregación. Por lo que un buen diseño de mezcla es de gran importancia
para garantizar la durabilidad de una estructura. Es significativo destacar que
“el Cono de Abrams tiene limitaciones, ya que es útil solamente para
concretos con agregados pétreos, tamaños máximos menores a 5
centímetros y con relativa plasticidad, caracterizada por asentamientos entre
unos 2 y 17 centímetros. Otra limitación es su insensibilidad para concretos
ásperos o pedregosos”. (Joaquín Porrero S. y otros. 2004).
Finalmente, el Ensayo de Profundidad de Carbonatación, permite
“determinar el avance de la carbonatación en el hormigón por el método de
vía húmeda con solución de indicador ácido-base”. (Manual DURAR,
CYTED. 1998). Es un ensayo determinante para realizar las reparaciones de
cualquier estructura de concreto armado, puesto a que conocida la
profundidad afectada por la carbonatación, se conoce si la misma alcanzó al
acero de refuerzo o no, y así aplicar los métodos más adecuados, además
de conocer la calidad intrínseca del concreto.
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CAPÍTULO III
MARCO METODOLÓGICO
TIPO DE INVESTIGACIÓN
La naturaleza de la investigación correspondiente con el presente
Trabajo Especial de Grado, es descriptiva de campo, con carácter evaluativo.
Se dice que es descriptiva, puesto a que permite, especificar o evidenciar
propiedades, rasgos y características, de un determinado fenómeno o
conjunto de elementos que se estudien. En cuanto al carácter evaluativo, se
refiere a la medición de los efectos de la Carbonatación en concretos
elaborados con cementos adicionados tipo CPCA (1 y 2), lo que conlleva a
una recolección de información a partir de los resultados obtenidos, para
generar conclusiones, y a fin de cuenta, tomar decisiones en función a los
objetivos planteados en la investigación. (Dr. Roberto Hernández Sampieri y
otros. Metodología de la investigación, Quinta edición. 2010).
La investigación de campo se basa “en informaciones o datos
primarios, obtenidos directamente de la realidad. Su innegable valor reside
en que a través de ellos el investigador puede cerciorarse de las verdaderas
condiciones en que se han conseguido sus datos, haciendo posible su
revisión o modificación en el caso de que surjan dudas respecto a su
calidad”, del texto “El proceso de la investigación”, Carlos Sabino, 1992,
Caracas. Esto se evidencia a través de la realización de una mezcla de
concreto y mortero elaborados con cemento adicionado tipo CPCA, para la
elaboración de probetas cilíndricas y prismáticas respectivamente, siendo las
últimas mencionadas, expuestas durante un periodo de (9) nueve y (18)
dieciocho días a un ambiente simulado, con una concentración de 4 % de
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CO2, mediante el uso de la Cámara de Carbonatación acelerada ubicada en
el Centro de Estudios de Corrosión de la Universidad del Zulia. Antes y
después de ello se realizaron los ensayos correspondientes con la
metodología del tema de investigación en éste Trabajo Especial de Grado,
con el objetivo de conocer las características del concreto elaborado con
cementos adicionados tipo CPCA.
.
POBLACIÓN Y MUESTRA
La población de ésta investigación son todos los concretos elaborados
con cemento tipo CPCA, expuestos a CO2, que se deterioran debido a las
acciones físicas, químicas y mecánicas que experimentan durante su vida
útil, con características de diseño similares a la evaluadas en el presente
trabajo.
La muestra total estará compuesta por 72 (setenta y dos) probetas.
Distribuidas en 2 grupos de 18 (dieciocho) muestras tanto para la mezcla con
CPCA1 como CPCA2, de la siguiente manera: 9 (nueve) probetas cúbicas de
dimensión 5x5x5cm, 6 (seis) cilindros estandarizados de 30cm de altura y 15
cm de diámetro, y por último 3 (tres) cilindros de 5 cm de altura y 10,60 cm
de diámetro. Por lo que, tanto para la mezcla de concreto y mortero con
CPCA1 como CPCA2, se tendrán 36 probetas, de las cuales 18 tendrán una
relación agua/cemento (a/c) de 0,45 y las 18 restantes una relación a/c de
0,60.
Los materiales utilizados para la realización de las probetas cilíndricas
fueron: cemento adicionado tipo CPCA1 y CPCA2, agregados finos (arena),
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INDOMÉNICO V. / REVERÓN J. 56 T.E.G
agregado grueso (piedra picada) con tamaño máximo nominal menor a una
pulgada ( 1”), agua y el resto de vacíos; el diseño de mezcla se realizó bajo
la especificaciones correspondientes con el Método de Diseño de Mezcla del
A.C.I (American Concrete Institute). Por su parte, las probetas cúbicas fueron
elaboradas según la Norma COVENIN 484-93, donde se emplearon como
materiales para el diseño la arena de sílice, cementos CPCA1 y CPCA2,
además del agua de mezclado.
DISEÑO DE LA INVESTIGACIÓN
Para la determinación del comportamiento y características del
concreto elaborado con cementos adicionados CPCA, ante el fenómeno de
la Carbonatación, se llevaron a cabo una serie de procedimientos
correspondientes con la caracterización de los agregados utilizados, diseño
de mezcla y ensayos evaluativos de las propiedades del concreto en estado
fresco y endurecido:
Caracterización de los agregados:
Se realizó inicialmente el procedimiento de cuarteo manual con el
objeto de obtener una muestra representativa de los agregados; el mismo
consiste en tomar de la pila cierta cantidad de agregado grueso y agregado
fino mediante el uso de una pala (COVENIN 270-98), colocándola en forma
cónica para luego extenderla uniformemente desde la parte superior hacia la
parte inferior del cono, sobre una superficie limpia y plana, garantizando que
el material quede distribuido en forma circular con un diámetro y espesor
uniforme (Fig.1 y Fig.3). Posteriormente se divide la circunferencia en 4
EVALUACIÓN DE LA CARBONATACIÓN EN CONCRETOS ELABORADOS CON CEMENTOS ADICIONADOS TIPO CPCA, A TRAVÉS DE MÉTODOS ACELERADOS
INDOMÉNICO V. / REVERÓN J. 57 T.E.G
(cuatro) partes iguales cuidando que no se mezcle el material de ninguno de
los cuartos mientras se realiza la separación (Fig.2 y Fig.4); luego se toman
los dos cuartos opuestos que presenten mayor uniformidad, y se mezclan
entre sí para utilizarlos en los ensayos correspondientes con la
caracterización de agregados:
Ensayo para determinar la composición granulométrica del agregado
fino y grueso, y módulo de Finura. Norma COVENIN 255-98. (Fig.5 y
Fig.6)
Fig 2. Cuarteo manual del agregado
grueso.
Fig 1. Muestra representativa del
agregado Grueso.
Fig 3. Muestra representativa del
agregado Fino.
Fig 4. Cuarteo manual del agregado
Fino.
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Ensayo de Resistencia al desgaste en agregados gruesos menores de
1 ½”. Norma COVENIN 266 y 267. (Fig.7, Fig.8, Fig.9 y Fig.10)
Fig 7. Máquina de los Ángeles. Fig 8. Esferas de acero introducidas a la
Máquina de los Ángeles, rotando junto
al agregado grueso a 32 rpm.
Fig 5. Tamizado del Agregado Grueso.
Fig 6. Tamizado del Agregado
Fino.
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Ensayo para la determinación del peso específico y la absorción del
agregado grueso. Norma COVENIN 269-98. (Fig.11, Fig.12 y Fig.13)
Fig 9. Cernido del agregado grueso
utilizando el tamiz #12 después del
número de revoluciones prescritas.
Fig 10. Agregado grueso mayor al
tamiz #12 para ser pesado.
Fig 11. Al sacar la muestra del agua, se
hace pasar por un paño para eliminar
partículas de agua visible. (Peso
Saturado con Superficie Seca).
Fig 12. Se coloca el agregado
grueso saturado con superficie seca
en una balanza sumergida en agua.
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Ensayo para la determinación del peso específico y la absorción del
agregado fino. Norma COVENIN 268-98. (Fig.14, Fig.15 y Fig.16)
Fig 13. Al sacar la muestra del agua, se
coloca en una hornilla hasta que el
agregado grueso esté seco.
Fig 15. Matraz de Chapman.
Fig 14. El agregado fino extendido en
una superficie para secado.
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Ensayo para determinar el Peso Unitario de los agregados gruesos y
finos. Norma COVENIN 263-78. (Fig.17)
Fig 16. El agregado fino saturado con
superficie seca se introduce al Matraz de
Chapman junto a 200cc de agua.
Fig 17. Peso Unitario Compacto del
agregado grueso.
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Material más fino que el cedazo N°200. Norma COVENIN 258-77.
(Fig.18)
Ensayo para determinar cloruros y sulfatos de forma cualitativa en
arenas. Norma COVENIN 261-77. (Fig.19 y Fig.20)
Fig 19. Precipitado blanco, más o
menos denso. Presencia de Cloruros. Fig 20. El tubo de ensayo derecho se
observa un Precipitado blanco
cristalino. Presencia de Sulfatos.
Fig 18. Lavado del agregado grueso
sobre #16 y #200.
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Ensayo para determinar cuantitativamente cloruros en arenas a través
del Método de Mohr. (“Manual Inspección de obras dañadas por
corrosión de armaduras”. Instituto Eduardo Torroja de Ciencias de la
Construcción.1989).Ver ANEXO-A9.
Ensayo para determinar cuantitativamente Sulfatos en arenas. Norma
COVENIN 261-77. Ver ANEXO-A10.
Ensayo para determinación de Impurezas orgánica. Norma COVENIN
256-77. (Fig.21)
Diseño de Mezcla:
Éste proceso tiene como finalidad determinar las proporciones de los
materiales que conforman el concreto, con el objeto de hacerlo durable y
apto para su uso en la construcción. Existen diferentes Métodos de diseño de
Fig 21. El color de la muestra se asemeja al
N°2 del Patrón de Gadner.
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mezcla, los cuales varían según el autor, pero que en general buscan
garantizar los objetivos mencionados anteriormente. En todo caso lo más
importante es basarse en experiencias anteriores al momento de elegir el
método que garantice un diseño de mezcla más idóneo según sea el caso.
Método ACI para diseño de mezclas de Concreto
Para la elaboración del concreto utilizado para las probetas cilíndricas
de ensayo, se llevaron a cabo una serie de pasos, planteados por el ACI
(American Concrete Institute) en su manual de diseño de mezcla, los cuales
se explican a continuación:
Paso N°1:
Se selecciona un valor de asentamiento de los recomendados en la
siguiente tabla, en función al tipo de edificación:
Tabla 3. Asentamientos recomendados según el tipo de construcción
Fuente: Método ACI para Diseño de mezclas de Concreto.
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El valor de asentamiento tomado fue el que corresponde con Vigas y
Muros Armados, y Columnas, el cual se encuentra entre 10 y 2 cm, como
valor mínimo y máximo respectivamente.
Paso N°2: SELECCIÓN DEL TAMAÑO MÁXIMO DEL AGREGADO
En ningún caso el tamaño máximo del agregado podrá exceder de un
quinto de la dimensión más estrecha entre los lados de los encofrados, un
tercio de la altura de la losa o tres cuarto de la separación mínima entre
barras de refuerzo o cables de pretensado. Cabe destacar que estas
limitaciones pueden excederse cuando la trabajabilidad y los métodos de
compactación son de tal clase que el concreto pueda colocarse sin que
queden cangrejeras y vacíos.
El tamaño máximo nominal del agregado utilizado para esta
investigación es de 1” (25mm), obtenido de la granulometría en la
caracterización de los agregados llevada a cabo previamente.
Paso N°3: ESTIMACIÓN DEL AGUA DE MEZCLADO Y DEL
CONTENIDO DE AIRE
La cantidad de agua requerida por unidad de volumen de concreto
para producir un asentamiento deseado, depende del tamaño máximo, la
forma de las partículas y la cantidad de aire incorporado. Dependiendo de la
textura y forma de los agregados, los requerimientos de agua pueden estar
por encima o por debajo de los valores tabulados.
Existen dos tablas donde se dan los valores de estimaciones del agua
necesaria para concretos producidos con varios tamaños de agregados con y
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sin aire incorporado. A continuación se presenta la tabla con los valores de
agua estimada, para concreto sin aire incorporado, que es el caso de esta
investigación:
Tabla 4. Cantidad de Agua de mezclado
Fuente: Método ACI para Diseño de mezclas de Concreto.
Para un TMN= 25mm y un asentamiento de 8 a 10 cm se tiene un
valor de AGUA= 195Kg/m3 y un % Aire atrapado= 1,50.
Paso N°4: SELECCIÓN DE LA RELACIÓN AGUA-CEMENTO (a/c)
La relación agua/cemento requerida se determina no solamente en
razón de las exigencias de la resistencia, sino también por durabilidad. Para
efectos de la presente investigación se fijaron dos valores de relación a/c
(0,45 y 0,60) aplicadas tanto en la elaboración de las probetas con cemento
tipo CPCA1, como las elaboradas con CPCA2. A continuación se muestra
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una tabla referencial de los valores de resistencia a la compresión a los 28
días, en función a las diferentes relaciones agua/cemento:
Tabla 5. Resistencia a la compresión en función a la relación
agua/cemento
Fuente: Método ACI para Diseño de mezclas de Concreto.
Por interpolación de valores en la tabla se obtuvo:
Para Relación a/c = 0,45 un valor de F´c = 380,00 Kg/cm2
Para Relación a/c = 0,60 un valor de F´c = 264,28 Kg/cm2
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Paso N°5: CÁLCULO DEL CONTENIDO DE CEMENTO (c)
El cemento requerido es igual al contenido estimado de agua dividido
por la relación agua/cemento, c = a/(a/c). Los requisitos mínimos por
durabilidad exigen un contenido no menor de 270 Kg/m3. (ACI)
Ra/c = 0,45
Ra/c = 0,60
Estos valores cumplen con el contenido mínimo de cemento (309
Kg/cm3) para un tamaño máximo nominal del agregado igual a 1pulg,
sugerido por ACI en la siguiente tabla:
Tabla 6. Contenido de Cemento según el tamaño máximo del agregado
Fuente: Método ACI para Diseño de mezclas de Concreto.
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Paso N°6: ESTIMACIÓN DEL CONTENIDO DE AGREGADO
GRUESO
Los volúmenes recomendados de agregado grueso para un volumen
unitario de concreto se presentan en la próxima tabla. Se considera que para
una determinada trabajabilidad (asentamiento) el volumen de agregado
grueso depende solamente del tamaño máximo y modulo de finura.
Tabla 7. Volumen de agregado grueso por volumen de concreto
Fuente: Método ACI para Diseño de mezclas de Concreto.
Para un Modulo de Finura (MF) = 4,14 y TMN = 1 pulg.
Por tabla se tiene:
MF = 4,00 V (m3 de Agregado) = 0,55
MF = 4,20 V (m3 de Agregado) = 0,53
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Mediante interpolación se obtiene un valor de V (m3 de Agregado) =
0,536 m3 para MF = 4,14.
El volumen de agregado grueso que se obtiene de la tabla se
convierte en peso seco del agregado grueso (G) requerido para un metro
cúbico de concreto, multiplicando el valor de la tabla por el peso unitario
compacto del agregado grueso obtenido previamente en el proceso de
caracterización de los agregados.
G = V (m3 de Agregado grueso) x PUCgrueso
G = 0,536 * 1541,67 Kg/m3 = 826,34 Kg/m3
Paso N°7: ESTIMACIÓN DEL AGREGADO FINO
Para la determinación del contenido de agregado fino, se empleó el
Método Volumétrico, que se caracteriza por ser un método más exacto que
otros, y que se logra utilizando los volúmenes desplazados por los
componentes de la mezcla. El volumen total de los componentes conocidos
como lo son el agua, cemento, aire y agregado grueso, se resta del volumen
unitario de la mezcla para obtener el volumen de agregado fino, utilizando la
siguiente expresión:
Donde:
a = Cantidad de agua en litros.
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c = Cantidad de Cemento en kilogramos.
A = Aire atrapado en %.
G = Cantidad de agregado grueso en kilogramos.
F = Cantidad de agregado fino en kilogramos.
Gg = Peso específico aparente del Agregado Grueso.
Gc = Peso específico del Cemento, generalmente 3,15.
Gf = Peso específico aparente del Agregado Fino.
Para a/c = 0,45:
F = 886,75 Kg/m3 (Agregado Fino por m3 de concreto)
Para a/c = 0,60:
F = 979,26 Kg/m3 (Agregado Fino por m3 de concreto)
Cantidad de materiales
Antes de realizar la corrección por humedad higroscópica se
determinó la cantidad de materiales para el diseño de mezcla. Para un
volumen de 1m3 de concreto, se procede a adaptar los valores estimados de
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agua, cemento, agregado fino y agregado grueso al volumen de concreto
necesario para la elaboración de las probetas correspondientes al caso de
estudio de esta investigación, considerando los desperdicios que se generan
en el proceso de mezclado.
Paso N°8: CORRECCIÓN HIGROSCÓPICA O POR HUMEDAD DE
LOS AGREGADOS
El procedimiento para la determinación de la corrección por humedad
higroscópica fue llevado a cabo en función a las características ambientales
de el día de la elaboración de cada mezcla de concreto, puesto a que la
temperatura del lugar tiene incidencia en el grado de humedad de los
agregados utilizados, ocasionando de esta forma que pueda ser necesario
agregar o reducir la cantidad de agua de mezclado calculada previamente.
Para esta corrección se tomó una muestra de agregado fino y grueso con un
peso de 500gr cada una, las cuales fueron llevadas a una hornilla caliente
hasta perder toda la humedad y alcanzar un peso constante, donde se
obtuvo:
Corrección Agua Mezclado por Agregado Fino:
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Humedad – Absorción = 3,20 – 2,04 = 0,56 siendo este resultado un valor
positivo, indica un aporte de agua por parte de los agregados a la mezcla, el
cual se corrigió a través del agua de mezclado y de la cantidad de
agregados:
Peso Húmedo = Peso Seco x
Peso Húmedo = 500,004 gr.
Peso Saturado con Superficie Seca = Peso Seco x
Peso Saturado con Superficie Seca = 494,38 gr.
Agua aportada por los agregados = P. Húmedo – P. Saturado Supf Seca
Agua aportada por los agregados = 5,62 gr
Para a/c = 0,45
Para a/c = 0,60
Corrección Agua Mezclado por Agregado Grueso:
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Humedad – Absorción = 0,20 – 0,73 = - 0,53 siendo este resultado un valor
negativo, indica que los agregados absorberán agua de la mezcla, el cual se
corrigió a través del agua de mezclado y de la cantidad de agregados:
Peso Saturado con Superficie Seca = Peso Seco x
Peso Saturado con Superficie Seca = 502,64 gr
Agua Absorbida por los agregados = P. Saturado Superf Seca – P. seco
Agua Absorbida por los agregados = 3,64 gr
Para a/c = 0,45
Para a/c = 0,60
Por lo tanto;
Agua de Mezclado = Agua Calculada – Agua aportada por los agregados
+ Agua absorbida por los agregados
Agua de Mezclado (a/c = 0,45) = 12,68 – 0,648 + 0,391 = 12,42 lt
Agua de Mezclado (a/c = 0,60) = 12,68 – 0,716 + 0,391 = 12,36 lt
(Asociación Venezolana de Productores de Cemento. Separata Boletín N° 4.
1975. “Primera Parte: Método del American Concrete Institute (ACI)”).
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6 9 12
Cemento (g) 500 740 1.000
Arena (g) 1.375 2.035 2.750
Agua (ml)
Portland
(a/c) = 0,485
242 359 485
Otros (Flujo de
110 + 5)
____ ____ ____
NÚMERO DE PROBETASMateriales
Método de diseño de mortero para probetas cúbicas de 50,8mm de lado
La determinación de las proporciones de los materiales se basó en la
Norma COVENIN 484-93 “Cemento Portland. Determinación de la resistencia
a la compresión de morteros en probetas cúbicas de 50,8mm de lado”. Esta
norma contiene una tabla de valores referenciales de cantidad de materiales
para la elaboración de morteros para probetas cúbicas, que varían en función
de la cantidad de las mismas como se muestra a continuación:
Tabla 8. Cantidad de materiales para la elaboración de mortero para
probetas cúbicas
Fuente: Norma COVENIN 484-93.
En ésta investigación se elaboraron 9 (nueve) probetas cúbicas para
cada diseño de mezcla, sin embargo los cálculos de los materiales se
realizaron en función a 12 (doce) probetas cúbicas por las pérdidas que se
generan durante el proceso.
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Estableciendo una relación agua/cemento de 0,45 y 0,60, se obtuvo el
valor de agua necesaria para garantizar estas relaciones:
Elaboración de las probetas:
La elaboración de las probetas cilíndricas se llevó a cabo en función a
las pautas que fija la Norma COVENIN 338-2002, referente al proceso de
elaboración, curado y ensayo a compresión de cilindros de concreto.
Previamente calculada la dosificación de la mezcla, se procede a
humedecer el mezclador mecánico (Fig.22) para evitar que los materiales se
adhieran en el interior del mismo y así garantizar un mejor mezclado. Se
enciende el mezclador y se comienza a agregar el agregado grueso (Fig.23),
agregado fino (Fig.24), y unos segundos después el cemento (Fig.25); se
deja mezclar por un momento estos tres componentes hasta que presenten
cierta uniformidad, y por último se va agregando poco a poco el agua de
mezclado (Fig.26) y se deja actuar al mezclador por un período de tiempo
que garantice una mezcla suficientemente homogénea.
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Fig 22. Humedeciendo el mezclador
mecánico.
Fig 23. Incorporando el Agregado
grueso para la mezcla de Concreto.
Fig 24. Incorporando el Agregado
fino para la mezcla de Concreto.
Fig 25. Incorporando el Cemento para la
mezcla de Concreto.
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Una vez finalizado el proceso de mezclado y realizado el ensayo de
asentamiento desarrollado más adelante, se ejecuta el llenado de las
formaletas o moldes metálicos cilíndricos en tercios del mismo, previamente
limpiadas y engrasadas las paredes del molde (Fig.27), y compactando cada
capa con 25 golpes con una barra cilíndrica de acero lisa de unos 16 mm de
diámetro (Fig.28), dejando siempre que la última capa de concreto en el
vaciado quede rebosando de forma tal que se pueda enrasar con la misma
barra metálica.
Fig 26. Incorporando el Agua de mezclado.
Fig 27. Limpieza y engrasado de conchas
metálicas para encofrado.
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Por su parte el mezclado para las probetas cúbicas se hizo de forma
manual en un envase plástico, en donde se vertió el cemento, luego la arena
de sílice (combinándola uniformemente con el cemento) (Fig.29 y Fig.30), y
por último el agua (Fig.31). Es importante destacar que el agua se coloca en
un período de 90 segundos, a medida que se va amasando el mortero hasta
que éste sea totalmente homogéneo (Fig.32). En esta parte del proceso se
forma una esfera con la mezcla y esta se pasa de una mano a otra durante 3
veces. Se aceitan los moldes y se comienzan a llenar en tres capas (Fig.33),
cada una compactada mediante 25 golpes con una varilla de vidrio pequeña
(Fig.34).
Fig 28. Compactación a 25 golpes con el uso
de barra metálica por cada tercio de cilindro.
Fig 29. Agregando materiales para mortero. (Arena de sílice y Cemento).
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Fig 30. Mezclado manual de los
materiales para mortero. Fig 31. Agregando el agua
de mezclado.
Fig 32. Mezclado de Arena de
Sílice, Cemento y agua.
Fig 33. Llenado del primer tercio de
formaletas cúbicas.
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Luego de transcurrir 24 horas, se desencofraron tanto las probetas
cúbicas como las cilíndricas (Fig.36 y Fig.37), y se dejaron sumergidas
completamente en agua para el proceso de curado durante 28 días (Fig.38 y
Fig.39), luego del cual se iniciaron los ensayos correspondientes con la
investigación.
Fig 34. Compactación con
varilla de vidrio.
Fig 35. Formaletas enrasadas.
Fig 36. Desencofrado de Probetas cúbicas.
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Fig 37. Desencofrado de
Probetas cilíndricas.
Fig 38. Curado de Probetas cúbicas. Fig 39. Curado de Probetas cilíndricas.
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Ensayo de asentamiento: Tiene por objeto medir el asentamiento del
concreto fresco tanto en obra como en laboratorio, mediante el uso del cono
de Abrams. “El rango de asentamiento adecuado para aplicar el método va
desde ½” (15 mm) a 8” (203 mm). No es aplicable para mezclas donde
existan cantidades considerables de agregados mayores de 1 ½” (3.75 cm.)”
según norma COVENIN 339-2003.
Previamente humedecido el interior del el molde, se coloca el cono
sobre una superficie horizontal plana y rígida con la abertura de menor
diámetro hacia arriba, a través de la cual se vierte la mezcla de concreto. El
vaciado de ésta mezcla se realizó en tres partes, cada una de ellas de un
tercio del volumen del molde. Es importante destacar que cada capa se
compactó aplicando veinticinco (25) golpes con una barra metálica cilíndrica
(Fig.40) de aproximadamente dieciséis (16) milímetros de diámetro,
distribuidos uniformemente en toda la sección transversal, teniendo en
cuenta que el último tercio en el llenado del cono debe rebasar la parte
superior del mismo para luego enrasar. Finalmente se retira el cono metálico
y se mide el asentamiento que se produce en la parte superior de la mezcla
(Fig.41). Todo el procedimiento debe realizarse sin interrupciones, y en un
tiempo no mayor a un (1) minuto con treinta (30) segundos. (Joaquín Porrero
S. y otros. Manual del concreto fresco. 2004) y (Norma COVENIN 339-2003).
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Ensayo de Porosidad: Tiene por objetivo determinar la porosidad de
morteros y hormigones como una medida de su compacidad. (Manual
DURAR, CYTED. 1998. Los especímenes cilíndricos de 5 cm de altura y
10,60 cm de diámetro, se sumergieron completamente en agua durante 24
(veinticuatro) horas (Fig.42). Posteriormente se registró su peso dentro del
agua a través de una balanza hidrostática (peso sumergido) (Fig.43), y su
peso fuera del agua (peso saturado). Acto seguido se procedió al secado de
los cilindros con una temperatura de 105° (Fig.44), hasta que alcanzaron un
peso constante (Fig.45), y por último el porcentaje de porosidad total se
obtuvo mediante la siguiente fórmula:
Fig 40. Compactación con barra
metálica por cada tercio de Cono
de Abrams.
Fig 41. Medición del asentamiento
mediante el Cono de Abrams.
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Para la evaluación de los resultados se aplican los siguientes criterios:
≤ 10 % Indica un hormigón de buena calidad y compacidad.
10% - 15% Indica hormigón de moderada calidad.
> 15% Indica un hormigón de durabilidad inadecuada.
(Norma ACI extraído del Manual DURAR, CYTED. 1998).
Fig 42. Saturación con agua de los cilindros
de 5cm de altura y 10,60cm de diámetro.
Fig 43. Peso sumergido de los cilindros de 5cm
de altura y 10,60cm de diámetro.
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Ensayo de Absorción Capilar: Su objetivo principal es determinar “la
masa de agua por unidad de área que puede ser absorbida en los, espacios
capilares cuando el concreto se encuentra en contacto con agua en estado
líquido”. (Raquel L. Celis y otros. “Durabilidad de la infraestructura de
concreto reforzado expuesta a diferentes ambientes urbanos de México”.
Publicación técnica Nro 292. Sanfandilia, Qro 2006). Se llevó a cabo luego
de un pre-acondicionamiento de secado aproximado de 48°C de los cilindros
de 5 cm de altura y 10,60 cm de diámetro, hasta que lleguen a un peso
constante y posterior enfriamiento en desecador (Fig.46). Luego se registra
el peso inicial (Obtenido al final del E. Porosidad), se cubrió con resina o
parafina las áreas laterales del espécimen (Fig.48), para seguidamente
colocar la muestra sobre una esponja húmeda, en el interior de una cubeta
de fondo plano (Fig.49), teniendo en cuenta que el nivel del agua sólo
alcance una altura de hasta 3mm (2,5±0,5mm) por encima de la parte inferior
de la probeta de ensayo. Se debe recubrir el recipiente para evitar la
Fig 44. Secado en el horno de los
cilindros de 5cm de altura y 10,60m de
diámetro.
Fig 45. Peso registrado luego de Secado
en horno de los cilindros de 5cm de
altura y 10,60cm de diámetro.
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INDOMÉNICO V. / REVERÓN J. 87 T.E.G
evaporación a lo largo del ensayo. La absorción capilar que se produce en la
muestra, va generando un cambio de peso a medida que transcurre el
tiempo, por ello se debe tomar el peso de la misma, transcurridos; 5 min, 10
min, 15 min, 30 min, 1 hora, 2 horas, 3 horas, 4 horas, y así hasta alcanzar
un peso constante (Fig.50).
Fig 46. Desecadores para impedir la entrada
de humedad en los cilindros de 5cm de
altura y 10,60cm de diámetro.
Fig 47. Protección de las caras de
los cilindros de 5 cm de altura y
10,60 cm de diámetro.
Fig 48. Revestir con parafina los
laterales de los especímenes.
Fig 49. Colocación de las muestra
sobre esponja húmeda.
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INDOMÉNICO V. / REVERÓN J. 88 T.E.G
Por último, para determinar la absorción capilar, se calculan los
siguientes coeficientes:
Donde z es la profundidad de penetración del agua al tiempo t.
Entonces se tiene que la sorción capilar (S) se determina:
En (mm/h0,5) o (m/s0,5)
Fig 50. Medición de peso de cada una de
las probetas en los intervalos de tiempo
especificados.
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INDOMÉNICO V. / REVERÓN J. 89 T.E.G
Para la evaluación de los resultados se aplican los siguientes criterios:
Para espesor de recubrimiento de 3 cm se recomienda:
Ambientes severos; hormigones con sorción capilar S ≤ (3 mm/ h1/2) o
(5x10-5 m/ s1/2).
Medios menos severos; hormigones con sorción capilar de hasta
(6 mm/ h1/2) o (10-4 m/ s1/2).
Para espesores mayores a 3cm, la sorción capilar puede modificarse
proporcionalmente.
(ASTM C642-90, extraído del Manual DURAR, CYTED. 1998).
Ensayo de resistencia a la compresión: El objetivo de éste ensayo
radica en determinar la resistencia a la compresión del concreto, permitiendo
establecer una evaluación de la durabilidad o capacidad resistente mecánica
de la estructura. Teniendo para cada una de las mezclas de concreto
(CPCA1 y CPCA2) un total de 6 cilindros estandarizados de 30cm de altura y
15 cm de diámetro. En algunos casos se realiza un corte en cada una de las
extremidades de los testigos, el cual se puede ejecutar con un disco de corte;
esto con la finalidad de generar una superficie lo mas plana que sea posible
para que calce adecuadamente en la prensa. (Manual DURAR, CYTED.
1998). Para la presente investigación no fue necesario realizar estos cortes.
Posteriormente se colocan los testigos (luego de 24 horas de sacados
del curado) en la prensa (Fig.53), los cuales fueron medidos y pesados
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INDOMÉNICO V. / REVERÓN J. 90 T.E.G
previamente (Fig.51 y Fig.52), y se determinó la tensión de ruptura directa,
dividida entre el área del testigo.
Fig 51. Pesaje de los Cilindros
Estandarizados.
Fig 52. Medición de altura y
diámetro de los Cilindros
Estandarizados.
Fig 53. Colocación de Cilindro
Estandarizado en la Prensa
Universal.
Fig 54. Falla Observada en
cilindros estandarizados.
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INDOMÉNICO V. / REVERÓN J. 91 T.E.G
Para la evaluación de los resultados de probetas curadas en
laboratorio, el nivel de resistencia de una clase determinada de concreto se
considera satisfactorio si cumple los dos requisitos siguientes:
Cada promedio aritmético de tres ensayos de resistencia consecutivos
es igual o superior a f´c.
Ningún resultado individual del ensayo de resistencia (promedio de
dos cilindros) es menor que f´c por más de 35 Kgf/cm2.
(Norma COVENIN 1976-2003)
Ensayo de profundidad de carbonatación: Su objetivo es
“determinar el avance de la carbonatación en el hormigón por el método de
vía húmeda con solución de indicador ácido-base”. (Manual DURAR,
CYTED. 1998). Las muestras empleadas para éste ensayo son 9 probetas
cúbicas de dimensión 5x5x5cm por cada uno de los 4 diseños de mezcla, se
introdujeron en la Cámara de Carbonatación por 18 días (Fig.58); de donde
se extrajeron 5 probetas cúbicas de cada diseño de mezcla al transcurrir 9
días y las restantes se extrajeron a los 18 días. En ambos casos una vez
sacadas de la cámara, se procedió a cortarlas transversalmente y a retirar el
polvo o material suelto, para aplicar en esa superficie la solución de
fenolftaleína de manera uniforme. La profundidad del frente Carbonatado es
la distancia medida a partir de la superficie, hasta donde llegue la zona
incolora. Se deben tomar registro de la profundidad máxima y mínima, en
aquellos casos donde la forma del frente carbonatado no sea uniforme, para
así determinar una media aritmética de la profundidad de Carbonatación. Se
debe destacar que se rechazan aquellos puntos de Carbonatación de alta
profundidad contrastante con la línea de carbonatación uniforme y paralela a
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INDOMÉNICO V. / REVERÓN J. 92 T.E.G
la superficie. (Manual DURAR, CYTED. 1998), además que el tiempo de
realización del ensayo no debe ser mayor a 15 minutos con el propósito de
que la fractura se encuentre fresca, es decir antes de que la zona en estudio
se contamine.
Fig 55. Cámara de Carbonatación
acelerada. Acero inoxidable en la base
con paredes de plexiglás, de dimensiones
1,50 m de largo, 0,70 m de alto y 0,70 m
de profundidad.
Fig 56. Bombona de CO2 que
alimenta el ambiente interno de la
Cámara de Carbonatación.
Fig 57. En la imagen se observan los dos
instrumentos usados para la medición de la
Temperatura, Humedad y Concentración de
CO2.
Fig 58. Introduciendo las probetas cúbicas
dentro de la Cámara de Carbonatación
acelerada.
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INDOMÉNICO V. / REVERÓN J. 93 T.E.G
Para la evaluación de los resultados se aplican los siguientes criterios:
pH 10 indica concreto no carbonatado (coloración violeta).
pH 10 indica concreto carbonatado (coloración transparente).
La profundidad de carbonatación debe ser menor a espesor de
recubrimiento empleado en concreto armado.
(UNE 112-011-94 “Determinación de la Profundidad de Carbonatación en
Hormigones endurecidos y puestos en servicio”. Norma española. Extraído
del Manual DURAR, CYTED. 1998)
Fig 60. Probetas cúbicas ordenadas dentro
de la cámara en función al tiempo de
exposición según el cual son extraídas. Fig 59. Sellado de la cámara con
silicón, para impedir fuga de CO2.
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INDOMÉNICO V. / REVERÓN J. 94 T.E.G
Para el cálculo de la velocidad de Carbonatación se relaciona la
profundidad de carbonatación con la raíz cuadrada del tiempo de exposición
de las probetas de concreto, entonces:
Profundidad de carbonatación en mm (XCO2) =kCO2
Sabiendo que kCO2 es la constante de carbonatación en mm.año-0.5 y t
es el tiempo en años, se despeja el valor de kCO2, indicando que para
valores de kCO2 entre 2 y 3 mm/año0,5 son considerados concretos con
elevada resistencia a la carbonatación, a diferencia de valores de kCO2
mayores a 6 mm/año0,5 que indican concretos de muy baja resistencia a la
carbonatación.
(UNE 112-011-94 “Determinación de la Profundidad de Carbonatación en
Hormigones endurecidos y puestos en servicio”. Norma española. Extraído
del Manual DURAR, CYTED. 1998)
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INDOMÉNICO V. / REVERÓN J. 95 T.E.G
TIPO DE AGREGADO GRUESO FINO
% DESGASTE 21,94 -
PESO ESPECÍFICO (gr/cm3) 2,56 2,69
% ABSORCIÓN 0,73 2,04
PESO UNITARIO SUELTO (kg/m3) 1420,14 1719,49
PESO UNITARIO COMPACTO (kg/m3) 1541,67 1996,11
% MAS FINO CEDAZO N° 200 1,80 5,59
IMPUREZAS ORGÁNICAS NO PRESENTA NO PRESENTA
TAMAÑO MÁXIMO (Pulg) 1,00 -
MÓDULO DE FINURA - 4,14
CLORUROS Y SULFATOS (Cualitativo) - PRESENTA
CLORUROS (Cuantitativo) - 0,03
SULFATOS (Cuantitativo) - 0,79
CARACTERIZACIÓN DE LOS AGREGADOS
CAPÍTULO IV
ANÁLISIS Y RESULTADOS
Éste Trabajo Especial de Grado se fundamentó en evaluar la
Carbonatación en concretos elaborados con cementos adicionados tipo
CPCA, a través de métodos acelerados. Para ello fue necesario determinar
las características del concreto en estado fresco y endurecido, mediante una
serie de ensayos de los cuales los resultados se muestran a continuación:
Caracterización de los Agregados:
Tabla 9. Características de los Agregados
Fuente: Propia, Barquisimeto – Venezuela, 2015.
EVALUACIÓN DE LA CARBONATACIÓN EN CONCRETOS ELABORADOS CON CEMENTOS ADICIONADOS TIPO CPCA, A TRAVÉS DE MÉTODOS ACELERADOS
INDOMÉNICO V. / REVERÓN J. 96 T.E.G
Arenas MF
Óptima 2,3 - 3,1
Fina Menor a 2
Media 2,5
Gruesa Mayor a 3
En la tabla anterior se observa que en reglas generales ambos
agregados poseen características adecuadas para su uso en la elaboración
de las probetas, justificándose a continuación:
Ensayo para determinar la composición granulométrica del
agregado fino y grueso. Norma COVENIN 255-98.
La granulometría del agregado fino y grueso cumple con los requisitos
normativos establecidos en la Norma COVENIN 277-2000, correspondiente a
la gradación de los agregados; indicando que poseen buena gradación y
trabajabilidad. Ver ANEXO-A1, A2 y A3. La adecuada composición
granulométrica por parte de los agregados resulta importante a tal fin de
ayudar a obtener un concreto durable, donde se garantiza que en el interior
de la mezcla existe una distribución uniforme de todos sus componentes,
para un mejor comportamiento del concreto ante las solicitaciones de diseño
y el medio ambiente.
Módulo de Finura
El módulo de finura obtenido fue de 4,14 (Ver ANEXO-A1), lo que
indica que es una arena gruesa, como muestra la tabla siguiente:
Tabla 10. Características de la arena según el Módulo de Finura
Fuente: Manual del Concreto Fresco. Joaquín Porrero S y otros, 2009.
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INDOMÉNICO V. / REVERÓN J. 97 T.E.G
PROPIEDAD GRUESOS FINOS
Peso Unitario Suelto (kgf/litro) 1,4 - 1,5 1,5 - 1,6
Peso Unitario Compacto (kgf/litro) 1,5 - 1,7 1,6 - 1,9
Densidad (Peso Específico) 2,5 - 2,7
Ensayo de Resistencia al desgaste en agregados gruesos
menores de 1 ½”. Norma COVENIN 266 y 267.
El porcentaje de desgaste presentado por el agregado grueso en éste
ensayo fue de 21,94%; valor que se encuentra por debajo de 40%
establecido en la Norma COVENIN 277-2000. Ver ANEXO-A4. Este ensayo
demuestra el adecuado comportamiento del agregado grueso ante el
desgaste por fricción, cualidad que le confiere a la mezcla de concreto un
aporte para una mayor capacidad de resistencia a la compresión.
Ensayo para la determinación del peso específico y la
absorción del agregado grueso y fino. Norma COVENIN 268-
98 y 269-98.
Los valores obtenidos de peso específico del agregado grueso y
agregado fino fueron 2,56 y 2,69 respectivamente (Ver ANEXO-A5 y A-6).
Para la verificación de los mismos se tomó como referencia la Tabla N°11
que aparece a continuación, donde se observa que los resultados se
encuentran dentro del rango referencial. El resultado es propio de agregados
de masa normal.
Tabla 11. Valores usuales de las relaciones Peso / Volumen de los
agregados no livianos
Fuente: Manual del Concreto Fresco. Joaquín Porrero S y otros, 2009.
EVALUACIÓN DE LA CARBONATACIÓN EN CONCRETOS ELABORADOS CON CEMENTOS ADICIONADOS TIPO CPCA, A TRAVÉS DE MÉTODOS ACELERADOS
INDOMÉNICO V. / REVERÓN J. 98 T.E.G
En cuanto al porcentaje de absorción, se obtuvo un 0,73% para el
agregado grueso y 2,04% para el agregado fino (Ver ANEXO-A5 y A-6).
Estos porcentajes se encuentran dentro de lo valores referenciales siendo
0,73 menor que 1% en el caso del agregado grueso, y 2,04 menor que 3%
para el agregado fino. Este porcentaje de absorción, aunado con el nivel de
humedad de los agregados el día de la elaboración de la mezcla, tuvo
incidencia en las cantidades de agua de mezclado.
Ensayo para determinar el Peso Unitario de los agregados
gruesos y finos. Norma COVENIN 263-78.
Para el agregado grueso los valores de peso unitario suelto y
compacto son 1,42 y 1,54 respectivamente, los cuales cumplen con el rango
de referencia de la Tabla N° 11. Por su parte el peso unitario suelto y
compacto del agregado fino fueron 1,72 y 1,99, valores cercanos a los de
referencia. Resultados de Ensayo de Peso Unitario de los agregados
gruesos y finos. Ver ANEXO-A7.
Material más fino que el cedazo N°200. Norma COVENIN 258-
77.
El porcentaje de material más fino que el cedazo número 200 para el
agregado grueso y fino fue de 1,80% y 5,59% respectivamente. Al ser 1,80%
menor a 3% cumple con lo referido en la norma, en el caso del agregado fino
al ser mayor de 1,5% no cumple con lo establecido en la norma. Ver
ANEXO-A8.
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INDOMÉNICO V. / REVERÓN J. 99 T.E.G
Ensayo para determinar cloruros y sulfatos de forma
cualitativa en arenas. Norma COVENIN 261-77.
En el ensayo para la determinación de cloruro se generó un
precipitado blanco, un poco cuajoso, lo que indica la presencia de cloruro en
el agregado fino; de igual manera se determinó cualitativamente la existencia
de sulfatos presentándose una apreciable cantidad de precipitado blanco
cristalino, reflejando la presencia de sulfatos en la muestra. Ambos
resultados conllevaron a realizar el ensayo correspondiente para la
determinación cuantitativa.
Ensayo para determinar cuantitativamente cloruros en arenas
a través del Método de Mohr. (“Manual Inspección de obras
dañadas por corrosión de armaduras”. Instituto Eduardo Torroja de
Ciencias de la Construcción.1989)
La cantidad de cloruros que presentó el agregado fino fue de 0,03%,
siendo menor a 0,10% el cual es el porcentaje máximo permisible de cloruro
en arenas, valor señalado en la Norma COVENIN 277-2000, se dice que el
agregado es apto para su uso. Ver ANEXO-A9.
Ensayo para determinar cuantitativamente Sulfatos en arenas.
Norma COVENIN 261-77.
La cantidad de sulfatos presentes en el agregado fino fue de 0,79 %,
valor aceptado por la Norma COVENIN 277-2000, la cual expone que “La
máxima cantidad permisible de sulfatos en una arena expresada con SO4 y
referida al agregado seco no será mayor de 1%”. Ver ANEXO-A10.
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INDOMÉNICO V. / REVERÓN J. 100 T.E.G
Relación a/c Agua (lt) Cemento (Kg) A.Grueso (kg) A.Fino (Kg)
0,45 12,42 28,17 53,71 57,64
0,60 12,36 21,13 53,71 63,67
MATERIALES PARA LA ELABORACIÓN DE LAS PROBETAS CILÍNDRICAS
Ensayo para determinación de Impurezas orgánica. Norma
COVENIN 256-77.
El color obtenido en el ensayo fue semejante al N°2 del patrón de
Gadner (Norma COVENIN 277-2000), por tanto no posee impurezas
orgánicas.
Cantidad de materiales obtenida por el Método ACI:
Tabla 12. Resumen de la cantidad de materiales para la mezcla de
concreto
Fuente: Propia, Barquisimeto – Venezuela, 2015
Ensayo de asentamiento:
Una vez que el mezclador mecánico permite obtener la mezcla de
concreto, se detiene para realizar el ensayo de asentamiento mediante el
Cono de Abrams. Este asentamiento se midió para cada uno de los diseños
de mezcla obteniendo los siguientes resultados:
EVALUACIÓN DE LA CARBONATACIÓN EN CONCRETOS ELABORADOS CON CEMENTOS ADICIONADOS TIPO CPCA, A TRAVÉS DE MÉTODOS ACELERADOS
INDOMÉNICO V. / REVERÓN J. 101 T.E.G
DISEÑO ACI (cm) OBTENIDO (cm)
CPCA1
a/c = 0,60
CPCA2
a/c = 0,45
CPCA2
a/c = 0,60
MEZCLA
ENSAYO DE ASENTAMIENTO MEDIANTE EL CONO DE ABRAMS
OBSERVACIÓN
No cumple con
el mínimo
requerido
Cumple
No cumple con
el mínimo
requerido
ASENTAMIENTO
10,00
10,00
10,00
10,00
8,00
15,50
13,00
16,50
No cumple con
el mínimo
requerido
CPCA1
a/c = 0,45
Tabla 13. Resultados del Ensayo de Asentamiento mediante el Cono de
Abrams
Teniendo en cuenta que el asentamiento de diseño fue de 10 cm:
Fuente: Propia, Barquisimeto – Venezuela, 2015.
En base a los resultados se puede observar que el único diseño de
mezcla que cumple con el asentamiento mínimo es la de CPCA1 Ra/c 0,45,
sin embargo, resultó ser una mezcla de poca trabajabilidad, por estar por
debajo de su parámetro de diseño. Por su parte, el comportamiento de las
demás mezclas de concreto ante el ensayo de asentamiento no fue el más
idóneo, ni cumplió con los requerimientos mínimos, siendo esto, más notable
para las mezclas con relación a/c 0,60, donde se tienen los mayores registros
de asentamiento, y fue la que presentó mayor fluidez o específicamente una
mezcla líquida.
EVALUACIÓN DE LA CARBONATACIÓN EN CONCRETOS ELABORADOS CON CEMENTOS ADICIONADOS TIPO CPCA, A TRAVÉS DE MÉTODOS ACELERADOS
INDOMÉNICO V. / REVERÓN J. 102 T.E.G
0,00
2,00
4,00
6,00
8,00
10,00
12,00
14,00
16,00
18,00
0,45 0,60
8,00
15,50
13,00
16,50
Asentamiento (cm)
Relación a/c
CPCA1
CPCA2
Para una mejor interpretación de los resultados, se procedió a
elaborar un gráfico comparativo entre el CPCA1 y CPCA2, en función de los
valores de asentamiento que arrojó cada diseño de mezcla según su
respectiva relación a/c.
Gráfico 1. Comparación de Asentamiento para CPCA1 y CPCA2
Fuente: Propia, Barquisimeto – Venezuela, 2015.
Se puede observar que en comparación con la mezcla de concreto
elaborada con cemento adicionado CPCA1, la mezcla en base al CPCA2
presentó mayor fluidez tanto para la relación a/c 0,45 como a/c 0,60.
EVALUACIÓN DE LA CARBONATACIÓN EN CONCRETOS ELABORADOS CON CEMENTOS ADICIONADOS TIPO CPCA, A TRAVÉS DE MÉTODOS ACELERADOS
INDOMÉNICO V. / REVERÓN J. 103 T.E.G
MEZCLA PROBETA% POROSIDAD
TOTAL
% POROSIDAD
TOTAL
PROMEDIO
A 16,67
B 16,47
C 15,77
A 16,70
B 15,50
C 16,87
A 15,92
B 16,44
C 15,87
A 17,60
B 16,34
C 17,89
16,30
16,36
16,08
17,28
ENSAYO DE POROSIDAD
CPCA1
a/c = 0,45
CPCA1
a/c = 0,60
CPCA2
a/c = 0,45
CPCA2
a/c = 0,60
Ensayo de Porosidad:
Tabla 14. Resultados del Ensayo de Porosidad
Fuente: Propia, Barquisimeto – Venezuela, 2015.
Las probetas cilíndricas de 5 cm de altura y 10,60 cm de diámetro,
sometidas al ensayo de porosidad, arrojaron los resultados de la tabla
anterior, donde se observa que presentaron porcentajes mayores a 15% de
porosidad, que según el Manual Durar CYTED 1998 acuerda que son
concretos de durabilidad inadecuada. Ver ANEXO-B1.
A continuación se muestra un gráfico de los resultados promedios de
porosidad total para cada diseño de mezcla:
EVALUACIÓN DE LA CARBONATACIÓN EN CONCRETOS ELABORADOS CON CEMENTOS ADICIONADOS TIPO CPCA, A TRAVÉS DE MÉTODOS ACELERADOS
INDOMÉNICO V. / REVERÓN J. 104 T.E.G
15,40
15,60
15,80
16,00
16,20
16,40
16,60
16,80
17,00
17,20
17,40
0,45 0,60
16,3016,36
16,08
17,28
% Porosidad total promedio
Relación a/c
CPCA1
CPCA2
Gráfico 2. Comparación del Porcentaje de Porosidad Total promedio
para CPCA1 y CPCA2.
Fuente: Propia, Barquisimeto – Venezuela, 2015.
La mezcla de concreto con relación a/c 0,45 realizada con cemento
tipo CPCA1 presentó una porosidad ligeramente mayor que la realizada con
CPCA2, producto de ser una mezcla poco trabajable, lo que la hace poco
compacta y por tanto se genera mayor cantidad de espacios vacíos, a pesar
del cumplimiento con el asentamiento mínimo.
En lo referente a la mezcla de concreto con relación a/c 0,60 realizada
con cemento tipo CPCA1 presentó una porosidad un poco menor que la
realizada con CPCA2, lo que es un indicativo de ser una mezcla con mayor
compacidad, a diferencia de la mezcla de concreto con CPCA2 que resultó
muy fluida, lo que ocasiona segregación de los agregados, trayendo como
EVALUACIÓN DE LA CARBONATACIÓN EN CONCRETOS ELABORADOS CON CEMENTOS ADICIONADOS TIPO CPCA, A TRAVÉS DE MÉTODOS ACELERADOS
INDOMÉNICO V. / REVERÓN J. 105 T.E.G
MEZCLA PROBETA S (m/s^1/2) PROMEDIO S
A -1 0,0001629
B - 2 0,0001857
C - 3 0,0001821
A - 4 0,0001733
B - 5 0,0001825
C - 6 0,0001699
A - 7 0,0001405
B - 8 0,0001466
C - 9 0,0001394
A - 10 0,0001589
B - 11 0,0001504
C - 12 0,0001626
VALORES DE ABSORCIÓN CAPILAR PARA CADA
DISEÑO DE MEZCLA
CP
CA
1
a/c
= 0
,45
0,0001769
CP
CA
1
a/c
= 0
,60
0,0001753
CP
CA
2
a/c
= 0
,45
0,0001422
CP
CA
2
a/c
= 0
,60
0,0001573
consecuencia espacios de poros vacíos y mala compacidad, propio de altos
asentamientos.
La diferencia entre los porcentajes de porosidad total entre las
mezclas de concreto en base a CPCA1 y CPCA2 para la relación a/c 0,45 es
menor en comparación con la relación a/c 0,60, debido que menores
relaciones agua/cemento generan un concreto más compacto.
Ensayo de Absorción Capilar:
Una vez obtenido los valores de absorción capilar para cada una de
las probetas (Ver ANEXO-B2), se procedió a la determinación de cada
promedio de absorción capilar para cada diseño de mezcla como se muestra
en la siguiente tabla:
Tabla 15. Absorción capilar para cada diseño de mezcla
Fuente: Propia, Barquisimeto – Venezuela, 2015.
EVALUACIÓN DE LA CARBONATACIÓN EN CONCRETOS ELABORADOS CON CEMENTOS ADICIONADOS TIPO CPCA, A TRAVÉS DE MÉTODOS ACELERADOS
INDOMÉNICO V. / REVERÓN J. 106 T.E.G
0,0000000
0,0000200
0,0000400
0,0000600
0,0000800
0,0001000
0,0001200
0,0001400
0,0001600
0,0001800
0,45 0,60
0,0001769 0,0001753
0,0001422
0,0001573
Absorción Capilar (m/s^1/2)
Relación a/c
CPCA1
CPCA2
Se observa que ninguno de los promedios cumplen por ser mayores
que el valor de referencia 0,0001 correspondiente con medios menos
severos, del Manual DURAR, CYTED. 1998. Por tal razón para ambientes
más agresivos los resultados obtenidos no gozan de un buen
comportamiento.
Gráfico 3. Comparación de Absorción Capilar promedio para CPCA1 y
CPCA2.
Fuente: Propia, Barquisimeto – Venezuela, 2015.
Resulta evidente, que el mayor registro de absorción capilar se obtuvo
para el concreto elaborado con CPCA1, tanto para la relación a/c 0,45 como
0,60. Cabe destacar que un alto valor de porosidad total, no siempre es
indicio de una mayor absorción capilar, tal como lo es éste caso, donde los
resultados se pueden deber a la presencia de mayor cantidad de poros
capilares en la mezcla de concreto con cemento adicionado CPCA1 que en
la de CPCA2.
EVALUACIÓN DE LA CARBONATACIÓN EN CONCRETOS ELABORADOS CON CEMENTOS ADICIONADOS TIPO CPCA, A TRAVÉS DE MÉTODOS ACELERADOS
INDOMÉNICO V. / REVERÓN J. 107 T.E.G
MEZCLA:
FECHA DE ENSAYO:
HORA:
CURADO:
RESISTENCIA ESPERADA:
PROBETARESISTENCIA
(Kg/cm2)
A 415,47
B 415,25
C 366,64
D 387,48
E 291,93
F 329,16
Resultado individual del ensayo de
Resistencia
Promedio aritmético de tres ensayos de
resistencia consecutivos
415,36 CUMPLE
367,65 NO CUMPLE377,06 CUMPLE
310,54 NO CUMPLE
09:30 a.m.
28 días
380 Kg/cm2
CRITERIOS DE ACEPTACIÓN Y RECHAZO DEL ENSAYO DE RESISTENCIA A COMPRESIÓN
CPCA1 a/c = 0,45
16/09/2014
Ensayo de resistencia a la compresión:
Una vez obtenido los resultados de las resistencias a compresión de
las probetas cilíndricas estandarizadas (Ver ANEXO-D1), se procedió a la
evaluación de los resultados, aplicando los criterios de aceptación y rechazo
planteados por la Norma COVENIN 1976-2003, y mencionados en capítulos
anteriores de ésta investigación, tal como se muestra a continuación:
Tabla 16. Criterios de aceptación y rechazo del ensayo de resistencia a
compresión en probetas cilíndricas con CPCA1 a/c 0,45
Fuente: Propia, Barquisimeto – Venezuela, 2015.
Se puede observar que para la evaluación de la resistencia individual,
una de ellas no cumplió con su criterio de evaluación, que exige que ésta
resistencia no debe ser menor que f´c por más de 35 Kgf/cm2, por lo que la
mezcla no cumple con el ensayo. En cuanto a la resistencia promedio, no
cumplió por encontrarse por debajo de la resistencia de diseño.
EVALUACIÓN DE LA CARBONATACIÓN EN CONCRETOS ELABORADOS CON CEMENTOS ADICIONADOS TIPO CPCA, A TRAVÉS DE MÉTODOS ACELERADOS
INDOMÉNICO V. / REVERÓN J. 108 T.E.G
MEZCLA:
FECHA DE ENSAYO:
HORA:
CURADO:
RESISTENCIA ESPERADA:
PROBETARESISTENCIA
(Kg/cm2)
A 376,41
B 375,73
C 382,59
D 378,70
E 376,35
F 385,51
380 Kg/cm2 Resultado individual del ensayo de
Resistencia
Promedio aritmético de tres ensayos de
resistencia consecutivos
376,07 CUMPLE
379,22 NO CUMPLE380,64 CUMPLE
380,93 CUMPLE
CRITERIOS DE ACEPTACIÓN Y RECHAZO DEL ENSAYO DE RESISTENCIA A COMPRESIÓN
CPCA2 a/c = 0,45
17/09/2014
03:00 p.m.
28 días
Tabla 17. Criterios de aceptación y rechazo del ensayo de
resistencia a compresión en probetas cilíndricas con CPCA2 a/c 0,45
Fuente: Propia, Barquisimeto – Venezuela, 2015.
A pesar de que todas las resistencias individuales cumplieron, se
considera rechazada la mezcla por no cumplir con el criterio de evaluación
para la resistencia promedio a la compresión.
En función de los resultados de resistencia a compresión obtenidos
para ambos diseños de mezcla, se presenta la siguiente gráfica comparativa:
EVALUACIÓN DE LA CARBONATACIÓN EN CONCRETOS ELABORADOS CON CEMENTOS ADICIONADOS TIPO CPCA, A TRAVÉS DE MÉTODOS ACELERADOS
INDOMÉNICO V. / REVERÓN J. 109 T.E.G
CPCA1
CPCA20,00
50,00
100,00
150,00
200,00
250,00
300,00
350,00
400,00
450,00
Resistencia Individual Resistencia
Individual Resistencia Individual Resistencia
Promedio Resistencia de Diseño
Resistencia a
Compresión (Kg/cm2)
CPCA1
CPCA2
Gráfico 4. Comparación de las Resistencias individuales y promedio
para mezclas de concreto con CPCA1 y CPCA2 para la relación a/c 0,45.
Fuente: Propia, Barquisimeto – Venezuela, 2015.
La resistencia promedio de cada una de las mezclas no cumplió con la
resistencia de diseño, siendo la mezcla de concreto con CPCA2 la que más
se aproximó al valor de diseño.
Se evidencia que las resistencias individuales para la mezcla de
concreto con CPCA2 cumplieron con el criterio de evaluación de la
resistencia individual exigida en la Norma COVENIN 1976-2003, a diferencia
de la mezcla con CPCA1 donde sólo dos cumplieron.
En cuanto al registro de resistencia a compresión tanto individual
como promedio para la mezcla de concreto con CPCA2 se observa que es
mayor que la que presentó la mezcla con CPCA1.
EVALUACIÓN DE LA CARBONATACIÓN EN CONCRETOS ELABORADOS CON CEMENTOS ADICIONADOS TIPO CPCA, A TRAVÉS DE MÉTODOS ACELERADOS
INDOMÉNICO V. / REVERÓN J. 110 T.E.G
MEZCLA:
FECHA DE ENSAYO:
HORA:
CURADO:
RESISTENCIA ESPERADA:
PROBETARESISTENCIA
(Kg/cm2)
A 270,18
B 162,58
C 221,80
D 196,98
E 182,39
F 210,23
265 Kg/cm2 Resultado individual del ensayo de
Resistencia
Promedio aritmético de tres ensayos de
resistencia consecutivos
216,38 NO CUMPLE
207,36 NO CUMPLE209,39 NO CUMPLE
196,31 NO CUMPLE
CRITERIOS DE ACEPTACIÓN Y RECHAZO DEL ENSAYO DE RESISTENCIA A COMPRESIÓN
CPCA1 a/c = 0,60
16/09/2014
10:00 a.m.
28 días
Cabe destacar que la insuficiencia de resistencia a compresión
mostrada tanto para la mezcla con CPCA1 como para CPCA2, puede tener
entre sus causas el inadecuado (alto) porcentaje de porosidad total que
poseían; es sabido, que concretos con porcentajes de porosidad adecuados
(menor a 10%) presentan una mayor compacidad que se refleja en mayores
resistencias a la compresión, junto al hecho que el cemento usado, es un
cemento adicionado con filler calcáreo.
En cuanto a al análisis de resultados para las mezclas con relación a/c
de 0,60, se tiene:
Tabla 18. Criterios de aceptación y rechazo del ensayo de resistencia a
compresión en probetas cilíndricas con CPCA1 a/c 0,60
Fuente: Propia, Barquisimeto – Venezuela, 2015.
Se observa que la mezcla de concreto elaborada con cemento CPCA1
y Ra/c 0,60, no cumplió con ninguno de los dos criterios de aceptación y
rechazo que exige la Norma COVENIN.
EVALUACIÓN DE LA CARBONATACIÓN EN CONCRETOS ELABORADOS CON CEMENTOS ADICIONADOS TIPO CPCA, A TRAVÉS DE MÉTODOS ACELERADOS
INDOMÉNICO V. / REVERÓN J. 111 T.E.G
MEZCLA:
FECHA DE ENSAYO:
HORA:
CURADO:
RESISTENCIA ESPERADA:
PROBETARESISTENCIA
(Kg/cm2)
A 244,78
B 246,42
C 225,45
D 215,25
E 233,06
F 218,96
265 Kg/cm2 Resultado individual del ensayo de
Resistencia
Promedio aritmético de tres ensayos de
resistencia consecutivos
245,60 CUMPLE
230,65 NO CUMPLE220,35 NO CUMPLE
226,01 NO CUMPLE
CRITERIOS DE ACEPTACIÓN Y RECHAZO DEL ENSAYO DE RESISTENCIA A COMPRESIÓN
CPCA2 a/c = 0,60
16/09/2014
03:30 p.m.
28 días
Tabla 19. Criterios de aceptación y rechazo del ensayo de resistencia a
compresión en probetas cilíndricas con CPCA2 a/c 0,60
Fuente: Propia, Barquisimeto – Venezuela, 2015.
De igual manera que en el caso anterior, se manifiesta un
comportamiento inadecuado ante el ensayo de resistencia a compresión de
la mezcla con CPCA2 y relación a/c 0,60, por lo que no cumplió con los
requerimientos para aceptación y rechazo.
Para una mejor interpretación de los resultados obtenidos, a
continuación se presenta el siguiente gráfico comparativo:
EVALUACIÓN DE LA CARBONATACIÓN EN CONCRETOS ELABORADOS CON CEMENTOS ADICIONADOS TIPO CPCA, A TRAVÉS DE MÉTODOS ACELERADOS
INDOMÉNICO V. / REVERÓN J. 112 T.E.G
CPCA1
CPCA20,00
50,00
100,00
150,00
200,00
250,00
300,00
Resistencia Individual Resistencia
Individual Resistencia Individual Resistencia
Promedio Resistencia de Diseño
Resistencia a Compresión (kg/cm2)
CPCA1
CPCA2
Gráfico 5. Comparación de las Resistencias individuales y promedio
para mezclas de concreto con CPCA1 y CPCA2 para la relación a/c 0,60.
Fuente: Propia, Barquisimeto – Venezuela, 2015.
En el gráfico N°5 se puede observar que la resistencia promedio de
cada una de las mezclas no cumplió con la resistencia de diseño, donde la
mezcla de concreto con CPCA2 fue la que arrojó un valor más próximo al
valor de diseño.
En lo que a resistencias individuales de las mezclas de concreto se
refiere, tanto para CPCA1 como para CPCA2 no cumplieron con el criterio de
evaluación de la resistencia individual exigida en la Norma COVENIN 1976-
2003.
EVALUACIÓN DE LA CARBONATACIÓN EN CONCRETOS ELABORADOS CON CEMENTOS ADICIONADOS TIPO CPCA, A TRAVÉS DE MÉTODOS ACELERADOS
INDOMÉNICO V. / REVERÓN J. 113 T.E.G
Es importante resaltar que el registro de resistencia a compresión
tanto individual como promedio para la mezcla de concreto con CPCA2 fue
mayor que la que presentó la mezcla con CPCA1.
La insuficiencia de resistencia a compresión mostrada tanto para la
mezcla con CPCA1 como para CPCA2, puede deberse al alto porcentaje de
porosidad total que poseían; un concreto poroso posee menor compacidad y
por tanto refleja menores resistencias a la compresión.
Ensayo de profundidad de carbonatación:
Una vez culminado el tiempo de exposición (9 y 18 días) de las
probetas cúbicas dentro de la Cámara de Carbonatación acelerada, se
procedió a realizar el ensayo de profundidad de carbonatación a través del
indicador ácido-base fenolftaleína, de donde se obtuvo las mediciones en
centímetros del perfil carbonatado para cada probeta según su diseño de
mezcla, y se determinó la velocidad de carbonatación mediante la constante
KCO2, tal como se muestra en la siguiente tabla:
EVALUACIÓN DE LA CARBONATACIÓN EN CONCRETOS ELABORADOS CON CEMENTOS ADICIONADOS TIPO CPCA, A TRAVÉS DE MÉTODOS ACELERADOS
INDOMÉNICO V. / REVERÓN J. 114 T.E.G
Duración del
Ensayo
9 días
18 días
Peso (gr) Arista (cm) 9 días 18 días
1 260,10
2 256,50
3 257,00
4 258,20
5 254,30
6 260,50
7 264,80
8 249,60
9 260,40
1 281,80
2 282,60
3 277,60
4 278,20
5 282,70
6 281,60
7 283,60
8 277,00
9 276,10
1 286,30
2 281,70
3 282,80
4 283,70
5 283,60
6 283,40
7 281,80
8 284,10
9 283,70
1 272,70
2 272,30
3 272,90
4 268,70
5 270,70
6 275,10
7 270,30
8 269,60
9 276,80
CaracterísticasProfundidad Promedio Total
(cm)MEZCLA PROBETA
-----
-----
-----
-----
CP
CA
1
a/c
= 0
,45
CP
CA
1
a/c
= 0
,60
5,10
5,10
5,10
-----
CP
CA
2
a/c
= 0
,45
CP
CA
2
a/c
= 0
,60
* 1,60
* 1,76
0,75
1,02
0,62
5,10
-----
-----
----- 0,92
0,77
RESUMEN ENSAYO DE PROFUNDIDAD DE CARBONATACIÓN
101,70
79,06
47,66
46,04
39,17
41,40
49,16
55,131,22
Concentración promedio de
CO2 (ppm)Humedad RelativaTemperatura °C
4,61
4,7460,90
71,0027,10
26,43
Tabla 20. Resumen Ensayo de Profundidad de Carbonatación
Fuente: Propia, Barquisimeto – Venezuela, 2015.
EVALUACIÓN DE LA CARBONATACIÓN EN CONCRETOS ELABORADOS CON CEMENTOS ADICIONADOS TIPO CPCA, A TRAVÉS DE MÉTODOS ACELERADOS
INDOMÉNICO V. / REVERÓN J. 115 T.E.G
CPCA2 a/c 0,60
CPCA2 a/c 0,45
CPCA1 a/c 0,60
CPCA1 a/c 0,45
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1,4
1,6
1,8
9 días de Exposición 18 días de
Exposición
Profundidad Promedio Total (cm)
CPCA2 a/c 0,60
CPCA2 a/c 0,45
CPCA1 a/c 0,60
CPCA1 a/c 0,45
* Valor de profundidad de carbonatación con comportamiento errático, el
cual puede ser atribuible a las perforaciones dejadas por la varilla durante el
proceso de compactación de las probetas, debido a la poca trabajabilidad de
la mezcla, lo que ocasionó una distribución desuniforme de la penetración del
CO2.
Los valores de la tabla 20, se expresan de forma comparativa según
el tipo de cemento adicionado y relación agua/cemento, en los gráficos 6 y 7,
que se muestran a continuación:
Gráfico 6. Resultados del Ensayo de Profundidad de Carbonatación
para mezclas de concreto con CPCA1 y CPCA2.
Fuente: Propia, Barquisimeto – Venezuela, 2015.
EVALUACIÓN DE LA CARBONATACIÓN EN CONCRETOS ELABORADOS CON CEMENTOS ADICIONADOS TIPO CPCA, A TRAVÉS DE MÉTODOS ACELERADOS
INDOMÉNICO V. / REVERÓN J. 116 T.E.G
CPCA2 a/c 0,60
CPCA2 a/c 0,45
CPCA1 a/c 0,60
CPCA1 a/c 0,45
0,00
20,00
40,00
60,00
80,00
100,00
120,00
9 días de Exposición 18 días de
Exposición
39,17 41,40
47,6646,04
101,70
79,06
CPCA2 a/c 0,60
CPCA2 a/c 0,45
CPCA1 a/c 0,60
CPCA1 a/c 0,45
Gráfico 7. Velocidad de Carbonatación para mezclas de concreto con
CPCA1 y CPCA2.
Fuente: Propia, Barquisimeto – Venezuela, 2015.
Para el ensayo a los 9 y 18 días de exposición, tanto la profundidad de
Carbonatación como la velocidad más alta se registró para la mezcla con
cemento adicionado CPCA1 y relación a/c 0,45, tal como se observa en los
Gráficos 6 y 7, y justificado en el párrafo anterior.
El mejor comportamiento ante la Carbonatación acelerada fue el
presentado por las probetas hechas con la mezcla a base de CPCA2 y
relación a/c 0,45, teniendo como resultado una profundidad de
EVALUACIÓN DE LA CARBONATACIÓN EN CONCRETOS ELABORADOS CON CEMENTOS ADICIONADOS TIPO CPCA, A TRAVÉS DE MÉTODOS ACELERADOS
INDOMÉNICO V. / REVERÓN J. 117 T.E.G
Carbonatación de 0,62 cm, y una velocidad de carbonatación (KCO2) de 39,17
mm*año-0,5 (Tabla 20), resultado coherente con el valor obtenido de
Absorción Capilar y Resistencia a la Compresión para la mezcla mencionada,
en cuanto a que fue la que presentó mejor comportamiento ante estos
ensayos, siendo así la más compacta y resistente a la penetración de
agentes agresivos. Cabe destacar que el valor de la constante KCO2 es un
valor alto de por sí, en virtud del proceso de exposición a altas
concentraciones de Dióxido de Carbono (método acelerado), donde la
reacción química de la Carbonatación no se altera, sino que se acelera la
velocidad de la misma, por las condiciones internas que mantiene la cámara
de carbonatación durante el ensayo.
En general, tanto la mezcla con cemento adicionado CPCA1 como
CPCA2, presentaron un comportamiento adecuado ante la Carbonatación
acelerada, si se compara con otras investigaciones similares como es el caso
de “Evaluación de la influencia de un recubrimiento, protector y
decorativo con base en resinas acrílicas en probetas de concreto
expuestas en ambiente acelerado” de Linares A. Milfred, y Otros (2011),
de la misma casa de estudio, en donde se utilizó cemento Portland Tipo III, y
las probetas cubicas sin recubrimiento expuestas durante 18 días en la
Cámara de Carbonatación acelerada, con condiciones de humedad,
temperatura y concentración de CO2 similares a la de la presente
investigación, arrojaron valores de KCO2 igual a 112,93 mm*año-0,5, resultado
altamente contrastante con los observados en la Tabla 20, además de
probetas totalmente carbonatadas.
Resultados e imágenes del Ensayo de Carbonatación en el ANEXO C.
EVALUACIÓN DE LA CARBONATACIÓN EN CONCRETOS ELABORADOS CON CEMENTOS ADICIONADOS TIPO CPCA, A TRAVÉS DE MÉTODOS ACELERADOS
INDOMÉNICO V. / REVERÓN J. 118 T.E.G
CAPÍTULO V
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
CONCLUSIONES
Una vez finalizados todos los ensayos y procedimientos técnicos
correspondientes a ésta investigación para el estudio de la Carbonatación
acelerada en concretos elaborados con cementos adicionados tipo CPCA, es
posible generar las siguientes conclusiones al respecto:
En cuanto al asentamiento de las mezclas de concreto medidos a
través del Cono de Abrams, ninguno cumplió con los 10 cm fijados dentro del
diseño de mezcla, a excepción de la mezcla con CPCA1 y relación a/c 0,45;
que a pesar de cumplir con el asentamiento de diseño, resultó poco
trabajable.
Para el Ensayo de Porosidad, los resultados obtenidos para todos los
diseños de mezcla corresponden con concretos de durabilidad inadecuada
(porosidad mayor a 15%), lo que hace que dicho concreto no sea el más
idóneo para ser usado en la construcción, puesto a que puede permitir con
cierta facilidad el acceso de algún agente contaminante a su interior, capaz
de desencadenar un proceso corrosivo en los aceros de refuerzo (concreto
armado).
Los resultados del Ensayo de Absorción Capilar fueron
insatisfactorios, indicando que los poros en el concreto podrían estar
EVALUACIÓN DE LA CARBONATACIÓN EN CONCRETOS ELABORADOS CON CEMENTOS ADICIONADOS TIPO CPCA, A TRAVÉS DE MÉTODOS ACELERADOS
INDOMÉNICO V. / REVERÓN J. 119 T.E.G
interconectados entre sí, lo que daría paso al ingreso de cualquier agente
externo de manera sencilla.
Por su parte, el comportamiento que presentó el concreto curado a 28
días y elaborado con cemento adicionado CPCA1 y CPCA2, ante el Ensayo
de Resistencia a Compresión, no fue aceptable, puesto a que no cumplieron
con los criterios de aceptación y rechazo de la Norma COVENIN 1976-2003,
haciéndolo inseguro para su uso dentro de la construcción, e indicando que
su durabilidad no es óptima.
Los valores obtenidos del Ensayo de Carbonatación acelerada,
reflejan un comportamiento aceptable por parte de la mezcla con CPCA1 y
CPCA2 ante éste fenómeno. Cabe resaltar que fue la mezcla con cemento
adicionado CPCA2 y relación agua/cemento de 0,45, la que manifestó el
mejor desempeño ante la carbonatación acelerada.
En general, al realizar un análisis de los resultados obtenidos para
cada uno de los ensayos efectuados en ésta investigación, se observa que el
concreto con cemento adicionado tipo CPCA1 y CPCA2 no presenta
características para ser seguro y durable, razón por la cual se puede concluir
que no es recomendable el uso de los mismos para mezclas de concreto en
elementos estructurales; existiendo cierta posibilidad de uso, en elementos
que no tengan gran solicitación de carga, ni se encuentren expuestos a
ambientes altamente agresivos.
EVALUACIÓN DE LA CARBONATACIÓN EN CONCRETOS ELABORADOS CON CEMENTOS ADICIONADOS TIPO CPCA, A TRAVÉS DE MÉTODOS ACELERADOS
INDOMÉNICO V. / REVERÓN J. 120 T.E.G
RECOMENDACIONES
Es recomendable realizar posteriores investigaciones donde se lleven
a cabo ensayos en la Cámara de Carbonatación acelerada, para evaluación
de mezclas de concreto hechas con cementos adicionados tipo CPCA, con
probetas cúbicas o cilíndricas de diferentes dimensiones, con el fin de
verificar si existe analogía con los resultados obtenidos en el presente trabajo
especial de grado. También es importante que los tiempos de exposición
dentro de la cámara sean similares a los de esta investigación, y añadirle
otros períodos de tiempo sucesivos, hasta que se alcance una carbonatación
total de las probetas, para de esta forma poder determinar la velocidad de
avance de la reacción.
Evitar el uso de estos tipos de cementos adicionados en mezclas de
concreto para la construcción de elementos estructurales, quedando
disponible sólo para uso a un nivel de menor participación estructural, como
revestimientos u otros, y expuestos a un ambiente de moderada agresividad.
Realizar investigaciones dirigidas al estudio del comportamiento y
condiciones actuales de edificaciones en uso, donde hayan sido usados los
cementos adicionados tipo CPCA en la elaboración del concreto al momento
de su construcción.
Por último, se deben continuar fomentando los trabajos orientados a la
determinación del comportamiento de los concretos elaborados con
cementos adicionados tipo CPCA, con el objeto de recabar mayor
información a la existente, que permita discernir respecto al uso o no de los
cementos CPCA1 y CPCA2 en la construcción.
EVALUACIÓN DE LA CARBONATACIÓN EN CONCRETOS ELABORADOS CON CEMENTOS ADICIONADOS TIPO CPCA, A TRAVÉS DE MÉTODOS ACELERADOS
INDOMÉNICO V. / REVERÓN J. 121 T.E.G
Anexo A Caracterización de los
Agregados
EVALUACIÓN DE LA CARBONATACIÓN EN CONCRETOS ELABORADOS CON CEMENTOS ADICIONADOS TIPO CPCA, A TRAVÉS DE MÉTODOS ACELERADOS
INDOMÉNICO V. / REVERÓN J. 122 T.E.G
CEDAZO ABERTURA (mm) % PASANTE
1" 25,40 99,32 100,00 90,00
3/4" 19,05 86,89 90,00 50,00
1/2" 12,70 33,91 45,00 15,00
3/8" 9,53 13,98 20,00 5,00
1/4" 6,35 8,35 7,00 0,00
N°4 4,76 7,36
PASA N° 4 0,00
COVENIN 255 (TMax 1")
CONTROL DE CALIDAD DEL AGREGADO GRUESO
ANALISIS GRANULOMETRICO
PESO MUESTRA (gr) 20000,00
0,68
13,11
136,00
2487,00
0,68
12,43
PESO RETENIDO (gr) % RETENIDO % RETENIDO ACUMULADO
1473,00 7,36 100,00
52,98
19,93
5,63
0,99
66,09
86,02
91,65
92,64
10595,00
3985,00
1126,00
198,00
CEDAZO ABERTURA (mm) % PASANTE
3/8" 9,51 93,98 100,00 100,00
1/4" 6,35 82,84 100,00 100,00
N°4 4,76 74,83 100,00 85,00
N°8 2,38 58,45 95,00 60,00
N°16 1,19 38,92 80,00 40,00
N°30 0,595 24,27 60,00 20,00
N° 50 0,297 9,73 30,00 8,00
N°100 0,149 3,48 10,00 2,00
PASA N° 200 0,074 0,00 5,00 0,00
75,73
122,90 14,54 90,27
PESO MUESTRA (gr) 845,00
52,80
29,40
6,25
3,48
96,52
100,00
50,90 6,02 6,02
CONTROL DE CALIDAD DEL AGREGADO FINO
ANALISIS GRANULOMETRICO
PESO RETENIDO (gr) % RETENIDO % RETENIDO ACUMULADO COVENIN 255 (TMax 1")
94,10 11,14 17,16
413,50∑
67,70 8,01 25,17
138,40 16,38 41,55
165,00 19,53 61,08
123,80 14,65
MF
MÓDULO DE FINURA DEL AGREGADO FINO
4,135
ANEXO-A1. Resultados del ensayo para determinar la composición
granulométrica del agregado fino y grueso. Norma COVENIN 255-98.
Fuente: Propia, Barquisimeto – Venezuela, 2015.
Fuente: Propia, Barquisimeto – Venezuela, 2015.
Fuente: Propia, Barquisimeto – Venezuela, 2015.
EVALUACIÓN DE LA CARBONATACIÓN EN CONCRETOS ELABORADOS CON CEMENTOS ADICIONADOS TIPO CPCA, A TRAVÉS DE MÉTODOS ACELERADOS
INDOMÉNICO V. / REVERÓN J. 123 T.E.G
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0,010,101,0010,00100,00
% P
ASA
NTE
CEDAZO
GRANULOMETRÍA AGREGADO GRUESO
GRANULOMETRÍA AGREGADO GRUESO
LÍMITE SUPERIOR COVENIN 255 (PIEDRA PICADA N°1)
LÍMITE INFERIOR COVENIN 255 (PIEDRA PICADA N°1)
ANEXO-A2. Límites granulométricos para el agregado grueso. Norma
COVENIN 255
Fuente: Propia, Barquisimeto – Venezuela, 2015.
EVALUACIÓN DE LA CARBONATACIÓN EN CONCRETOS ELABORADOS CON CEMENTOS ADICIONADOS TIPO CPCA, A TRAVÉS DE MÉTODOS ACELERADOS
INDOMÉNICO V. / REVERÓN J. 124 T.E.G
0,00
10,00
20,00
30,00
40,00
50,00
60,00
70,00
80,00
90,00
100,00
0,010,101,0010,00100,00
% P
ASA
NTE
CEDAZO
GRANULOMETRÍA DEL AGREGADO FINO
GRANULOMETRÍA AGREGADO FINO
LÍMITE SUPERIOR COVENIN 255
LÍMITE INFERIOR COVENIN 255
ANEXO-A3. Límites granulométricos para el agregado fino. Norma
COVENIN 255
Fuente: Propia, Barquisimeto – Venezuela, 2015.
EVALUACIÓN DE LA CARBONATACIÓN EN CONCRETOS ELABORADOS CON CEMENTOS ADICIONADOS TIPO CPCA, A TRAVÉS DE MÉTODOS ACELERADOS
INDOMÉNICO V. / REVERÓN J. 125 T.E.G
A B C D 1 2 3
2 1/2" - - - - 2500 ± 50 - -2" - - - - 2500 ± 50 - -
1 1/2" - - - - 5000 ± 50 5000 ± 50 -1" 1250 ± 25 - - - - 5000 ± 25 5000 ± 25
3/4" 1250 ± 25 - - - - - 5000 ± 25
1/2" 1250 ± 10 2500 ± 10 - - - - -3/8" 1250 ± 10 2500 ± 10 - - - - -1/4" - - 2500 ± 10 - - - -N° 4 - - 2500 ± 10 - - - -N° 8 - - - 5000 ± 10 - - -
TOTAL 5000 ± 10 5000 ± 10 5000 ± 10 5000 ± 10 10000 ± 100 10000 ± 100 10000 ± 100
ESFERAS 12 11 8 6 12 12 12
ROTACIONES 500 500 500 500 1000 1000 1000
ENSAYO DE DESGASTE DE LOS ANGELES
AGREGADOS
GRUESOS
MENORES DE 1 1/2"
(COVENIN 266-77)
MAYORES DE 3/4"
(COVENIN 267-78)
% DE DESGASTE
% RETENIDO
PESO TOTAL DE LA MUESTRA (gr)
PESO RETENIDO EN EL TAMIZ N° 12 (gr)
PESO PASANTE DEL TAMIZ N° 12 (gr)
5000
3903
1097
PESO Y GRANULOMETRÍA DE LA MUESTRA (gr)
ANEXO-A4. Resultados del ensayo de resistencia al desgaste en agregados
gruesos menores de 1 ½”. Norma COVENIN 266 y 267.
Fuente: Propia, Barquisimeto – Venezuela, 2015.
EVALUACIÓN DE LA CARBONATACIÓN EN CONCRETOS ELABORADOS CON CEMENTOS ADICIONADOS TIPO CPCA, A TRAVÉS DE MÉTODOS ACELERADOS
INDOMÉNICO V. / REVERÓN J. 126 T.E.G
2481,00
2499,00
1522,10
-
-
2,56
0,73
Volumen de agua añadido al frasco (ml) (Va)
PESO ESPECÍFICO Y PORCENTAJE DE ABSORCIÓN (COVENIN 268 Y 269-98)
AGREGADO GRUESO
Peso de la muestra seca (gr) (Wo)
Peso muestra saturada con superficie seca (gr) (Wsss)
Peso en el agua de la muestra saturada (gr) (Wsusp)
Volumen del agua + muestra (ml) (V)
Peso específico saturado con superficie seca (gr/cm3) (ɤsss)
Porcentaje de Absorción (%) (Abs)
490,00
500,00
-
200,00
386,00
2,69
2,04Porcentaje de Absorción (%) (Abs)
AGREGADO FINO
PESO ESPECÍFICO Y PORCENTAJE DE ABSORCIÓN (COVENIN 268 Y 269-98)
Peso de la muestra seca (gr) (Wo)
Peso muestra saturada con superficie seca (gr) (Wsss)
Peso en el agua de la muestra saturada (gr) (Wsusp)
Volumen de agua añadido al frasco (ml) (Va)
Volumen del agua + muestra (ml) (V)
Peso específico saturado con superficie seca (gr/cm3) (ɤsss)
ANEXO-A5. Resultados del ensayo para la determinación del peso
específico y la absorción del agregado grueso. Norma COVENIN 269-98.
Fuente: Propia, Barquisimeto – Venezuela, 2015.
ANEXO-A6. Ensayo para la determinación del peso específico y la absorción
del agregado fino. Norma COVENIN 268-98.
Fuente: Propia, Barquisimeto – Venezuela, 2015.
EVALUACIÓN DE LA CARBONATACIÓN EN CONCRETOS ELABORADOS CON CEMENTOS ADICIONADOS TIPO CPCA, A TRAVÉS DE MÉTODOS ACELERADOS
INDOMÉNICO V. / REVERÓN J. 127 T.E.G
14400,00
8700,00
29,15
30.90
20450,00
22200,00
P.U.S (Kg/m3) 1420,14
P.U.C (Kg/m3) 1541,67
Peso Recipiente + Muestra Compacta (Kg)
Peso Muestra Suelta (gr)
Peso Muestra Compacta (gr)
Peso Recipiente + Muestra Suelta (Kg)
Peso Recipiente (gr)
Volumen Recipiente (gr)
PESO UNITARIO SUELTO Y COMPACTO AGREGADO GRUESO
2827,00
6178,00
11,04
11,82
4861,00
5643,00
P.U.S (Kg/m3) 1719,49
P.U.C (Kg/m3) 1996,11
Peso Recipiente + Muestra Suelta (Kg)
Peso Recipiente + Muestra Compacta (Kg)
Peso Muestra Suelta (gr)
Peso Muestra Compacta (gr)
PESO UNITARIO SUELTO Y COMPACTO AGREGADO FINO
Volumen Recipiente (gr)
Peso Recipiente (gr)
ANEXO-A7. Resultados ensayo para determinar el peso unitario de los
agregados gruesos y finos. Norma COVENIN 263-78.
Fuente: Propia, Barquisimeto – Venezuela, 2015.
Fuente: Propia, Barquisimeto – Venezuela, 2015.
EVALUACIÓN DE LA CARBONATACIÓN EN CONCRETOS ELABORADOS CON CEMENTOS ADICIONADOS TIPO CPCA, A TRAVÉS DE MÉTODOS ACELERADOS
INDOMÉNICO V. / REVERÓN J. 128 T.E.G
500,00
491,00
1,80
AGREGADO GRUESO
MATERIAL MAS FINO QUE EL N° 200 (COVENIN 258 -77)
Peso Seco Inicial de la muestra (gr) (Wo)
Peso Seco Final de la muestra lavada (gr) (Wl)
Porcentaje más fino que el cedazo N°200 (%) (F)
895,00
845,00
5,59
AGREGADO FINO
MATERIAL MAS FINO QUE EL N° 200 (COVENIN 258 -77)
Peso Seco Inicial de la muestra (gr) (Wo)
Peso Seco Final de la muestra lavada (gr) (Wl)
Porcentaje más fino que el cedazo N°200 (%) (F)
ANEXO-A8. Resultados del ensayo para determinar el material más fino que
el cedazo N°200. Norma COVENIN 258-77.
Fuente: Propia, Barquisimeto – Venezuela, 2015.
Fuente: Propia, Barquisimeto – Venezuela, 2015.
EVALUACIÓN DE LA CARBONATACIÓN EN CONCRETOS ELABORADOS CON CEMENTOS ADICIONADOS TIPO CPCA, A TRAVÉS DE MÉTODOS ACELERADOS
INDOMÉNICO V. / REVERÓN J. 129 T.E.G
ANEXO-A9. Ensayo para determinar cuantitativamente cloruros en arenas a
través del Método de Mohr. (“Manual Inspección de obras dañadas por
corrosión de armaduras”. Instituto Eduardo Torroja de Ciencias de la
Construcción.1989)
1. Pesar 5 gr de muestra a peso constante en un beaker o fiola.
2. Colocar 200 ml de agua destilada.
EVALUACIÓN DE LA CARBONATACIÓN EN CONCRETOS ELABORADOS CON CEMENTOS ADICIONADOS TIPO CPCA, A TRAVÉS DE MÉTODOS ACELERADOS
INDOMÉNICO V. / REVERÓN J. 130 T.E.G
3. Agitar por 1 hora.
4. Filtra con un filtro de porosidad media.
EVALUACIÓN DE LA CARBONATACIÓN EN CONCRETOS ELABORADOS CON CEMENTOS ADICIONADOS TIPO CPCA, A TRAVÉS DE MÉTODOS ACELERADOS
INDOMÉNICO V. / REVERÓN J. 131 T.E.G
5. Desechar el papel de filtro usado con la muestra sólida y resguarda el
líquido en beaker o fiola (si la muestra está turbia se debe volver a
filtrar hasta que este cristalina)
6. Acidular con 10 ml de Ácido Nítrico HNO3 y dejar en reposo por 18
horas.
7. Preparar Nitrato de Plata 0,0141N, Ácido Sulfúrico 1N, hidróxido de
Sodio 1N, Cromato de Potacio y Fenoltaleina.
8. Tomar 25 ml de la muestra liquida a estudiar.
EVALUACIÓN DE LA CARBONATACIÓN EN CONCRETOS ELABORADOS CON CEMENTOS ADICIONADOS TIPO CPCA, A TRAVÉS DE MÉTODOS ACELERADOS
INDOMÉNICO V. / REVERÓN J. 132 T.E.G
9. Medir el PH de la muestra.
10. Colocar 3 gotas de fenolftaleína y esperar que de un color rosado.
EVALUACIÓN DE LA CARBONATACIÓN EN CONCRETOS ELABORADOS CON CEMENTOS ADICIONADOS TIPO CPCA, A TRAVÉS DE MÉTODOS ACELERADOS
INDOMÉNICO V. / REVERÓN J. 133 T.E.G
11. Si tiene un PH menor a 7 se debe colocar unas gotas de hidróxido de
sodio hasta que cambie a un color rosado suave o PH 7.
EVALUACIÓN DE LA CARBONATACIÓN EN CONCRETOS ELABORADOS CON CEMENTOS ADICIONADOS TIPO CPCA, A TRAVÉS DE MÉTODOS ACELERADOS
INDOMÉNICO V. / REVERÓN J. 134 T.E.G
12. Colocar un ml de Cromato de Potacio o 20 gotas que es su
equivalente en volumen.
13. Titular con Nitrato de Plata a 0,0141N hasta que dé un color amarillo
pardo o un color ladrillo claro. Tomar el volumen inicial y el volumen
final.
EVALUACIÓN DE LA CARBONATACIÓN EN CONCRETOS ELABORADOS CON CEMENTOS ADICIONADOS TIPO CPCA, A TRAVÉS DE MÉTODOS ACELERADOS
INDOMÉNICO V. / REVERÓN J. 135 T.E.G
14. Calcular con la ecuación y determinar los porcentajes.
% CL = (A – B) x AgNO3 0,0141N x CL-
x
A: Resta de volumen inicial y final en la titulación con Nitrato de plata.
B: Blanco
Se realizó el procedimiento tres veces para luego realizar un promedio, y
obtener un resultado más acertado.
(Vaso 1) % CL = (0,60-0,20) x 0,0141 x
x
= 0,04
(Vaso 2) % CL = (0,50-0,20) x 0,0141 x
x
= 0,03
(Vaso 3) % CL = (0,40-0,20) x 0,0141 x
x
= 0,02
% CL promedio = 0,03
Normas de referencia:
COVENIN 261:77 “Agregados. Métodos de Ensayo para determinar
cuantitativamente el contenido de cloruros y sulfatos solubles en las arenas.”
COVENIN 277: 2000 “Agregados para concretos. Especificaciones”. El
máximo porcentaje en peso de muestra total es 0,10 % esta condición debe
cumplirse estrictamente en concretos armados.
Por tanto, el porcentaje de cloruro es aceptable.
EVALUACIÓN DE LA CARBONATACIÓN EN CONCRETOS ELABORADOS CON CEMENTOS ADICIONADOS TIPO CPCA, A TRAVÉS DE MÉTODOS ACELERADOS
INDOMÉNICO V. / REVERÓN J. 136 T.E.G
ANEXO-A10. Ensayo para determinar cuantitativamente Sulfatos en arenas.
Norma COVENIN 261-77.
1. Se acidula al tornasol con HCl concentrado, una alícuota de la
muestra de ensayo. Se añaden 5 cm3 de solución de NH4 Cl
calentando hasta ebullición; si la solución se enturbia, se filtra y lava el
filtro haciendo pasar agua destilada a través de él 4 ó 5 veces.
2. Se calienta el líquido filtrado hasta la ebullición y se precipita el Ba
SO4 vertiendo solución de Ba Cl2 gota a gota y agitando fuertemente
durante 10 minutos o más. Se deja decantar.
3. Se pasa la solución a través de un filtro Whatman 42 ó similar y se
lava con agua caliente hasta la eliminación de los cloruros para luego
colocar los residuos en un crisol de porcelana previamente tarado. Se
incinera y se pesa.
Donde:
= Porcentaje de Sulfato (Redondeando al segundo decimal)
W = Peso de la muestra alícuota, en gramos.
W2= Peso del Ba , en gramos
0,41153 = Factor de conversión de Ba
Entonces:
EVALUACIÓN DE LA CARBONATACIÓN EN CONCRETOS ELABORADOS CON CEMENTOS ADICIONADOS TIPO CPCA, A TRAVÉS DE MÉTODOS ACELERADOS
INDOMÉNICO V. / REVERÓN J. 137 T.E.G
Peso arena = 5,00 gr
Peso Crisol = 29,7946 gr
Crisol + Muestra Calcinada = 2989,06 gr
Pmcal = 2989,06 - 29,7946 = 0,0960 gr
Preparación de la muestra en (ml) = 250
NORMA DE REFERENCIA: COVENIN 261: 77 "Agregados. Métodos de
ensayo para determinar cuantitativamente el contenido de cloruros y sulfatos
solubles en las arenas.
COVENIN 277:2000: "Agregados para concretos. Especificaciones". La
máxima cantidad permisible de sulfatos en una arena expresada con So4 y
referida al agregado seco no será mayor de 1%. Se acepta como condición
equivalente que la cantidad de sulfatos expresados como So4 no sea mayor
de 1,2 g/l de la muestra sin que el volumen máximo de estas impurezas
sobre pase de 0,5cm3.
EVALUACIÓN DE LA CARBONATACIÓN EN CONCRETOS ELABORADOS CON CEMENTOS ADICIONADOS TIPO CPCA, A TRAVÉS DE MÉTODOS ACELERADOS
INDOMÉNICO V. / REVERÓN J. 138 T.E.G
Anexo B Propiedades Físicas del Concreto
elaborado con CPCA1 y CPCA2
EVALUACIÓN DE LA CARBONATACIÓN EN CONCRETOS ELABORADOS CON CEMENTOS ADICIONADOS TIPO CPCA, A TRAVÉS DE MÉTODOS ACELERADOS
INDOMÉNICO V. / REVERÓN J. 139 T.E.G
MEZCLA PROBETA
PESO SATURADO
CON SUPERFICIE
SECA (gr)
PESO
SUMERGIDO (gr)PESO SECO (gr)
% POROSIDAD
TOTAL
A 1115,80 645,50 1037,40 16,67
B 1086,90 630,90 1011,80 16,47
C 1069,00 625,20 999,00 15,77
A 1082,10 634,90 1007,40 16,70
B 1073,10 602,10 1000,10 15,50
C 1044,80 622,70 973,60 16,87
A 1140,10 675,30 1066,10 15,92
B 1052,90 615,60 981,00 16,44
C 1101,30 649,00 1029,50 15,87
A 1027,40 583,20 949,20 17,60
B 1013,80 570,70 941,40 16,34
C 1077,80 621,70 996,20 17,89
CPCA1
a/c = 0,45
CPCA1
a/c = 0,60
CPCA2
a/c = 0,45
CPCA2
a/c = 0,60
ENSAYO DE POROSIDAD
ANEXO-B1. Resultados del ensayo de porosidad. Norma ACI (Manual
DURAR, CYTED. 1998).
Fuente: Propia, Barquisimeto – Venezuela, 2015.
EVALUACIÓN DE LA CARBONATACIÓN EN CONCRETOS ELABORADOS CON CEMENTOS ADICIONADOS TIPO CPCA, A TRAVÉS DE MÉTODOS ACELERADOS
INDOMÉNICO V. / REVERÓN J. 140 T.E.G
ANEXO-B2. Resultados del ensayo de absorción capilar. ASTM C642-90,
(Manual DURAR, CYTED. 1998).
CPCA 1 (A/C= 0,45)
Fuente: Propia, Barquisimeto – Venezuela, 2015.
Fuente: Propia, Barquisimeto – Venezuela, 2015.
EVALUACIÓN DE LA CARBONATACIÓN EN CONCRETOS ELABORADOS CON CEMENTOS ADICIONADOS TIPO CPCA, A TRAVÉS DE MÉTODOS ACELERADOS
INDOMÉNICO V. / REVERÓN J. 141 T.E.G
Fuente: Propia, Barquisimeto – Venezuela, 2015.
CPCA 1 (A/C= 0,60)
Fuente: Propia, Barquisimeto – Venezuela, 2015.
EVALUACIÓN DE LA CARBONATACIÓN EN CONCRETOS ELABORADOS CON CEMENTOS ADICIONADOS TIPO CPCA, A TRAVÉS DE MÉTODOS ACELERADOS
INDOMÉNICO V. / REVERÓN J. 142 T.E.G
Fuente: Propia, Barquisimeto – Venezuela, 2015.
Fuente: Propia, Barquisimeto – Venezuela, 2015.
EVALUACIÓN DE LA CARBONATACIÓN EN CONCRETOS ELABORADOS CON CEMENTOS ADICIONADOS TIPO CPCA, A TRAVÉS DE MÉTODOS ACELERADOS
INDOMÉNICO V. / REVERÓN J. 143 T.E.G
CPCA 2 (A/C= 0,45)
Fuente: Propia, Barquisimeto – Venezuela, 2015.
Fuente: Propia, Barquisimeto – Venezuela, 2015.
EVALUACIÓN DE LA CARBONATACIÓN EN CONCRETOS ELABORADOS CON CEMENTOS ADICIONADOS TIPO CPCA, A TRAVÉS DE MÉTODOS ACELERADOS
INDOMÉNICO V. / REVERÓN J. 144 T.E.G
Fuente: Propia, Barquisimeto – Venezuela, 2015.
CPCA 2 (A/C= 0,60)
Fuente: Propia, Barquisimeto – Venezuela, 2015.
EVALUACIÓN DE LA CARBONATACIÓN EN CONCRETOS ELABORADOS CON CEMENTOS ADICIONADOS TIPO CPCA, A TRAVÉS DE MÉTODOS ACELERADOS
INDOMÉNICO V. / REVERÓN J. 145 T.E.G
Fuente: Propia, Barquisimeto – Venezuela, 2015.
Fuente: Propia, Barquisimeto – Venezuela, 2015.
EVALUACIÓN DE LA CARBONATACIÓN EN CONCRETOS ELABORADOS CON CEMENTOS ADICIONADOS TIPO CPCA, A TRAVÉS DE MÉTODOS ACELERADOS
INDOMÉNICO V. / REVERÓN J. 146 T.E.G
P E S O (gr)
0 17,32 24,49 30,00 42,43 60,00 84,85 103,92 120,00 134,16 146,97 293,94 415,69 509,12 587,88 657,27
MEZCLA PROBETA INICIAL 5min 10min 15min 30min 1 hr 2 hr 3 hr 4 hr 5 hr 6 hr 24 hr 48 hr 72 hr 96 hr 120 hr
A -1 1057,10 1062,00 1063,80 1065,10 1068,00 1072,00 1077,70 1082,40 1086,40 1090,10 1093,30 1127,90 1130,90 1131,30 1131,60 1131,60
B - 2 1031,00 1035,70 1037,50 1038,80 1041,70 1046,00 1052,10 1057,00 1061,40 1065,30 1068,50 1099,30 1101,10 1101,60 1101,80 1101,90
C - 3 1017,20 1022,60 1024,60 1025,90 1028,80 1032,90 1038,50 1043,10 1047,00 1050,50 1053,70 1081,70 1083,70 1084,10 1084,30 1084,50
A - 4 1025,90 1031,80 1033,90 1035,40 1038,20 1042,50 1048,40 1052,90 1056,90 1060,30 1063,70 1094,20 1096,70 1096,90 1097,20 1097,30
B - 5 1020,60 1025,80 1027,30 1028,70 1031,40 1035,60 1041,80 1046,70 1050,90 1054,50 1058,00 1087,70 1089,80 1090,00 1090,00 1090,10
C - 6 997,60 1003,00 1004,80 1006,00 1008,40 1012,00 1017,70 1022,10 1025,90 1029,70 1032,90 1063,20 1065,20 1065,40 1065,50 1065,70
A - 7 1082,10 1087,80 1089,70 1090,90 1093,30 1096,40 1100,70 1104,10 1107,10 1109,90 1112,30 1139,60 1151,40 1152,60 1152,80 1153,00
B - 8 1001,50 1006,70 1008,10 1009,10 1011,30 1014,50 1019,30 1023,20 1026,50 1029,40 1032,10 1061,00 1069,20 1069,70 1070,20 1070,30
C - 9 1048,20 1054,50 1056,10 1057,30 1059,40 1062,50 1066,40 1069,80 1072,60 1075,10 1077,40 1103,30 1114,50 1115,30 1115,70 1115,70
A - 10 960,60 966,70 968,00 969,00 971,70 975,10 980,50 985,10 989,00 992,20 995,40 1027,90 1033,80 1034,50 1034,60 1034,50
B - 11 953,90 959,50 960,50 961,60 963,80 967,10 972,00 975,90 979,30 982,00 984,70 1013,70 1021,30 1022,10 1022,10 1022,15
C - 12 1007,60 1013,80 1015,60 1016,70 1019,60 1023,60 1029,30 1033,80 1037,90 1041,20 1044,50 1078,00 1082,20 1082,70 1082,90 1083,00
CP
CA
1
a/c
= 0
,45
CP
CA
1
a/c
= 0
,60
CP
CA
2
a/c
= 0
,45
RAÍZ DEL TIEMPO (S)
CP
CA
2
a/c
= 0
,60
5 DíasENSAYO DE ABSORCIÓN CAPILAR 1 Día 2 Días 3 Días 4 Días
Fuente: Propia, Barquisimeto – Venezuela, 2015.
EVALUACIÓN DE LA CARBONATACIÓN EN CONCRETOS ELABORADOS CON CEMENTOS ADICIONADOS TIPO CPCA, A TRAVÉS DE MÉTODOS ACELERADOS
INDOMÉNICO V. / REVERÓN J. 147 T.E.G
720,00 777,69 831,38 881,82 929,52 974,88 1018,23 1059,81 1099,82
144 hr 168 hr 192 hr 216 hr 240 hr 264 hr 288 hr 312 hr 336 hrALTURA
(cm)
DIÁMETRO
(cm)
AREA
(cm2)√t (s) Wt (gr)
K
(Kg/m2*s^1/2)
POROSIDAD
EFECTIVA %M S (m/s^1/2)
1131,80 1132,00 1132,40 1132,50 1132,70 1132,60 1132,60 1132,65 1132,65 5,20 10,60 88,25 319,20 1130,00 0,0258799 15,89 37680710,06 0,0001629
1102,30 1102,30 1102,60 1103,00 1103,00 1103,00 1103,10 1103,10 1103,10 5,20 10,61 88,41 280,05 1098,00 0,0270594 14,57 29004438,79 0,0001857
1084,70 1084,70 1085,00 1085,30 1085,40 1085,35 1085,40 1085,37 1085,37 5,10 10,58 87,91 280,00 1080,00 0,0255118 14,01 30142252,98 0,0001821
1097,50 1097,70 1098,10 1098,40 1098,50 1098,40 1098,46 1098,50 1098,50 5,30 10,61 88,41 305,80 1095,00 0,0255576 14,75 33290722,68 0,0001733
1090,30 1090,50 1090,70 1091,10 1091,40 1091,37 1091,34 1091,40 1091,40 5,23 10,60 88,25 286,50 1087,00 0,0262628 14,39 30008609,69 0,0001825
1066,10 1066,20 1066,40 1066,70 1067,10 1066,80 1066,86 1066,90 1066,90 5,15 10,60 88,25 303,10 1065,00 0,0251984 14,83 34638367,42 0,0001699
1153,20 1153,40 1153,50 1153,90 1154,60 1154,20 1154,10 1154,00 1154,10 5,20 10,61 88,41 370,01 1148,00 0,0201443 14,33 50631434,95 0,0001405
1070,60 1070,80 1071,00 1071,40 1071,60 1071,50 1071,57 1071,61 1071,61 5,20 10,59 88,08 354,70 1066,00 0,0206451 14,08 46528139,79 0,0001466
1115,90 1116,10 1116,30 1116,60 1116,80 1116,70 1116,70 1116,80 1116,80 5,15 10,60 88,25 369,50 1112,00 0,0195661 14,04 51477142,05 0,0001394
1034,90 1035,00 1035,10 1035,60 1035,70 1035,68 1035,66 1035,70 1035,70 5,10 10,61 88,41 321,00 1030,00 0,0244531 15,39 39615916,96 0,0001589
1022,20 1022,40 1022,50 1022,90 1023,00 1022,80 1022,85 1023,00 1023,00 5,20 10,62 88,58 345,80 1018,00 0,0209264 13,92 44222500,00 0,0001504
1083,10 1083,40 1083,60 1083,90 1084,00 1083,90 1083,94 1084,00 1084,00 5,20 10,61 88,41 319,75 1081,00 0,0259636 15,97 37810674,00 0,0001626
11 Días9 Días 10 Días 12 Días 13 Días 14 Días6 Días 7 Días 8 Días
Fuente: Propia, Barquisimeto – Venezuela, 2015.
EVALUACIÓN DE LA CARBONATACIÓN EN CONCRETOS ELABORADOS CON CEMENTOS ADICIONADOS TIPO CPCA, A TRAVÉS DE MÉTODOS ACELERADOS
INDOMÉNICO V. / REVERÓN J. 148 T.E.G
Anexo C Propiedades Químicas del Concreto
elaborado con CPCA1 y CPCA2
EVALUACIÓN DE LA CARBONATACIÓN EN CONCRETOS ELABORADOS CON CEMENTOS ADICIONADOS TIPO CPCA, A TRAVÉS DE MÉTODOS ACELERADOS
INDOMÉNICO V. / REVERÓN J. 149 T.E.G
ANEXO-C1. Resultados del ensayo de Carbonatación acelerada.
Fecha Inicio 11/02/2015
Fecha
Culminación20/02/2015
Cara 1 Cara 2 Cara 3 Cara 4
1 260,10 1,30;1,00 1,20; 1,10 1,40;1,10 1,50;1,20 1,23 1,35
2 256,50 1,40; 1,20 1,30;1,05 1,60; 1,30 1,60;1,10 1,32 1,48
3 257,00 1,50; 1,20 1,70;1,60 1,40;1,20 1,60;1,50 1,46 1,55
4 258,20 1,60; 1,05 1,50; 1,20 1,60; 1,50 1,70; 1,40 1,44 1,6
5 254,30 1,90;1,80 2,10;1,70 1,90;1,60 1,90;1,80 1,84 2,01
1 281,80 0,80; 0,40 0,72; 0,40 1,0; 0,40 0,63; 0,37 0,59 0,79
2 282,60 0,60; 0,35 0,74; 0,34 0,66; 0,35 0,76; 0,36 0,52 0,69
3 277,60 0,77; 0,54 0,80; 0,50 0,77; 0,56 0,74; 0,66 0,67 0,77
4 278,20 0,90; 0,50 0,9; 0,60 0,80; 0,50 0,70 0,87
5 282,70 0,60; 0,60 0,65; 0,30 0,66; 0,30 0,60; 0,40 0,51 0,63
1 286,30 0,60; 0,32 0,68; 0,41 0,71; 0,36 0,67; 0,36 0,51 0,67
2 281,70 0,70; 0,30 0,50; 0,40 0,62; 0,33 0,64; 0,36 0,48 0,62
3 282,80 0,66; 0,38 0,70; 0,36 0,56; 0,23 0,62; 0,30 0,48 0,64
4 283,70 0,67; 0,30 0,54;0,41 0,41; 0,30 0,43; 0,23 0,41 0,51
5 283,60 0,56; 0,45 0,70; 0,27 0,63; 0,30 0,70; 0,37 0,50 0,65
1 272,70 0,73; 0,55 0,74; 0,50 0,67; 0,30 0,86; 0,54 0,61 0,75
2 272,30 0,88; 0,53 0,86; 0,46 0,70; 0,43 0,70; 0,54 0,64 0,79
3 272,90 0,85; 0,24 0,80; 0,43 0,76; 0,44 0,65; 0,44 0,58 0,77
4 268,70 0,75; 0,57 0,75; 0,46 0,68; 0,49 0,73; 0,30 0,59 0,73
5 270,70 0,81; 0,64 0,90; 0,60 0,82; 0,64 0,80; 0,70 0,74 0,83
101,7021
47,6563
39,1652
49,1635
Temperatura °C Humedad RelativaConcentración promedio
de CO2 (ppm)
ENSAYO DE PROFUNDIDAD DE CARBONATACIÓN
1,60
9 díasMEZCLA PROBETA
Profundidad
Promedio
(cm)
Profundidad
Promedio con
valores Máximos
(cm)
Profundidad
Promedio con
valores Máximos
TOTAL (cm)
Profundidad
Promedio
TOTAL (cm)
27,10 71 4,61
Peso (gr) Arista (cm)
Características Profundidad (cm)
0,63 0,77
0,60 0,75
0,48 0,62
CP
CA
1
a/c
= 0
,60
5,10
CP
CA
2
a/c
= 0
,45
CP
CA
2
a/c
= 0
,60
5,10
5,10
CP
CA
1
a/c
= 0
,45
5,10 1,46
EVALUACIÓN DE LA CARBONATACIÓN EN CONCRETOS ELABORADOS CON CEMENTOS ADICIONADOS TIPO CPCA, A TRAVÉS DE MÉTODOS ACELERADOS
INDOMÉNICO V. / REVERÓN J. 150 T.E.G
Fecha Inicio 09/03/2015
Fecha
Culminación18/03/2015
Cara 1 Cara 2 Cara 3 Cara 4
6 260,50 1,40; 1,00 2,3; 0,80 1,60; 0,90 1,60; 0,90 1,31 1,73
7 264,80 1,36 2,58; 1,42 1,43 1,97; 1,50 1,71 1,84
8 249,60 1,10; 0,40 1,30; 0,30 1,20; 0,40 2,10;1,60 1,05 1,43
9 260,40 2,40; 1,20 1,20; 0,50 2,60; 1,60 1,95;0,80 1,53 2,04
6 281,60 1,15; 0,85 1,24; 0,63 0,82; 0,48 0,94; 0,50 0,83 1,04
7 283,60 1,22; 0,76 1,15; 0,76 0,70; 0,44 1,08; 0,30 0,80 1,04
8 277,00 0,97; 0,70 0,94; 0,27 0,85; 0,35 1,22; 0,61 0,74 1,00
9 276,10 1,30; 0,96 1,29; 0,83 0,65; 0,43 0,84; 0,30 0,83 1,02
6 283,40 1,14; 0,67 0,90; 0,67 0,25; 0,58 0,93; 0,54 0,71 0,89
7 281,80 1,11; 0,67 1,19; 0,40 0,44; 0,29 1,09; 0,68 0,73 0,96
8 284,10 1,10; 0,83 1,04; 0,54 0,63; 0,34 1,25; 0,40 0,77 1,01
9 283,70 0,90; 0,58 0,99; 0,46 0,64; 0,38 0,78; 0,57 0,66 0,83
6 275,10 1,16; 1,30 1,10; 0,47 0,75; 0,45 1,05; 0,97 0,91 1,05
7 270,30 1,13; 1,40 1,22; 1,46 1,00; 0,53 1,32; 0,61 1,08 1,30
8 269,60 1,27; 1,09 1,36; 1,10 0,84; 0,63 1,27; 0,90 1,06 1,19
9 276,80 1,13; 1,55 1,70; 0,80 0,98; 0,70 1,24; 1,04 1,14 1,37
79,0573
46,0440
41,4002
55,1347
ENSAYO DE PROFUNDIDAD DE CARBONATACIÓN
Temperatura °C Humedad Relativa Concentración promedio
Profundidad
Promedio
(cm)
Profundidad
Promedio
TOTAL (cm)
Profundidad
Promedio con
valores Máximos
(cm)
Profundidad
Promedio con
valores Máximos
TOTAL (cm)
Peso (gr) Arista (cm)18 días
26,43 60,9 4,74
MEZCLA PROBETA
Características Profundidad (cm)
CP
CA
2
a/c
= 0
,45
5,10 0,72 0,92
CP
CA
2
a/c
= 0
,60
5,10 1,05 1,22
CP
CA
1
a/c
= 0
,45
5,10
CP
CA
1
a/c
= 0
,60
5,10 0,80 1,02
1,761,40
EVALUACIÓN DE LA CARBONATACIÓN EN CONCRETOS ELABORADOS CON CEMENTOS ADICIONADOS TIPO CPCA, A TRAVÉS DE MÉTODOS ACELERADOS
INDOMÉNICO V. / REVERÓN J. 151 T.E.G
ANEXO-C2. Imágenes de los perfiles de Carbonatación en probetas cúbicas
(9 días de exposición).
CPCA1 relación a/c 0,45 (probeta 1)
CPCA1 relación a/c 0,45 (probeta 2)
EVALUACIÓN DE LA CARBONATACIÓN EN CONCRETOS ELABORADOS CON CEMENTOS ADICIONADOS TIPO CPCA, A TRAVÉS DE MÉTODOS ACELERADOS
INDOMÉNICO V. / REVERÓN J. 152 T.E.G
CPCA1 relación a/c 0,45 (probeta 3)
CPCA1 relación a/c 0,45 (probeta 4) CPCA1 relación a/c 0,45 (probeta 4)
CPCA1 relación a/c 0,45 (probeta 4)
EVALUACIÓN DE LA CARBONATACIÓN EN CONCRETOS ELABORADOS CON CEMENTOS ADICIONADOS TIPO CPCA, A TRAVÉS DE MÉTODOS ACELERADOS
INDOMÉNICO V. / REVERÓN J. 153 T.E.G
CPCA1 relación a/c 0,45 (probeta 5)
CPCA2 relación a/c 0,45 (probeta 1)
EVALUACIÓN DE LA CARBONATACIÓN EN CONCRETOS ELABORADOS CON CEMENTOS ADICIONADOS TIPO CPCA, A TRAVÉS DE MÉTODOS ACELERADOS
INDOMÉNICO V. / REVERÓN J. 154 T.E.G
CPCA2 relación a/c 0,45 (probeta 2)
CPCA2 relación a/c 0,45 (probeta 3)
EVALUACIÓN DE LA CARBONATACIÓN EN CONCRETOS ELABORADOS CON CEMENTOS ADICIONADOS TIPO CPCA, A TRAVÉS DE MÉTODOS ACELERADOS
INDOMÉNICO V. / REVERÓN J. 155 T.E.G
CPCA2 relación a/c 0,45 (probeta 4)
CPCA2 relación a/c 0,45 (probeta 5)
EVALUACIÓN DE LA CARBONATACIÓN EN CONCRETOS ELABORADOS CON CEMENTOS ADICIONADOS TIPO CPCA, A TRAVÉS DE MÉTODOS ACELERADOS
INDOMÉNICO V. / REVERÓN J. 156 T.E.G
CPCA1 relación a/c 0,60 (probeta 1)
CPCA1 relación a/c 0,60 (probeta 2)
EVALUACIÓN DE LA CARBONATACIÓN EN CONCRETOS ELABORADOS CON CEMENTOS ADICIONADOS TIPO CPCA, A TRAVÉS DE MÉTODOS ACELERADOS
INDOMÉNICO V. / REVERÓN J. 157 T.E.G
CPCA1 relación a/c 0,60 (probeta 3)
CPCA1 relación a/c 0,60 (probeta 4)
EVALUACIÓN DE LA CARBONATACIÓN EN CONCRETOS ELABORADOS CON CEMENTOS ADICIONADOS TIPO CPCA, A TRAVÉS DE MÉTODOS ACELERADOS
INDOMÉNICO V. / REVERÓN J. 158 T.E.G
CPCA1 relación a/c 0,60 (probeta 5)
CPCA2 relación a/c 0,60 (probeta 1)
EVALUACIÓN DE LA CARBONATACIÓN EN CONCRETOS ELABORADOS CON CEMENTOS ADICIONADOS TIPO CPCA, A TRAVÉS DE MÉTODOS ACELERADOS
INDOMÉNICO V. / REVERÓN J. 159 T.E.G
CPCA2 relación a/c 0,60 (probeta 2)
CPCA2 relación a/c 0,60 (probeta 3)
EVALUACIÓN DE LA CARBONATACIÓN EN CONCRETOS ELABORADOS CON CEMENTOS ADICIONADOS TIPO CPCA, A TRAVÉS DE MÉTODOS ACELERADOS
INDOMÉNICO V. / REVERÓN J. 160 T.E.G
CPCA2 relación a/c 0,60 (probeta 4)
CPCA2 relación a/c 0,60 (probeta 5)
EVALUACIÓN DE LA CARBONATACIÓN EN CONCRETOS ELABORADOS CON CEMENTOS ADICIONADOS TIPO CPCA, A TRAVÉS DE MÉTODOS ACELERADOS
INDOMÉNICO V. / REVERÓN J. 161 T.E.G
ANEXO-C3. Imágenes de los perfiles de Carbonatación en probetas cúbicas
(18 días de exposición).
CPCA1 relación a/c 0,45 (probeta 6)
CPCA1 relación a/c 0,45 (probeta 7)
EVALUACIÓN DE LA CARBONATACIÓN EN CONCRETOS ELABORADOS CON CEMENTOS ADICIONADOS TIPO CPCA, A TRAVÉS DE MÉTODOS ACELERADOS
INDOMÉNICO V. / REVERÓN J. 162 T.E.G
CPCA1 relación a/c 0,45 (probeta 8)
CPCA1 relación a/c 0,45 (probeta 9)
EVALUACIÓN DE LA CARBONATACIÓN EN CONCRETOS ELABORADOS CON CEMENTOS ADICIONADOS TIPO CPCA, A TRAVÉS DE MÉTODOS ACELERADOS
INDOMÉNICO V. / REVERÓN J. 163 T.E.G
CPCA2 relación a/c 0,45 (probeta 6)
CPCA2 relación a/c 0,45 (probeta 7)
EVALUACIÓN DE LA CARBONATACIÓN EN CONCRETOS ELABORADOS CON CEMENTOS ADICIONADOS TIPO CPCA, A TRAVÉS DE MÉTODOS ACELERADOS
INDOMÉNICO V. / REVERÓN J. 164 T.E.G
CPCA2 relación a/c 0,45 (probeta 8)
CPCA2 relación a/c 0,45 (probeta 9)
EVALUACIÓN DE LA CARBONATACIÓN EN CONCRETOS ELABORADOS CON CEMENTOS ADICIONADOS TIPO CPCA, A TRAVÉS DE MÉTODOS ACELERADOS
INDOMÉNICO V. / REVERÓN J. 165 T.E.G
CPCA1 relación a/c 0,60 (probeta 6)
CPCA1 relación a/c 0,60 (probeta 7)
EVALUACIÓN DE LA CARBONATACIÓN EN CONCRETOS ELABORADOS CON CEMENTOS ADICIONADOS TIPO CPCA, A TRAVÉS DE MÉTODOS ACELERADOS
INDOMÉNICO V. / REVERÓN J. 166 T.E.G
CPCA1 relación a/c 0,60 (probeta 8)
CPCA1 relación a/c 0,60 (probeta 9)
EVALUACIÓN DE LA CARBONATACIÓN EN CONCRETOS ELABORADOS CON CEMENTOS ADICIONADOS TIPO CPCA, A TRAVÉS DE MÉTODOS ACELERADOS
INDOMÉNICO V. / REVERÓN J. 167 T.E.G
CPCA2 relación a/c 0,60 (probeta 6)
CPCA2 relación a/c 0,60 (probeta 7)
EVALUACIÓN DE LA CARBONATACIÓN EN CONCRETOS ELABORADOS CON CEMENTOS ADICIONADOS TIPO CPCA, A TRAVÉS DE MÉTODOS ACELERADOS
INDOMÉNICO V. / REVERÓN J. 168 T.E.G
CPCA2 relación a/c 0,60 (probeta 8)
CPCA2 relación a/c 0,60 (probeta 9)
EVALUACIÓN DE LA CARBONATACIÓN EN CONCRETOS ELABORADOS CON CEMENTOS ADICIONADOS TIPO CPCA, A TRAVÉS DE MÉTODOS ACELERADOS
INDOMÉNICO V. / REVERÓN J. 169 T.E.G
Anexo D Propiedades Mecánicas del
Concreto elaborado con CPCA1 y
CPCA2
EVALUACIÓN DE LA CARBONATACIÓN EN CONCRETOS ELABORADOS CON CEMENTOS ADICIONADOS TIPO CPCA, A TRAVÉS DE MÉTODOS ACELERADOS
INDOMÉNICO V. / REVERÓN J. 170 T.E.G
PROBETA PESO (Kg) DIÁMETRO (cm) ALTURA (cm)CARGA AXIAL
(Ton)
RESISTENCIA
(Kg/cm2)
A 12,00 15,00 29,85 73,42 415,47
B 12,00 15,00 29,80 73,38 415,25
C 12,00 14,90 29,95 63,93 366,64
D 12,20 15,05 30,10 68,93 387,48
E 12,20 14,98 30,10 51,45 291,93
F 12,00 14,99 30,06 58,09 329,16
380 Kg/cm2
28 días
09:30 a.m.
16/09/2014
CPCA1 a/c = 0,45
RESISTENCIA ESPERADA:
CURADO:
HORA:
FECHA DE ENSAYO:
MEZCLA:
ENSAYO DE RESISTENCIA A COMPRESIÓN
PROBETA PESO (Kg) DIÁMETRO (cm) ALTURA (cm)CARGA AXIAL
(Ton)
RESISTENCIA
(Kg/cm2)
A 11,80 14,90 29,90 47,11 270,18
B 12,10 15,00 30,06 28,73 162,58
C 12,00 14,98 29,92 39,09 221,80
D 12,00 15,00 29,95 34,81 196,98
E 11,95 14,93 30,03 31,93 182,39
F 12,00 15,02 29,97 37,25 210,23
FECHA DE ENSAYO:
ENSAYO DE RESISTENCIA A COMPRESIÓN
CPCA1 a/c = 0,60
CURADO:
HORA:
MEZCLA:
RESISTENCIA ESPERADA:
16/09/2014
10:00 a.m.
28 días
265 Kg/cm2
ANEXO-D1. Resultados del ensayo de resistencia a compresión. Norma
COVENIN 338-2002.
Fuente: Propia, Barquisimeto – Venezuela, 2015.
Fuente: Propia, Barquisimeto – Venezuela, 2015.
EVALUACIÓN DE LA CARBONATACIÓN EN CONCRETOS ELABORADOS CON CEMENTOS ADICIONADOS TIPO CPCA, A TRAVÉS DE MÉTODOS ACELERADOS
INDOMÉNICO V. / REVERÓN J. 171 T.E.G
PROBETA PESO (Kg) DIÁMETRO (cm) ALTURA (cm)CARGA AXIAL
(Ton)
RESISTENCIA
(Kg/cm2)
A 11,95 14,92 30,03 65,81 376,41
B 12,20 14,98 30,30 66,22 375,73
C 12,10 15,02 30,10 67,79 382,59
D 12,20 15,02 30,20 67,10 378,70
E 12,00 14,98 30,20 66,33 376,35
F 12,00 15,05 29,93 68,58 385,51
ENSAYO DE RESISTENCIA A COMPRESIÓN
CPCA2 a/c = 0,45
17/09/2014
03:00 p.m.
28 días
380 Kg/cm2RESISTENCIA ESPERADA:
CURADO:
HORA:
MEZCLA:
FECHA DE ENSAYO:
PROBETA PESO (Kg) DIÁMETRO (cm) ALTURA (cm)CARGA AXIAL
(Ton)
RESISTENCIA
(Kg/cm2)
A 11,60 15,03 29,93 43,43 244,78
B 11,60 14,98 29,87 43,43 246,42
C 11,80 15,00 30,03 39,84 225,45
D 11,80 15,03 29,92 38,19 215,25
E 11,90 15,05 30,03 41,46 233,06
F 11,80 14,98 30,07 38,59 218,96
RESISTENCIA ESPERADA:
CURADO:
FECHA DE ENSAYO:
HORA:
ENSAYO DE RESISTENCIA A COMPRESIÓN
CPCA2 a/c = 0,60
16/09/2014
03:30 p.m.
28 días
265 Kg/cm2
MEZCLA:
Fuente: Propia, Barquisimeto – Venezuela, 2015.
Fuente: Propia, Barquisimeto – Venezuela, 2015.
EVALUACIÓN DE LA CARBONATACIÓN EN CONCRETOS ELABORADOS CON CEMENTOS ADICIONADOS TIPO CPCA, A TRAVÉS DE MÉTODOS ACELERADOS
INDOMÉNICO V. / REVERÓN J. 172 T.E.G
Anexo E Ensayo de Porosidad en Probetas
Cúbicas
EVALUACIÓN DE LA CARBONATACIÓN EN CONCRETOS ELABORADOS CON CEMENTOS ADICIONADOS TIPO CPCA, A TRAVÉS DE MÉTODOS ACELERADOS
INDOMÉNICO V. / REVERÓN J. 173 T.E.G
MEZCLA PROBETA
PESO SATURADO
CON SUPERFICIE
SECA (gr)
PESO
SUMERGIDO (gr)
PESO SECO
(gr)% POROSIDAD
1 182,20 96,70 170,27 13,95
2 127,80 68,20 119,03 14,71
3 167,40 91,20 155,99 14,97
4 151,70 82,30 141,75 14,34
5 160,40 85,50 150,21 13,60
6 166,50 90,10 156,58 12,98
7 154,70 83,50 145,27 13,24
8 150,60 79,70 141,13 13,36
9 161,90 86,80 151,91 13,30
1 176,40 98,10 164,17 15,62
2 137,50 76,40 127,68 16,07
3 166,70 94,20 154,74 16,50
4 157,70 87,40 146,25 16,29
5 143,00 80,60 132,56 16,73
6 158,80 87,30 147,92 15,22
7 170,60 96,40 159,39 15,11
8 146,40 82,00 136,36 15,59
9 157,10 88,70 146,29 15,80
1 160,00 88,50 150,06 13,90
2 165,40 90,60 154,54 14,52
3 164,40 91,20 154,47 13,57
4 188,00 104,00 176,19 14,06
5 147,30 81,90 137,97 14,27
6 177,90 98,70 167,50 13,13
7 181,70 100,90 170,75 13,55
8 199,60 110,10 187,61 13,40
9 151,50 84,80 142,59 13,36
1 166,00 92,70 153,20 17,46
2 149,20 83,60 137,79 17,39
3 153,30 85,60 141,61 17,27
4 167,10 93,00 155,25 15,99
5 156,90 86,40 144,58 17,48
6 135,10 75,70 125,89 15,51
7 147,80 82,10 137,07 16,33
8 134,10 65,90 125,27 12,95
9 143,40 80,40 133,40 15,87
ENSAYO DE POROSIDAD
CPCA1
a/c = 0,45
CPCA1
a/c = 0,60
CPCA2
a/c = 0,60
CPCA2
a/c = 0,45
ANEXO-E1. Resultados del Ensayo de Porosidad en Probetas Cúbicas.
Manual Durar, CYTED. 1998.
Fuente: Propia, Barquisimeto – Venezuela, 2015.
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