MANUAL DE

TECNOLOGIA DEL

HORMIGON Y

MORTEROS

Ing. Jorge Oliver Rosero G.

AGRADECIMIENTO

El autor reconoce con agradecimiento a: Ingeniero Marco V. Garzón e Ingeniero Patricio Muñoz, profesores de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Central

P R E S E N T A C I O N

El presente libro es fruto de las enseñanzas recibidas en la Facultad de Ingeniería de la Universidad Central del Ecuador, y de experiencias en trabajos realizados.

En nuestro país existe la necesidad de tecnificación en la construcción; por tanto creo que tenemos la obligación moral de orientar nuestros conocimientos hacia la solución práctica y directa de esos problemas, no dejando que dichos conocimientos queden solo para nosotros como profesionales o en libros guardados en bibliotecas, sino que salgan de manera práctica a satisfacer la avidez de conocimientos de quienes busquen superarse.

El libro no es de manera alguna un dechado de aspectos técnicos, solo busca que la gente de la construcción tenga un criterio más amplio de los materiales con que más trabaja; que no se contente solo con su utilización y más bien sepa sus propiedades y modo de actuar llevando todo esto consigo un mejor aprovechamiento de los materiales para obtener obras con mejor calidad y economía.

Ing. JORGE OLIVER ROSERO G.

I N D I C E Pág.

Presentación 3

Introducción 6

-

I • ESTUDIO DEL CEMENTO

Generalidades 7

Composición Química 7

Tipos de cementos 7

Propiedades, pruebas físico-químicas y mecánicas del cemento: finura, consistencia

normal, fraguado, resistencia, densidad, sanidad 8

II ESTUDIO DE LOS AGREGADOS

Generalidades 10

Clasificación de los agregados 10

Forma y textura de los agregados 10

Adherencia entre agregados y pasta 11

Resistencia del agregado 11

Densidad de los agregados 11

Capacidad de absorción y contenido de humedad 12

Substancias perjudiciales en los agregados 13

Granulometría de los agregados 14

Manipuleo del agregado 16

Selección de los agregados 16

Calidad del agua de mezclado 17

III HORMIGON FRESCO

Generalidades 18

Consistencia 18

Trabajabilidad 18

Ensayo de asentamiento 19

3.4. Segregación 21

3.4.1. Sangrado 21

Medición, mezclado, colocación y compactación del hormigón 21

Hormigón Premezclado 23

Tratamientos previos a la colocación del hormigón 23

IV HORMIGON FRAGUADO

4.1 Resistencia del hormigón 25

4.1.1.- Factores que influyen en la resistencia 25

4.2.- Propiedades del hormigón 26

4.3.-Curado del hormigón 27

4.4.- Empleo y efectos de los aditivos en el hormigón 27

V USO RACIONAL Y CONTROL DE CALIDAD EN EL HORMIGON

5.1.- Generalidades 29

5.1.1. Uso racional del hormigón 29

5.2.- Control de calidad del hormigón 29

VI CANTIDADES DE MATERIALES PARA PREPARAR EL HORMIGON

6. 1.- Generalidades 32

6.2.- Cantidades de materiales parí preparar un metro cúbico de

hormigón básalo en el Método del Volumen Absoluto

Ejemplos de aplicación 32

VII MORTEROS

7.1.- Definición 40

7.2.- Dosificación 40

7.3.- Confección manual de! Mortero 40

7.4.- Clases de morteros 40

Tablas para preparar morteros 41

Ejercicio de cálculo de materiales 43

Bibliografía 44

I N T R O D U C C I O N

EL HORMIGON.

Es un material parecido a la piedra que se obtiene de una mezcla cuidadosamente proporcionada de cemento, arena, ripió u otros agregados y agua que al endurecerse torna las formas y dimensiones de la estructura deseada.

A los agregados se los clasifica en finos y gruesos (arena y ripio, respectivamente). El cemento y el agua reaccionan químicamente para unir las partículas de los agregados en una masa sólida.

En los primeros capítulos se hace una descripción de las principales propiedades y requerimientos de cada uno de los ingredientes del hormigón. Las proporciones en que se mezclan estos elementos varían de acuerdo con la granulometría de los agregados y con la resistencia final que se desee obtener.

Las ventajas que hacen del hormigón un material de construcción universal, son tan variadas como su uso: bajo costo, resistencia a altas temperaturas; al agua, gran capacidad para absorber esfuerzos de compresión, buena durabilidad, etc.

Es de desear que los constructores tengan conciencia de los materiales con que más trabaja, adaptados al tipo de obra y a las condiciones de su realización, como también a dar una correcta utilización a las cantidades de materiales y tener mejores rendimientos de obra que en el momen-to actual son básicos para obtener calidad y economía en las obras, evitando el desperdicio de materiales y obteniendo un rapidez de ejecución.

También se describe un método de diseño de mezclas simple en su aplicación y que no requiere de estudios ni aparatos especializados de laboratorio, de los cuales la pequeña empresa y el constructor carecen usualmente.

CAPITULO I

ESTUDIO DEL CEMENTO

1.1.- GENERALIDADES

Es el elemento que proviene de la pulverización del producto obtenido mediante una calcinación de mate riales arcillosos y piedras calizas.

La materia prima se tritura, se seca y se mezclan en proporciones adecuadas, la cual después de molerla se vierte en hornos rotatorios donde se calcina a temperaturas mayores a 1.400°C hasta formar el Clinker, éste se enfría y se pulveriza, agregándole yeso en pequeñas cantidades para regular el tiempo de fraguado.

1.2.- COMPOSICION QUIMICA DEL CEMENTO

Los cuatro elementos principales y que constituyen el 90% de los ingredientes son:

1. Silicato Tricálcico (C3S)

Es el elemento responsable de la resistencia a edades tempranas y hasta los 28 días

2. Silicato Dicálcico (C2S)

Es el elemento responsable de la resistencia del cementó a edades mayores a los 28 días, un año o más.

3. Aluminato Tricálcico (C3S)

Es el elemento responsable de la generación de calor en las reacciones químicas del cemento al hidratarse con el agua; así como también responsable de los cambios volumétricos en el mortero y en el hormigón, produciendo fisuramientos y vulnerabilidad en el hormigón. En la resistencia muy poco o nada contribuye este elemento.

4. Ferro Aluminato Tetra Cálcico (C4AF)

Es un elemento que contribuye a la resistencia en pequeña escala y a edades largas sobre los 90 días.

El 10% restante de los ingredientes lo constituyen los óxidos, yeso, álcalis, etc.

El yeso que se añade al Clinker en un 3 a 5% es el elemento encargado de controlar los tiempos de fraguado; pequeñas cantidades de yeso harán un cemento de fraguado rápido, mayores cantidades de yeso harán un cemento de fraguado lento.

Dependiendo del tipo de obra a ejecutarse se requerirá el cemento con características especiales las cuales en términos generales se las consigue únicamente con el cambio en la proporción de los ingredientes.

1.3.- TIPOS DE CEMENTOS.

Existen varios tipos de cementos, cada uno de los cuales con diferentes propiedades de acuerdo a las necesidades de cada tipo de obra. En nuestro medio conocemos los siguientes:

Cemento Portland Tipo I:

Este cemento es de uso general, es el más utilizado en obras donde no se requieren propiedades especiales. Se caracteriza por generar un alto calor de hidratación y alta resistencia mecánica que se la mide a los 28 días.

Este cemento no es apto para utilizarlo en ambientes muy severos o los expuestos al ataque de sales y sulfatos, tampoco es apto para hormigones masivos por cuanto al tener alto calor de hidratación promueve expansiones perjudiciales,

Cemento Tipo II:

Se lo conoce con el nombre de Portland modificado, tiene un menor calor de hidratación y la resistencia se la obtiene a los 42 días. Se lo utiliza en obras hidráulicas por su resistencia a las aguas sulfatadas, sales y suelos sulfatados.

En otros países existen además cementos tipo III,

IV y V. También se conocen otros cementos especiales:

Cemento Blanco

Es similar en sus características al cemento tipo I; se lo utiliza en terminados, hormigón visto, morteros, champeados y revocos.

Cemento Puzolánico:

Es el nombre dado a mezclas combinadas entre una cantidad de cemento Portland y un 15 a 30% de Puzolanas, que es un material que contiene elementos silicosos que en presencia de humedad reaccionan dando como resultado un componente de propiedades cementantes, aglutinantes.

Los materiales Puzolánicos más comunes son: las cenizas volcánicas y la piedra pómez. Estos cementos tienen una resistencia baja siendo útil en obras que resistan la acción de sales y sulfatos y en ambientes agresivos.

1.4.- PROPIEDADES, PRUEBAS FISICO-QUIMICAS Y MECANICAS DEL CEMENTO

Para determinar las propiedades del cemento y comprobar su calidad es necesario realizar pruebas; entre las principales tenemos las siguientes:

1.-Finura

Es un factor definitivo en la calidad del cemento, entre más fino sea un cemento, sus partículas son más pequeñas y permiten que se desarrolle mejor la reacción química y penetración del agua en la partícula, lo que influye directamente en la resistencia.

Esta prueba se la hace mediante tamizado y debe reportarse la finura como porcentaje del material que pasa el tamiz No. 100 o No. 200. El porcentaje retenido en el tamiz No. 100 no debe ser mayor al 5%. Si esto se cumple se puede garantizar los requisitos de finura del cemento.

Consistencia Normal

Se trata de determinar la cantidad de agua expresada en porcentaje para que la pasta de ce-mento y agua no sea ni seca ni fluida que para los cementos nacionales se encuentra entre un 20

a 30% de agua con respecto al peso del cemento.

Esta propiedad no determina la calidad del cemento sino más bien nos da datos referenciales para otros ensayos y pruebas.

Fraguado

El fraguado del cemento se refiere al cambio del estado plástico de la pasta al estado sólido o rígido de la misma pasta debido a las primeras reacciones químicas del cemento con el agua. Según la calidad de cemento, es el fraguado, cuyo tiempo inicial de fraguado para los cementos nacionales varía entre 1 a 4 horas que se lo determina con el aparato de Vicat o el de Gillmore.

Este endurecimiento concluye con un tiempo final de fraguado que puede estar entre 5 y 10 horas.

4 • Resistencia

La resistencia mecánica del cemento endurecido es básica en los requisitos para usos en hormi-gones estructurales. Para determinar la resistencia a la comprensión se fabrican morteros con proporciones adecuadas para preparar moldes cúbicos que se los somete a ensayos a los 7 y 28

días y en donde deben satisfacer los requisitos mínimos de resistencia que son 1 4 7 kg/cm2 a los 7 días; y de 247 kg/cm2 a los 28 días.

5.- Densidad del Cemento

La densidad del cemento debe necesariamente de terminarse porque es un dato básico para el cálculo de masas y volúmenes de hormigón.

Sabiendo que densidad es la relación entre masa para el volumen, la densidad del cemento Portland varía entre 3 y 3.15 kg/dm3.

6.-Sanidad del cemento

Consisten en determinar los cambios volumétricos del cemento, la expansión producida no debe sobrepasar los límites ya que si es mayor que la permisible puede ocasionar fisuramientos nocivos.

1.5.- RECOMENDACIONES DEL CEMENTO

En todo caso se deberá proveer de los datos de los ensayos del cemento que se vaya a utilizar para poder predecir su comportamiento en el hormigón; por cuanto el control de calidad en las fábricas de ce mentó, no es riguroso y puede variar las propiedades y requerimientos de finura, resistencia, fraguado, etc. lo que puede ocasionarnos sorpresas en la obtención del hormigón que se requiera.

Así por ejemplo, por más que utilicemos aditivos aceleradores de resistencia, ésta no se logrará si el cemento no cumple los requisitos de finura y si los tiempos de fraguado son muy grandes.

CAPITULO II

ESTUDIO DE LOS AGREGADOS

2.1.- GENERALIDADES

Los agregados en el hormigón forman parte en alrededor del 75% de la mezcla total, por lo que se puede adelantar que la calidad del hormigón depende " también de la calidad de los agregados. Estos elementos son muy importantes por ser el material más barato que el cemento y por su facilidad de obtención; por lo que en cualquier diseño debería utilizarse la mayor cantidad de agregados con un mínimo de cemento.

Los agregados como componentes de la mezcla son responsables de la resistencia a la aplicación de car gas, de la resistencia al desgaste, disminuyen los cambios volumétricos por el proceso de fraguado del cemento y en general mejoran la durabilidad en el hormigón.

CLASIFICACION DE LOS AGREGADOS

Se tienen agregados finos que son las arenas y agregado grueso que es el ripio.

Las arenas de acuerdo a su procedencia, se denominan:

De río

De playa

De mina

Artificiales

De río

La que más se usa es la que se encuentra en los ríos. Es preferida por que no lleva pegada tierra, ya que si llevase fuese un gran inconveniente para lograr buenos morteros y hormigones porque impide las reacciones químicas del cemento

El inconveniente que tienen es que sus partículas son redondeadas por el acarreo que han sufrido, ya que para unirse mejor con el cemento se prefieren granos con forma irregular angulosa.

Arena de Mina

Se encuentran depositadas en los más diversos lugares desde tiempos pasados, están formadas generalmente por granos angulosos, contienen pe quenas cantidades de arcilla y materias orgánicas.

Arenas de Playas

Estas arenas se pueden emplear mediante un pro ceso de lavado (en agua dulce) siempre que tengan el tamaño adecuado, pues contienen sales alcalinas que absorben y retienen humedad, dan do con el tiempo origen a eflorescencias que son perjudiciales para los acabados interiores.

Arenas Artificiales

Son las arenas provenientes de canteras que se las obtienen del triturado de piedras (polvo de piedra). Su inconveniente es que contienen polvo suelto demasiado fino por lo que se requerirá de mayor cantidad de cemento para recubrir las partículas.

2.3.- FORMA Y TEXTURA DE LOS AGREGADOS

La forma de las partículas es una de las propiedades más importantes de los agregados y dependen de su origen u obtención, según sea el caso se conocen las siguientes formas de las partículas:

a) Partículas redondeadas

b) Partículas angulares

c) Partículas irregulares

d) Partículas alargadas

Cuando se requiere máxima resistencia e impermeabilidad, es necesario que el agregado presente la máxima compactibilidad (o sea que presente el mínimo contenido de vacíos) y cuando sólo se necesita determinada resistencia basta que la pasta de cemento y agua sea lo suficiente para recubrir la superficie de contacto de las partículas de los agregados.

Se ha comprobado que la misma forma redondeada de los granos, además de proporcionar morteros más manejables y más resistentes, proporcionan también mezclas más económicas, ya que los granos de forma alargada o con aristas vivas representan, en relación al volumen, un área mucho mayor que es preciso recubrir con pasta de cemento y agua.

No es conveniente que los agregados tengan aristas vivas y ángulos muy agudos, pues esto hace que disminuya la resistencia del conjunto.

Textura

La textura de las partículas de los agregados se define como el grado en que l a superficie exterior es pulida, mate, áspera, suave, etc. Dependiendo de l a dureza de cada partícula y de l a porosidad o consistencia del agregado, se conocen l o s siguientes tipos de textura:

a) Superficie lisa

Son superficies generalmente desgastadas por frotamiento o por l a acción del agua. Se l a s utiliza en hormigones de baja resistencia por cuanto no garantizan de manera alguna l a adhe-rencia con l a s demás partículas y l a pasta de cemento y agua.

b) Superficie granular

Son superficies que presentan granulaciones uniformemente distribuidas, al tacto se muestran ligeramente duras.

c) Superficie áspera

Son superficies que presentan gran variedad de tamaños, al tocarlas se siente su rugosidad y aspereza. Su utilización es aconsejable porque garantiza una buena ligazón con el empastado cemento y agua.

d) Superficie apanalada

Son superficies con poros y cavidades visibles, no son aptas para utilizarlas en hormigones de alta resistencia.

En cuanto al color de los agregados se puede decir que en forma general el ripio azul plomizo podría ser una granudiorita de buena calidad, así como también el color gris es andesita que también es de buena calidad. No es recomendable para hormigones el ripio color rojizo o café por cuanto no favorecen a las mezclas al presentar una oxidación perjudicial.

2.4.- ADHERENCIA

La resistencia del hormigón depende en un alto porcentaje entre la adherencia del agregado con la pasta de cemento y agua.

Deben tenerse superficies que garanticen un buen grado de unión o ligazón entre agregados y pasta; por esta razón se recomiendan superficies ásperas, rugosas.

En pruebas indirectas se logra demostrar que cuando la adherencia entre agregados y pasta ha sido buena, las fallas en el hormigón se obtienen por fractura del agregado siguiendo la misma línea en la pasta; si la adherencia es mala puede fallar exclusivamente la pasta y las partículas de los agregados salen intactos.

Otro factor que influye en la adherencia es la calidad de la pasta de cemento y agua, pues a mayor cantidad de cemento se tendrá mayor adherencia con el agregado y por consiguiente mayor resistencia del hormigón.

2.5.- RESISTENCIA DEL AGREGADO

Para la fabricación de hormigones se deberá tener agregados resistentes, por lo cual esta prueba es definitiva para la utilización de un agregado. En el laboratorio se coloca una cantidad de agregado en una máquina de abrasión o desgaste llamada máquina De los Ángeles en la cual mediante golpes se determina el porcentaje de desgaste, el cual si es menor al 50% se puede emplear en hormigones de mediana resistencia, si es mayor al 50% sirve para hormigones de baja resistencia; y si es mayor al 60% el material debe rechazarse.

Lo ideal sería someter a una muestra de roca originaria a compresión y determinar su resistencia, pe ro resulta físicamente imposible; por esta razón se pueden hacer pruebas indirectas como es el caso de tomar un martillo y golpear al agregado, si el sonido es hueco y sordo, la piedra es blenda y mientras el sonido es agudo y metálico, la piedra es dura y resistente.

También se reconoce la calidad y resistencia del agregado, rompiéndola en trozos, si estos tienen aristas vivas, es dura y si no los tiene y son redondeados, el ripio es suave.

2.6.-DENSIDADES DE LOS AGREGADOS

La densidad de un cuerpo se define como la relación entre una masa, un peso que se determina en una balanza dividido para el volumen que ocupa esa masa. En los agregados también se determina la densidad, tomando en cuenta que entre más alta sea esa densidad, se tendrá materiales de mejor calidad.

Se tienen las siguientes clases de densidades;

1.-Densidad Global

Es muy utilizada porque en general representa a los materiales como se encuentran en estado natural.

La densidad global es la relación entre lo masa del agregado sólido en cierto estado de humedad llamado SSS saturado superficie seca; dividido para el volumen del material sólido.

2.- Densidad Aparente (peso unitario)

Es la relación entre la masa del agregado dividida para un volumen unitario incluido poros y vacíos.

Esta densidad puede determinarse en estado suelto o en estado compactado.

En estado suelto, este valor nos sirve para relacionar volúmenes sueltos, es decir es la forma como nos venden los proveedores; y en estado compactado para los métodos volumétricos de diseño de mezclas.

2.7.- CAPACIDAD DE ABSORCION Y CONTENIDO DE HUMEDAD

Para poder definir estos conceptos vamos a considerar las partículas de los agregados en cinco estados de acuerdo al contenido de humedad.

1. Una partícula seca, exenta de humedad, esto sería seca al horno.

2. Una partícula seca al a i r e , don de los agregados presentan un aspecto mate y dejan polvo en las manos al tocarlos.

3. Húmedo

Los agregados presentan un aspecto semibrillante y dejan la mano algo mojada al tocarlos, en la arena los granos se adhieren entre sí y se puede hacer-bolas apretándolos suavemente.

Si la partícula se nota que tiene todos sus poros permeables saturados de humedad, pero la superficie exterior totalmente seca, ésta sería una partícula en estado Saturado Superficie Seca (SSS).

4.- Saturado

Los agregados presentan un aspecto brilloso con humedad exterior, este estado se obtiene con agregados expuestos a lluvias o recientemente extraídos de ríos.

5. Sobresaturado

Caso muy raro, supone agrega -dos que han estado sumergidos en agua sin escurrimiento.

Capacidad de Absorción es la cantidad máxima de a-gua expresada en porcentaje (%) que

puede absorberlas partículas desde cuando están sin humedad hasta cuando están en estado Saturado Superficie Seca SSS.

El contenido de humedad es la cantidad de agua expresada en porcentaje que tienen los agregados en cualquier instante

( )

2.7.1.- Abultamiento de la Arena

Cuando se añade agua a la arena, ésta aumenta de volumen causado por la presión capilar entre las partículas del agua que se añada.

Este fenómeno es muy importante por los efectos negativos en las mezclas de hormigón puesto que reduce el peso real de lo arena produciendo deficiencia de este agregado en la mezcla, lo que además propicia segregación del agregarlo grueso y formación de cavidades en el hormigón; además puede aumentar la relación agua/cemento si no se llega a corregir lo que bajaría la resistencia.

A mayor finura de la arena o agregado fino se tiene mayor abultamiento; se han logrado abultamientos del orden del 40% con un 10% de agua, es decir que un metro cúbico de arena puede llegar a expandirse a 1.4 m3 si se añade 10 litros de agua. Pero sí en cambio se añade más agua, ésta se escurre al vencer la presión capilar.

2.8.- SUBSTANCIAS PERJUDICIALES EN LOS AGREGADOS

1.- Materia Orgánica

Cuando los agregados contienen materia orgánica, es decir desechos de plantas, yerbas o animales, no dejan que se desarrollen las reacciones químicas del cemento, lo que resulta perjudicial por lo que hay que evitar la presencia de esta materia orgánica.

Para la arena se realiza el ensayo de COLORIMETRIA que determina en la arena la presencia de materia orgánica colocando una muestra de prueba en una solución de hidróxido de Sodio (NaHO) al 3% y dejando reposar por lo menos 24 horas luego de lo cual se analizará la colora-ción de la solución. Si el color de la solución no es más obscuro que el amarillo estándar definido por la norma se supone que el contenido orgánico es casi o nada perjudicial, si el color es más obscuro que el estándar dicha arena no es aconsejable utilizarla o se deberá realizar un análisis correspondiente para el uso o no de esa arena.

2.- Arcillas y otros materiales finos

Se ha indicado que la resistencia del hormigón depende en gran parte de la adherencia de los agregados con la pasta de cemento y agua; pero si el agregado grueso, el ripio, contiene arcilla, partículas de tierra y otros materiales finos, la adherencia no será total y más bien dará lugar a zonas débiles de adherencia lo que provocaría fallas en ese sector.

Por otro lado si en el agregado fino, arena, también se encuentran arcillas, limos, etc. debido a su extremada finura de estos materiales resulta difícil recubrirlos totalmente con pasta de cemento y agua quedando estos elementos sin ligarse, sin unirse, dando lugar a fallas tempranas y como consecuencia final bajas resistencias .

En el ripio se puede eliminar estos materiales mediante un lavado con agua.

3.- Contaminación Salina

Cuando la arena se obtiene de playas de mar, estuarios o bancos salinos, se deberá tener especial cuidado en el contenido salino, por cuanto las sales al secarse se expanden, lo que provocaría aumentos de volumen y fisuramientos. Adicionalmente si el hormigón tiene armadura de hierro, las sales producirían corrosión, debilitando la armadura.

4.- Partículas inestables

Se consideran partículas inestables, los materiales como carbón, madera, piedra pómez y más elementos fácilmente destructibles que perjudicarían el conjunto de la mezcla por lo que se los debe evitar.

5.- Reacción Álcali-Agregado

Ciertos agregados que contienen sílice pueden ser peligrosos al momento de reaccionar con los álcalis del cemento, produciendo hinchazones que pueden ser incontenibles, provocando fisuras internas, agrietamiento y rotura de la pasta.

La manera de prevenir esto, es realizando pruebas en el agregado en morteros para determinar si en un tiempo de 90 días se ha expandido más allá de los límites permitidos o no.

2.9.- GRANULOMETRIA DEL AGREGADO

Esta propiedad estudia la distribución por tamaño de los agregados y consiste en efectuar el tamizado de un agregado por una serie de mallas o tamices cuyas aberturas son graduadas convenientemente.

Máquina vibratoria para tamizado del ripio Tamices para Granulometría de la arena

El análisis granulométrico se lo hace en un laboratorio especializado y los resultados se expresan en forma tabular mediante las: CURVAS GRANULOMETRICAS, que es una grafico del porcentaje del agregado que pasa por los diferentes tamices y comparando con los límites establecidos.

Agregados

AGREGADO: GRUESO LUGAR DE ORIGEN: SAN ANTONIO DE PICHINCHA

TAMAÑO NOMINAL = 11/2"

TAMIZ Retenido Parcial Gr.

Retenido Acumul. Gr.

% Retenido

% Que Pasa

1 1/2" 583.00 583.00 3.64 •96.36 1" 1709.00 2292.00 14.34 85.66

3/4" 8756.00 11048.00 69.09 30.91 1/2" 4784.00 15832.00 99.00 0.99 3/8" 73.80 5905.80 99.47 0.53 No. 4 29.00 15934.80 99.60 0.40

No.8 10.60 15945.40 99.72 0.28 Bandeja 44.40 15989.80 100.00 0 TOTAL 15989.80

ENSAYO DE GRANULOMETRIA

CURVA GRANULOMETRICA

Se dice que un agregado es uniforme cuando en las partículas predomina un solo tamaño, pero si las partículas tienen una variedad equilibrada de los tamaños se dice que el agregado es "Bien Graduado"; esto es más conveniente porque en la mezcla se deja menos espacios vacíos.

De la granulometría del agregado dependen muchos factores, como por ejemplo la cantidad de pasta que tenga que usarse en el hormigón; pues para un mismo volumen de agregado, si se tiene tamaños pequeños (figura B), se requiera de mayor cantidad de pasta de cemento y agua para recubrir todas las partículas que si se tuviera tamaños más grandes (figura A), donde se necesita menos pasta y por lo tanto será un hormigón más económico

Asimismo de la granulometría depende en un gran porcentaje la trabajabilidad, la cohesión del hormigón y el control de la segregación.

Del análisis granulométrico se obtienen los siguientes datos:

2.9.1. Módulo de Finura

Representa un promedio del tamaño del mate rial retenido en los diferentes tamices.

Para el agregado fino se tienen módulos de finura que van desde 2 hasta 3.2 y para agregado grueso, todo lo que es mayor a 3.2.

Conociendo de módulo de finura es posible hacer un análisis preliminar de las clases de hormigón que se va a tener, la cantidad de pasta a utilizarse, la posible trabajabilidad, etc.

2.9.2. Tamaño Nominal Máximo (TNM)

Se lo determina en el ripio y es un tamaño del tamiz de abertura mayor al cual se retiene el 10% o más del agregado. Se puede decir que es el tamaño predominante del agregado.

Se pueden tener tamaños nominales de: 9.5 mm. (3/8"), de 38.1 mm (1 1/2"), de 19.05 mm. (3/4"), de 25.4 mm (1").

2.9.3. Requisitos de granulometría

En la naturaleza es difícil que un agregado cumpla con los límites de la curva granulo métrica, sin embargo, se pueden hacer correcciones para obtener este agregado ideal y en algunos casos se puede corregir al material añadiendo a la mezcla más cantidad de pasta de cemento y agua.

La granulometría de un agregado debe será analizada, pensando siempre en obtener una mezcla que sea trabajable, compactible y que nos deje la menor cantidad de vacíos a ser rellenados.

Se debe pensar en recubrir todas las partículas de agregados con pasta, uniéndolas; para que exista la suficiente unión, ligazón entre ellas.

Es conveniente un agregado bien graduado, es decir una variedad equilibrada de tamaños, por cuanto se tiene mejor trabajabilidad, mejor cohesión, resulta más fácil compactar.

De este análisis se concluye que la granulometría del agregado es de vital importancia en el diseño de mezclas.

Llegado el caso de no disponer de buena granulometría del agregado, es preferible trabajar con el agregado disponible, corrigiendo deficiencias granulométricas con la compensación en la cantidad de pasta de cemento y agua y diseñando la mezcla de hormigón para resistencias más altas que las deseadas, aunque esto signifique un aumento en el costo.

2.10 .MANIPULEO DEL AGREGADO

Es sumamente importante saber manejar el agregado con la finalidad de tener la granulometría adecúa da, evitar segregaciones, rotura o fisuramiento del agregado, contacto con materia orgánica, etc. para lo cual se recomienda lo siguiente:

1.- Evitar la segregación

El almacenamiento del agregado se lo debe hacer en capas horizontales o de pequeña pendiera te evitando la formación de conos o pilas cónicas donde se facilita para que los tamaños más pequeños vayan abajo y se altere la granulometría.

2.- Evitar el fracturamiento

O fisuramiento de las partículas, para lo cual el almacenamiento debe hacerse evitando que el agregado caiga desde grandes alturas.

3.- Evitar la contaminación orgánica

Es decir el contacto con tierra, con yerbas o con desechos; para lo cual el almacenamiento debe hacerse sobre superficies limpias o si es posible sobre superficies hechas con una capa de mortero simple.

2.11.- SELECCION DE LOS AGREGADOS

Los agregados deben seleccionarse básicamente de a-cuerdo a cada una de las propiedades ya analizadas las cuales podemos decir resumiendo que un agregado de buena calidad consiste en partículas sin fracturas, resistentes a la aplicación de cargas, sin partículas planas o muy alargadas, de textura superficial o algo rugosa.

En cualquier caso deben tenerse en cuenta los siguientes criterios:

Para cualquier tipo de obra el agregado debe cumplir los requisitos de granulometría o com-pensarlos con la adición de pasta de cemento y agua.

No debe rechazarse necesariamente agregados de forma o textura indeseable en favor de otro agregado de buena calidad, si éste último resulta de difícil obtención para la obra, porque si es del caso se puede compensar con la adición de pasta.

Deberá utilizarse el agregado que no contenga materia orgánica y para el caso de la arena que haya pasado la prueba de Colorimetría.

Debe seleccionarse el agregado de tal forma que su resistencia individual garantice la resistencia formando parte del hormigón

Debe rechazarse el agregado con partículas livianas, carbón, piedra pómez o agregados porosos.

2.1.2.-CALIDAD DEL AGUA DE MEZCLADO

Si la cantidad del agua de mezclado influye en la resistencia del hormigón, la calidad de ésta influye también en la resistencia del mismo.

El agua a utilizarse debe ser fresca, libre de toda substancia que interfiera el proceso normal de las reacciones químicas del cemento; no debe utilizarse agua que contenga substancias nocivas como aceites, ácidos, sales, materia orgánica, etc.

CAPITULO III

HORMIGON FRESCO

3.1.-GENERALIDADES

Está comprobado que las propiedades del hormigón fresco son definitivas en las propiedades del hormigón fraguado; por consiguiente un minucioso análisis del hormigón fresco en corto tiempo permite comprobar ciertas propiedades o si es del caso per mite hacer correcciones en la mezcla fresca del hormigón.

3.2. CONSISTENCIA

La consistencia del hormigón fresco nos define el grado de fluidez de la mezcla de hormigón, abarcan do desde las mezclas más secas a las más fluidas.

Este rango de fluidez lo podemos esquematizar así:

Seca ^ Semiseca ^ Plástica ^ Fluida ^

---------→------------------→--------------→-----------→

El término medio de consistencia pertenece a la mezcla plástica, es decir una consistencia que no es ni seca ni fluida, presenta buena cohesión, una masa uniforme, sin segregación, existe la suficiente cantidad de pasta para recubrir todas las partículas de los agregados, dando como resultado una masa homogénea, que se asienta uniformemente, que no se note ni ripio ni arena.

Esta consistencia plástica es bastante favorable para la resistencia.

En cambio si la cantidad de pasta es insuficiente, puede encontrarse una masa con segregación, sin cohesión, esto traerá como consecuencia la falta de compactación y por consiguiente la pérdida de resistencia. Igualmente las mezclas con exceso de pasta son fluidas, produciéndose también segregación, falta de homogeneidad y uniformidad; en o tras palabras estos dos polos son desfavorables.

La consistencia está de acuerdo al tipo de obra que se vaya a hormigonar; así por ejemplo si se tiene una viga con bastante armadura, se tendrá una consistencia entre plástica y fluida, lo mismo si se tiene que bombear el hormigón para colocarlo en pisos altos; lo que no sucede cuando se deba utilizar una consistencia semiseca en muros.

3.3.-TRABAJABILIDAD

La trabajabilidad es un término con el que se define la mayor o menor facilidad que presenta un hormigón fresco a ser manipulado, transportado, colocado y compactado; así se tendrán grados de trabajabilidad como buena, regular o mala.

Cabe mencionar que la trabajabilidad influye definitivamente en el elemento terminado, pues de la trabajabilidad depende también la compactación y por consiguiente la densidad del hormigón fraguado. A mayor compactación, se tendrá mayor densidad y por consiguiente mayor resistencia del hormigón.

3.3.1.- Factores que influyen en la trabajabilidad

La cantidad de agua que interviene en una mezcla de hormigón, es el principal factor que influye en la trabajabilidad, pero no se puede perjudicar la resistencia añadiendo más agua; sin embargo otros factores influyen también en esta propiedad como por ejemplo el tamaño máximo del agregado, la granulometría, la forma y textura del agregado, asimismo independientemente de la cantidad de agua el grado de trabajabilidad está dado por la relación entre agregado para cemento, por la finura de la arena y del cemento, también por la mayoración o disminución de agregados o pasta de cemento y agua, etc. En todo caso todos los ingredientes del hormigón influyen en la trabajabilidad.

3.3.2.-Pruebas de Consistencia y Trabajabilidad

No se ha podido establecer una prueba directa que mida la consistencia y la trabajabilidad en razón de las múltiples variables de los agregados; sin embargo se tiene un ensayo que es muy útil que es el:

Ensayo. De asentamiento (Revenimiento)

Es una medida de la consistencia en el hormigón y en algunos casos en forma indirecta puede darnos el grado de trabajabilidad.

Este ensayo consiste en colocar el hormigón en un molde troncocónico cuyas medidas son: 30 cm. de al tura, 10 cm. en su base superior y 20 cm. de diámetro en su base de apoyo; este es el llamado: Cono de Abrams.

La prueba se lleva a cabo colocando el molde ligeramente humedecido sobre una superficie horizontal y se vacía en el hormigón en tres capas hasta llenarlo, en cada capa se le compacta con una varilla de 16 mm y de 60 cm. de largo, enrasando se el borde para luego retirar el molde cuidadosamente hacia arriba. Sobre la superficie horizontal donde descansa el cono queda la revoltura, que por falta de apoyo de las paredes laterales se asentará más o menos, según su fluidez.

La diferencia en centímetros entre la altura del molde y la final de la mezcla se denomina Asenta-miento o revenimiento y es tanto mayor cuanto más fluida es la mezcla. Se deberá sacar el promedio de tres pruebas.

ASENTAMIENTO

CONO DE ABRAMS PARA DETERMINAR EL ASENTAMIENTO DEL HORMIGON EN LA OBRA

Un asentamiento pequeño indica una consistencia semiseca o seca, en cambio que un asentamiento muy grande indica una consistencia fluida.

Debemos tratar de tener una mezcla plástica que se tendrá con un asentamiento de hasta 8 cm. y que sea uniforme, será una mezcla homogénea, de buena cohesión, con lo cual se garantizará la resistencia.

Se conocen tres tipos de asentamiento:

1.- Cuando la mezcla es plástica, se tiene un asentamiento uniforme.

2.- Si la mezcla es fluida se puede obtener un asentamiento por corte.

3.- Si es demasiado fluida se tiene un asentamiento desplomado.

Tipos de Asentamientos:

Se podría hacer correcciones a la mezcla; si se tiene desplomado es porque tiene exceso de agua o pasta para lo cual se deberá añadir agregados o disminuir la cantidad de agua. Si se tiene por corte para corregirle se deberá añadir cemento tomando en cuenta que las partículas de arena dan más cohesión ante lo cual también se puede añadir cantidades de arena.

Si le faltare pasta para recubrir y unir las partí culas se notará huecos o cavidades en el hormigón por lo que se procederá a realizar la corrección -correspondí ente.

Asentamiento Recomendado para varios tipos de construcción (Según el ACI).

TIPOS DE CONSTRUCCION

ASENTAMIENTO (cm.)

Mínimo Máximo

Cimentaciones, paredes, plintos de hormigón armado 3 8

Plintos de hormigón simple, subestructura 2 8

Losas, vigas y paredes reforzadas 2 10

Columnas de edificios 2 10

Pavimentos 2 8

Construcción en masa, hormigón ciclópeo 2 5

3.4.- SEGREGACION

Esta propiedad se define como la separación de los ingredientes constituyentes del hormigón fresco, dejando de ser una masa uniforme; las causas que producen este fenómeno son básicamente los diferentes tamaños de los mismos.

Para evitar la segregación el hormigón debe ser cohesivo, uniforme, de consistencia plástica.

Se pueden establecer diferentes tipos de segregación, como por ejemplo: separación del agua de la mezcla de los demás ingredientes, separación de la pasta de cemento y agua de los demás elementos, y lo que es peor la separación de todos los ingredientes entre sí.

También para evitar la segregación se debe contar con una buena granulometría de los agregados y tener un cuidadoso manipuleo del hormigón. Esto quiere decir que se ha de evitar grandes recorridos en el transporte del hormigón; colocarlo desde una altura demasiado grande; pasarlo por un canalón con cambios bruscos de dirección y descargarlo sobre un obstáculo.

Además el exceso de vibraciones puede llegar a producir segregación, por lo cual se recomienda que se vibre el hormigón por un tiempo corto y hasta que no se produzca segregación.

3.4.1.-Sangrado

El fenómeno de sangrado es una forma de segregación en la que una parte de la mezcla de hormigón fresco tiende a flotar o a escurrirse a través de las uniones de los encofrados; esto se debe a que los constituyentes sólidos de la mezcla no pueden retener el exceso de agua y más bien provoca el a sentamiento de estas partículas promoviendo la separación de los ingredientes. Las principales con secuencias del sangrado son las siguientes:

1. Si encima de una capa hormigón queda flotar, do agua, al colorar la capa siguiente, ya que dará esa zona débil, porosa, poco resistente, por lo que se debería extraer esa agua de sangrado o esperar que se evapore.

2. Si la evaporación del agua en la superficie del hormigón es más rápida que la velocidad de sangrado se producen agrietamientos por efectos de la contracción del secado del hormigón, para lo cual se recomienda recubrir la superficie con fundas de papel para evitar la evaporación.

3. Si el sangrado produce escurrimiento del agua, acarrea consigo cemento dando como resultado un hormigón poroso, de baja adherencia y baja resistencia.

Para controlar todos los tipos de sangrado, se recomienda lo siguiente:

a) De ser posible debe reducirse la relación efectiva agua/cemento con lo que inclusive se ganaría en resistencia.

b) En algunos casos se reduce el sangrado con la adición a la mezcla de agregado fino, arena, con un módulo de finura bajo, es decir con arena fina.

c) Para reducir el sangrado puede utilizarse aditivos reductores de agua.

d) En caso de haberse utilizado agregado fino artificial, polvo de piedra, para contrarrestar el sangrado debe cambiarse a agregado fino natural por su mayor capacidad de retener el agua.

3.5.- MEDICION, MEZCLADO, COLOCACION Y COMPACTACION DEL HORMIGON

3.5.1.-Medición

Las operaciones de medición de los ingredientes del hormigón son de tal importancia que influyen notablemente en la uniformidad de todas las mezclas del hormigón, en obras pequeñas donde se mida los ingredientes al volumen se deberá tener cajones tanto para el ripio como para la arena con las dimensiones especificadas que salgan del diseño de mezclas y para el caso del agua se deberá disponer de tanques grandes, generalmente de 50 galones con baldes en donde se tenga marcado en litros la cantidad de agua a medir en ellos.

CAJON CALIBRADO

.5.2. Mezclado

Deberá procurarse tener una máquina mezcladora para garantizar la uniformidad de una parada a otra y para que no se alteren las propiedades del hormigón y la resistencia que se desea obtener; sin embargo, en último de los casos se procederá de la siguiente manera

Sobre un entarimado o superficie impermeable preparada con mortero pobre, perfectamente apisonada y a nivel; se extiende en primer lugar la arena, a continuación se varía el cemento mezclando con pala (la arena y el cemento) hasta que se obtenga un color uniforme, generalmente con 2 o 3vueltas es suficiente.

Después de tener la arena y el cemento perfectamente revueltos se extenderá la mezcla obtenida, añadiendo el ripio hasta que quede una capa uniforme muy bien mezclada, procediéndose a abrir un cráter, añadiendo la cantidad necesaria y adecuada de agua

Luego de derrumbar las orillas del cráter se mezcla el conjunto de un lado hacia el otro hasta que se observe que la envoltura presente un color uniforme.

Elaboración Mecánica

Se efectúa mediante máquinas mezcladoras rotatorias, se carga por medio de cucharones, tolvas o cajones. Los ingredientes deben colocarse en el siguiente orden:

Agua

Cemento

Arena

Ripio

Resto del agua (puede ser aproximadamente la mitad.)

El tiempo requerido para el mezclado usualmente exige 1 1/2 minuto como mínimo para mezcladoras de hasta 3/4 de m3 de capacidad con aumento de 15 segundos por cada 1/3 de m3 de capacidad adicional.

El período de mezclado se empieza a contar desde el momento en que todos los materiales estén dentro de la mezcladora.

No se debe cargar a las mezcladoras con mayor capacidad de la indicada, ni ponerlas a trabajar a mayor velocidad que la especificada.

5.3.3. Colocación

La colocación del hormigón debe hacerse de tal manera de lograr una consistencia uniforme, sin segregación y que permita una posterior consolidación de aspecto uniforme. Deben tomarse en cuenta las siguientes recomendaciones para la colocación:

1. Cuando el hormigón se coloca en capas, éstas no deben ser mayores de 60 cm.

2. Cuando el hormigón es visto o por requerimiento arquitectónico se utiliza el hormigón visto es importante que cada capa sea poco profunda de tal manera que se puedan compactar capas sucesivas y se obtenga una apariencia homogénea.

3. Cuando la colocación se la hace en superficies inclinadas debe iniciarse el hormigonado por el extremo inferior y progresar hacia arriba.

4. Durante el proceso de colocación debe evitarse la segregación; no debe soltarse el hormigón desde alturas.

5. Debe evitarse la producción excesiva de hormigón con relación a la velocidad de colocación, es decir no se debe apilar mucha cantidad de hormigón.

3.5.4.- Compactación

El proceso de compactación del hormigón consiste esencialmente en eliminar vacíos o aire atrapado que resulta perjudicial en la resistencia pues no forma una sola masa, además que dejan cavidades, porosidades en el hormigón perjudicando la resistencia.

La compactación se la puede hacer por apisonamiento que se lo hace con pisones de madera, pero no es aconsejable porque produce segregación y porque no se puede compactar mezclas secas. Es más aconsejable utilizar máquinas vibratorias con las cuales si se puede compactar mezclas secas y además se tiene las siguientes ventajas:

1. Favorece la resistencia del hormigón ya que es posible utilizar menor cantidad de agua en la revoltura, disminuyendo la relación agua/cemento y por tanto aumentando la resistencia.

2. Permite obtener un hormigón de mayor densidad y homogeneidad y consecuentemente hormigones más resistentes.

3. Se logra mayor adherencia entre el hormigón y el acero de refuerzo.

4. Al obtenerse un hormigón de mayor densidad y resistencia también se obtendrá durabilidad y reducción en los cambios volumétricos del hormigón.

De los diferentes equipos de compactación, el más conocido es el vibrador común el cual consta de un vástago que es el que produce la vibración y una manguera a través de la cual circula aire a presión para producir la vibración en el vástago. Para la compactación, el vástago debe introducirse en forma vertical sin darle inclinaciones por cuanto las vibraciones son hacia los lados, radiales ya que si se lo pone horizontal se produce segregación puesto que las vibraciones irían de abajo hacia arriba.

Dependiendo de la consistencia del hormigón, el tiempo de vibrado puede ser de 5 a 30 segundos y de manera general se debe retirar el vibrador antes de que se produzca segregación, es decir cuando aparece en la parte superior pasta de cemento y agua y a veces solo agua. También al retirar el vibrador, no se lo debe hacer violentamente para permitir que el orificio vaya rellenándose poco a poco.

3.6. HORMIGON PREMEZCLADO

Es aquel que se dosifica y se mezcla en una planta central y se transporta hacia otro sitio para su colocación. En algunos casos éste hormigón se mezcla parcialmente en la planta, completándose el proceso de mezclado en camiones revolvedores que a su vez transportan el hormigón a la obra

La ventaja principal del hormigón premezclado consiste en que puede fabricarse en mejores condiciones tanto de control de los ingredientes como de calidad, lo que muchas veces no es posible en obra.

3.6.1.-Hormigón proyectado

Consiste en un mortero u hormigón transportado a través de una manguera y lanzado neumáticamente a gran velocidad y presión sobre la superficie, la fuerza del chorro que produce un impacto sobre la superficie compacta al material y como la consistencia es seca, éste hormigón puede sostenerse por sí solo en superficies de cualquier inclinación.

3.7.- TRATAMIENTOS PREVIOS A LA COLOCACION DEL HORMIGON

En general, los encofrados deberán tener suficiente rigidez para mantener suposición y resistir las presiones resultantes de la colocación y el vibrado serán lo suficientemente apretados para

evitar la pérdida de mortero y se deberá tener cuidado en taponar cualquier orificio por donde pueda escaparse dicho mortero; deberá comprobar la nivelación de los encofrados antes y durante la colocación del hormigón, especialmente en losas mediante un sistema doble de niveles con piolas cruzadas.

Las superficies que van a estar en contacto con el hormigón deberán encontrarse completamente limpias y previamente se las humedecerá con agua para evitar que los encofrados absorben alguna cantidad de agua. Se evitará el vaciado sobre superficies inundadas. Antes de colocar el hormigón sobre una superficie de fundación, ésta deberá estar exenta de agua estancada, lodo, aceites o residuos de cualquier material y recubierta de una capa de replantillo de hormigón de por lo menos 5 cm. de espesor.

En todo caso se deberá proveer de un adecuado recubrimiento a todas las varillas de refuerzo de por lo menos 2 cm.

CAPITULO IV

HORMIGON FRAGUADO

4.1.- RESISTENCIA DEL HORMIGON

Resulta ser la propiedad fundamental, la resistencia a la compresión se mide sometiendo a compresión mediante la aplicación de una carga a probetas cilíndricas en donde la altura es el doble del diámetro; la probeta más empleada tiene 16 cm. de diámetroy32 cm. de altura, cuya sección transversal es de 200 cm.

MAQUINA DE COMPRESION

El hormigón debe dosificarse y producirse para asegurar una resistencia a la compresión promedio lo suficiente para que dé el valor de la resistencia a la compresión específica, f'c.

Resistencia a la compresión = ( )

La resistencia f´c se expresa en kg/cm2 y viene especificado en cada lámina de los planos estructurales.

4.1.1.- Factores que incluyen en la resistencia

1.-Relación agua / cemento

En principio la resistencia aumenta si aumenta la cantidad de cemento pero disminuye si la cantidad de agua aumenta y viceversa.

De aquí de controlar la cantidad de agua en el hormigón para asegurar la resistencia que se desee obtener.

De acuerdo al INEN se da la siguiente tabla 4.2.4.

Resistencia a la compresión específica f'c

Relación agua/cemento máxima permisible

Relación absoluta por peso

Litros por saco de cemento de 50 kq.

175 0.65 32.4

210 0.58 29.3

245 0.51 25.7

280 0.44 22.2

315 0.38 19.1

350

-

0.31 15.1

2. La forma, tamaño y textura de los agregados

Lo que tiene que ver con la calidad y cantidad de pasta de cemento y agua necesaria para conseguir un revestimiento total de las partículas, una adherencia total entre agregados y pasta y un cierto grado de consistencia y trabajabilidad del hormigón.

3.- Igualmente las variaciones de granulometría de un agregado afecta a la resistencia del hormi-gón en razón del cambio en la cantidad de pasta que se requiere para mantener un grado de resistencia único con el revestimiento total de las partículas y la cantidad de vacíos que tienen que llenarse.

4.- A medida que disminuye el tamaño nominal máximo del ripio se logra mayores resistencias debido a que se tiene menor cantidad de vacíos.

Se pueden clasificar a las resistencias medidas a una edad de 28 días así: por debajo de 150 kg/cm2, resistencia media; de 250 a 300 kg/cm2 resistencia buena; de 300 a 350 muy buena; y por encima de 350 kg/ cm, resistencia alta.

4.1.2.- Influencia de la edad en la resistencia

Generalmente las pruebas de resistencia se las hace a los 28 días si se utiliza cemento tipo I; e incluso en este lapso se dice que se ha logrado el 100% de la resistencia del diseño. Sin embargo esta resistencia es notablemente inferior que la que se obtiene a largo plazo.

Los códigos establecen que la resistencia a los 7 días no debe ser menor que 2/3 de la resistencia especificada a los 28 días. Realizada esta pruébanos permite tener datos comparativos a los 7 días para evaluar si el hormigón que fabricamos está cumpliendo lo establecido.

4.2.-PROPIEDADES DEL HORMIGON

Se puede mencionar las siguientes:

1.- Densidad

Es la suma de los pesos de cada uno de los ingredientes relacionados para un metro cúbico de volumen, depende de la dosificación y en promedio es de 2.200 kg/cm3.

2.- Resistencia del hormigón a la fatiga

La casi totalidad de las estructuras están sometidas a ciclos de carga y descarga, es decir una variación constante de esfuerzos, cada uno de los cuales tiene valor inferior que la resistencia a la compresión que puede llevar a la falla del hormigón, cuando esto sucede se dice que el hormigón ha fallado por fatiga.

3.- Resistencia del hormigón al impacto

Algunas estructuras de hormigón tales como: cimentaciones de maquinarias que ejerzan carga impulsiva, están sujetas a cargas de impacto, es decir a la aplicación de cargas por medio de una masa en movimiento. Esto hace que dichos hormigones requieran de la superficie capacidad de absorber energía antes de llegar a la fatiga.

4.- Expansión

La expansión de la pasta de cemento y agua o del hormigón significa un aumento de volumen y peso en razón de un curado continuo. Las moléculas de agua que se introducen dentro de la pasta ejercen presiones sobre las partículas tratando de separarlas y contrarrestando la fuerza de cohesión, lo que permite la expansión.

5.- Contracción por secado

Se debe al retiro del agua con que se cura al hormigón o a la evaporación del agua producto de la lluvia, pues al vaciarse el agua de los poros capilares se elimina la presión que ejercía el agua a las partículas volviendo a actuar libremente las fuerzas de cohesión produciendo la contracción.

6.- Contracciones por carbonatación

Las partículas de cemento hidratado pueden reaccionar con el anhídrido carbónico de la atmósfera produciendo lo que se conoce como carbonatación y por tal efecto una contracción. La rapidez de carbonatación depende del contenido de humedad relativa al ambiente.

7.- Durabilidad del hormigón

El hormigón es durable cuando resiste sin deteriorarse los esfuerzos que soporta conforme transcurre el tiempo. La durabilidad está controlada por causas externas e internas. Las causas externas pueden ser físicas, químicas o mecánicas, originadas por condiciones ambientales tales como: temperaturas ambientales extremas, abrasión y ataques químicos. Entre las causas internas tenemos básicamente la reacción álcali-agregado, los cambios volumétricos por contracciones y la permeabilidad del hormigón.

8.- Permeabilidad del hormigón

La permeabilidad del hormigón depende del grado de compactación del mismo, independiente de la buena calidad de los ingredientes, se sabe que no se puede eliminar el 100% de vacíos, por con siguiente tampoco se puede garantizar un hormigón 100% impermeable.

9. Conductibilidad

Esta propiedad se refiere esencialmente a que funcione como aislante térmico. Conociendo que al disminuir el peso volumétrico de los materia les se disminuye el coeficiente de conductibilidad térmica de los mismos y que la resistencia mecánica está en función de su peso; por tanto al lograr hormigones livianos de agregado ligero se tendrán características de resistencia y aislamiento térmico en función del peso volumétrico del hormigón dosificado.

4.3.- CURADO. DEL HORMIGON

Él aumento de la resistencia con el tiempo es cierto, mientras se evite secarse el hormigón. Si se pierde agua se detienen las reacciones químicas del cemento, por lo que se requiere mantener húmedo. El hormigón más tiempo cuanto sea posible.

Se recomienda una curación húmeda continua del hormigón desde la colocación hasta que se ha logrado la resistencia deseada.

Si no se realiza el curado del hormigón en forma general es posible que la resistencia no llegue a ser la especificada y se disminuye en más de un 25% de la resistencia especificada.

4.3.1. Métodos de curado

Se los realiza de acuerdo a la forma de las estructuras, las dimensiones, el tamaño; teniéndose los siguientes métodos de curado:

1. Curado por inundación o por riego continuo con a gua a través de una manguera.

2. Curado por protección con aserrín mojado en la superficie.

3. Curado por protección de láminas de polietileno o la aplicación de láminas sellantes en forma de pintura.

4.4. EMPLEO Y EFECTOS DE LOS ADITIVOS EN EL HORMIGON

Se denominan aditivos a las substancias químicas que al mezclarse con el hormigón, cambian una o varias de sus características, sin perjudicar sus cualidades básicas.

Se pueden mencionar varios motivos principales para el uso de aditivos, desde luego, esta lista no es de ninguna manera limitativa, pero da una idea clara de la gran variedad de aplicaciones que tienen estos materiales:

1. Aumentar la trabajabilidad de una mezcla de hormigón sin aumentar el contenido de agua o bien reducir el contenido de agua necesario para lograr la misma trabajabilidad.

2. Acelerar la velocidad de desarrollo de la resistencia a edades tempranas.

3. Aumentar la resistencia.

4. Retardar o acelerar el fraguado inicial.

5. Aumentar la durabilidad o la resistencia a condiciones severas de exposición del hormigón.

6. Aumentar la adherencia entre un hormigón nuevo y un hormigón viejo.

7. Producir hormigones o morteros de color.

8. Obtener superficies impermeables a la penetración de líquidos, etc.

Para lograr los efectos anteriores se usan una gran variedad de aditivos que tentativamente pudieran agruparse como:

Aditivos acelerantes

Aditivos impermeabilizantes

Aditivos retardadores

Aditivos reductores de agua y retardadores

Aditivos inclusores de aire

La selección de un aditivo debe buscarse principalmente en el tipo de problema a resolver y después a haber analizado y evaluado las alternativas posibles para su solución.

1. Dosificación de Aditivos en mezclas de hormigón Los aditivos para hormigón son compuestos químicos relativamente concentrados y se añaden a la mezcla de hormigón en pequeñas cantidades comparadas -con los demás ingredientes, generalmente no más de 6 u 8 kg por metro cúbico de hormigón, pudiéndose incluso del orden de los 400 o 500 gr. también por m3.

Su dosificación se relaciona al peso del cemento empleado, es decir se habla de gramos o centímetros cúbicos por cada saco de cemento de 50 kg. Las dos presentaciones en que se pueden obtener estos aditivos son: en polvo o en líquidos.

CAPITULO V

USO RACIONAL Y CONTROL DE CALIDAD DEL HORMIGON

5.1. GENERALIDADES

El hormigón es un material de múltiples aplicaciones y usos por lo cual se debe racionalizar su uso en base a un buen control de calidad.

El uso racional del hormigón se puede definir como el real cumplimiento de la calidad entre el hormigón que se desea y el hormigón que se emplea.

Si el hormigón es de mala calidad con respecto al hormigón que se desee, representa un riesgo que generalmente absorbe el propietario de la obra, caso contrario una calidad excesiva del hormigón constituye un beneficio para nadie, es decir un desperdicio y que también en la mayoría de los casos suele ser a costa del propietario de la obra.

5.1.1.-Uso racional del hormigón

El hormigón es una masa de materiales heterogéneos está sujeta a la acción de numerosas variables, dependiendo de su propia variabilidad, las características de cada uno de los ingredientes del hormigón que pueden ocasionar variaciones en la resistencia de éste. Las variaciones seguidas durante la dosificación, el mezclado, la transportación, la colocación y el curado.

Para que el hormigón sea utilizado racionalmente en una obra debe seguirse un procedimiento organizado en base a las siguientes actividades básicas:

1. Definición del tipo de hormigón que requiera la obra a ejecutarse, esto generalmente viene especificado en los planos estructurales.

Esto quiere decir que no va a ser lo mismo un hormigón para columnas que uno para utilizarlo en contrapisos.

2.- Determinación de las especificaciones técnicas calidad y características del hormigón, si va estar expuesto a ambientes agresivos, la forma colocación y compactación, etc.

3.- Selección de los ingredientes del hormigón en base a los requisitos de calidad especificada.

4.- Diseño de la mezcla de hormigón con los ingredientes seleccionados y dispuestos.

5.-Preparación del hormigón de prueba y realización de ajustes y correcciones para obtener las propiedades del hormigón fresco deseado.

6.- Producción de la mezcla a escala de obra y comprobación de las propiedades del hormigón fresco (asentamiento, cohesión, trabajabilidad).

7.- Verificación de las propiedades en el hormigón fraguado mediante ensayos en probetas cilíndricas.

Para la ejecución de cada una de estas actividades existen procedimientos preestablecidos con requerimientos específicos que deben satisfacerse y que se mencionan en los capítulos anteriores.

5.2.- CONTROL DE CALIDAD DEL HORMIGON

El control de calidad del hormigón se ejerce median te la inspección y la realización de ensayos y pruebas de las cuales resumidamente indicaremos las siguientes:

a).-En los agregados:

1. Control de las propiedades físico-químicas y mecánicas de los agregados tales como sanidad, densidad, forma y textura de las partículas, resistencia al desgaste, contenido de humedad, etc.

2. Distribución granulométrica: esta se la realiza primero durante la explotación de la mina y luego durante el proceso de almacenamiento y dosificación.

3. Control de las propiedades físico – químicas y mecánica de los agregados tales como salinidad, densidad, forma y textura de las partículas, resistencia al desgaste, contenido de humedad, etc.

4. Control de la segregación de los agregados. Como también la posible contaminación durante los procesos de transporte, descarga y almacenamiento de los agregados.

En el cemento

Control de las propiedades físico-químicas y mecánicas del cemento, tales como finura, densidad, resistencia.

En el almacenamiento del cemento se deberá cuidar de que no haya la presencia de humedad que puede hacer que se fragüe.

Dosificación y mezclado

Correcciones del diseño por la variación del contenido de humedad y en la granulometría de los agregados.

Verificación del estado de funcionamiento de los equipos de mezclado y compactación.

Comprobación de las cantidades de mezclado para cada parada y vigilancia permanente en su aplicación.

d).- Hormigón fresco

1.- Control de la consistencia del hormigón mediante el ensayo de asentamiento.

2.- Determinación de la trabajabilidad, cohesión y densidad del hormigón

3.- Toma de muestras para la determinación de la resistencia del hormigón fraguado.

El ensayo más importante es el de la compresión, por medio, de cilindros normales do le cm. de diámetro y 32 cm. de altura.

Es necesario tomar las muestras de los cilindros de conformidad a lo estipulado en las normas y que en su esencia consiste en llenar los moldes en tres capas, compactándolas por medio de una varilla de 16 cm. de diámetro y 60 cm. de longitud con la cual se golpea 25 veces en diferentes partes de cada capa.

Prevención de la segregación en los procesos de carga, transporte, descarga y compactación del hormigón.

Verificación de la compactación del hormigón.

Precauciones y control de la segregación y sangrado en el hormigón recién colocado.

e).-Hormigón fraguado

1.-Vigilar procedimientos y tiempos de curado en la estructura, así como también la protección para la pérdida de humedad.

Supervisar el retiro de encofrados a las edades autorizadas.

Verificar las resistencias en las mezclas de prueba de los cilindros y a las edades preestablecidas, generalmente a los 7, 14, 21 y 28 días.

Puesto que la hidratación del cemento es lenta, la relación entre la resistencia a la compresión y la edad, es una curva como la que se indica a continuación:

RESISTENCIA fe (kg/cm2)

DIAGRAMA RESISTENCIA-EDAD DEL HORMIGON

La resistencia especificada del hormigón f'c es aquella que se mide a los 28 días.

CAPITULO VI

CANTIDADES DE MATERIALES PARA PREPARAR HORMIGON

6.1.- GENERALIDADES

Todas las características y propiedades del cemento, agregados, agua y hormigón mismo, se orientan hacia la obtención de un determinado tipo de hormigón y las cantidades de materiales para la fabricación del mismo.

La determinación en las proporciones de las cantidades de materiales, sigue un proceso que arranca en la selección adecuada de los ingredientes para un tipo de hormigón y la determinación de las cantidades en forma económica, y que a su vez cumplan con los requisitos indispensables de consistencia, resistencia y durabilidad.

En el presente capítulo se dan los resultados de la aplicación del método de diseño de mezclas del Volumen Absoluto, en el cual se proporcionan cuadros para diferentes resistencias, tomando en cuenta que la pequeña empresa y el constructor carecen usualmente de aparatos especializados de laboratorio que les per mita realizar un diseño de mezclas propio.

"Sin embargo es importante recomendar que cuando se requiera fabricar un determinado tipo de hormigón que presenta cualidades bien definidas para una construcción y que deban ser garantizados para asegurar su resistencia, comportamiento y durabilidad, se recurra a un laboratorio especializado y competente para el diseño del hormigón, como también a la aprobación del profesional responsable de la obra, Ingeniero o Arquitecto".

Es de desear que los constructores tengan conciencia de los materiales con que trabajan, adaptados al tipo de obra y a las condiciones de su realización.

Claro que siempre se puede recurrir a la fórmula universal y casi ancestral de la mezcla 1:2:4; esto es: un volumen de cemento, dos de arena y cuatro de ripio y agua a discreción.

Pero, esto a más de ser un procedimiento anti técnico, antieconómico y que no siempre lleva a los resultados deseados, no deja que se aproveche mejor los materiales, y se tenga mejorar calidad en las obras.

Por esta razón, el presente capitulo propone la aplicación de los resultados del método de diseño de mezclas del volumen Absoluto para uso de los constructores deseosos de obtener hormigón de una cierta calidad con una probabilidad y aproximación aceptable.

6.2.- CANTIDADES DE MATERIALES PARA PREPARAR HORMIGON BASADAS EN EL METODO DEL VOLUMEN ABSOLUTO

La aplicación del método propone hacer una clara diferenciación de los diferentes tipos de resistencias y usos del hormigón, así como también la aplicación práctica para la fabricación del mismo.

Las condiciones del problema:

Generalmente, el constructor debe cumplir con tres condiciones fundamentales para Ta fabricación del hormigón:

a) La resistencia que se desea obtener;

b) La dimensión de los agregados; y,

c) Las condiciones de trabajabilidad.

a) La resistencia que se desea obtener

f´c que viene especificada en las láminas de los planos estructurales y la cual se la mide mediante ensayos de comprensión de probetas cilíndricas del hormigón en cuestión. (Revisar capítulo IV).

b) La dimensión de los agregados

Se pueden tener dos casos, el primero en el cual se solicite y sea factible que el proveedor o materialista nos proporcione agregados con tamaños de acuerdo al uso que se vaya a dar a ese hormigón en cuanto a que cumpla requisitos de impermeabilidad, resistencia, etc., así por ejemplo será preferible trabajar con agregados de menor tamaño para hormigones de mayor resistencia.

También se deberá tomar en cuenta el tamaño de los agregados dependiendo del elemento que se vaya a hormigonar para que se obtenga una compactación adecuada, así, para elementos que contengan bastante armadura se utilizará ripio mediano o fino con el fin de que pasen entre los hierros.

El otro caso es cuando los materiales ya están en obra y debemos hacer uso de ellos; aquí tenemos tres alternativas de tamaños de ripio: Un ripio grueso de TNM = 38.1 mm. Un ripio mediano de TNM = 19 mm y un ripio fino de TNM = 9.5 mm entendiéndose por TNM (tamaño nominal máximo) del ripio, el tamaño del tamiz de abertura-mayor en el que se retiene el 10% o más del agregado en el ensayo de granulometría. En obras pequeñas donde no se dispone del ensayo de granulometría podemos juzgar visualmente y midiendo el tamaño preponderante del ripio el cual lo podemos clasificar como ripio grueso, mediano o fino.

Este aspecto es muy importante por cuanto las variaciones en el tamaño de los agregados afecta a la resistencia del hormigón en razón del cambio en la cantidad de pasta que se requiere para mantener un revestimiento total de las partículas y la menor cantidad de vacíos que tiene que llenarse con pasta de cemento y agua.

A medida que disminuye el tamaño nominal máximo del ripio se logra mayores resistencias debido a que se tiene menor cantidad de vacíos. (Revisar Capítulo IV).

c) Trabajabilidad

La trabajabilidad puede entenderse como la facilidad que presta el hormigón a ser transportado colocado y compactado adecuadamente en la obra. Es bien conocido que los hormigones muy secos son difíciles de manipular, como también a quienes les falta arena o granos finos de la arena, que deben estar presentes siempre en un cierto porcentaje en las buenas arenas para hormigón. (Revisar Capítulo III).

La trabajabilidad puede ser definida en forma in directa por la plasticidad medida en el cono de Abrams, recomendándose una consistencia plástica que corresponde a un asentamiento de 7 cm.

DOSIFICACION DE LOS INGREDIENTES

Las cantidades de materiales que se da en los cuadros es para preparar 1 m3 de hormigón y ya para su fabricación se da una dosificación volumétrica, porque se considera que el pequeño constructor no dispone de una báscula para pesar los ingredientes que es la mejor manera por cuanto en principio entre más pesados sean los ingredientes, más densos, se obtendrá un hormigón también más denso y por lo tanto más resistente, para un mismo volumen.

La dosificación volumétrica nos sirve para calcular el volumen de materiales que necesitamos para elaborar el hormigón.

Ya para la mezcla misma de los ingredientes, se dispondrá de recipientes calibrados; cajones de una misma dimensión a los cuales en su altura, cualquiera que ésta sea se la dividirá en diez partes, décimas de cajón, para proceder a aplicar la dosificación -relativa.

Al dividir el tajón en décimas partes se deberá señalar con rayas y anotar en el mismo cajón lo que corresponda, así: 0.1, 0.2, 0.3,….0.8 etc.

Se aconseja tener en la obra varios cajones de la misma dimensión para medir en forma oportuna y conveniente los agregados "Dicha medición será al ras del cajón".

Así por ejemplo, la dosificación relativa 1: 2.38: 4.5 significa que siempre teniendo el cemento como la unidad deberemos medir: un volumen de cemento, más 2.38 volúmenes de arena y más 4.5 volúmenes de ripio; en cajones de la misma dimensión hasta completar el volumen de hormigón que se desee

.

CEMENTO ARENA RIPIO

La dosificación del agua es uno de los problemas más delicados en la fabricación del hormigón, se puede prever en forma aproximada la dosificación total del agua que se puede añadir a los materiales secos, pero en la práctica los materiales pueden estar húmedos llevando consigo una cantidad variable de agua que se la pueda estimar únicamente al momento con ensayos de capacidad de absorción y contenido de humedad.

En las obras pequeñas, el cono de Abrams es el único medio para dosificar correctamente el agua tratándose de tener un asentamiento promedio de 6-7 cm. que corresponde a una consistencia plástica. En todo caso lo más aconsejable para la dosificación de la cantidad de agua es el ir añadiendo poco a poco el agua hasta obtener la consistencia deseada.

CONSIDERACIONES AL METODO

Es evidente que la aplicación directa de los cuadros, muy prácticos por su simplicidad, no sabrán resolver todos los problemas que supone el estudio de la composición del hormigón. Conviene en efecto, para eso, tomar en cuenta las siguientes consideraciones:

La aplicación de los cuadros da buenos resulta dos con la suposición de que los agregados satisfacen los requisitos de resistencia, adherencia, forma, curva granulométrica, módulo de finura de la arena, etc.

La utilización de los cuadros, es directa, por lo tanto es muy útil para ser utilizado por el pequeño constructor que desea conseguir para sus hormigones proporciones mejor adaptadas que aquellas que provienen del puro empirismo.

Sin embargo debe quedar sobreentendido que se debe recurrir a un laboratorio especializado cuando la obra a construirse presente cualidades definidas en su comportamiento, resistencia y durabilidad.

HORMIGON f´c= 140 kg/cm2- Preparado por

Ing. Jorge 0. .Rosero G.

DOSIFICACIÓN AGUA CEMENTO. ARENA RIPIO

m3 m3 = sacos m3 m3

TNM

38.1 mm

Volumétrica 0.18 0.179=5.4 sacos 0.428 0.808

Relativa 0.99. 1 2.38 4.5

TNM * *

19.05mr

Volumétrica 0.185 0.183 = 5.5 sacos 0.424 0.802

Relativa

4.37 1 1 2.31

TNM ***9.5mm

Volumétrica. 0,203 0.203=6.sacos .0.408. 0,77

Relativa

1 1 2.01 3.8

USOS: Hormigón burdo para cimentaciones, riostras, dinteles, replantillos, contrapisos

, veredas perimetrales-

Referencia: 1 saco de cemento de 50 kg.= 0.033 m3

HORMIGON f´c= 180 kg/cm2- Preparado por

Ing. Jorge 0. .Rosero G.

DOSIFICACIÓN AGUA CEMENTO. ARENA RIPIO

m3 m3 = sacos m3 m3

TNM

38.1 mm

Volumétrica 0.169 0.109=5.82 sacos 0.43 0.813

Relativa 0.87. 1 2.21 4.18

TNM * *

19.05mr

Volumétrica 0.190 0.128 = 6.56 sacos 0.411 0.776

Relativa 0.86 1 1.87 3.54

TNM ***

9.5mm

Volumétrica. 0.195 0.224=6.74.sacos 0.406. 0,768

Relativa

0.86

1 1.80 3.41

USOS: Hormigón para cimentaciones, muros de contención, pavimentación, pavimentos, gradas, cadenas de entrepiso, cadenas superiores e inferiores

HORMIGON f´c= 210 kg/cm2- Preparado por

Ing. Jorge 0. .Rosero G.

DOSIFICACIÓN AGUA CEMENTO. ARENA RIPIO

m3 m3 = sacos m3 m3

TNM

38.1 mm

Volumétrica 0.170 0.217=6.52 sacos 0.423 0.800

Relativa 0.78. 1 1.95 3.58

TNM * *

19.05mr

Volumétrica 0.189 0.242 =7.26 sacos 0.405 0.765

Relativa 0.78 1 1.67 3.16

TNM ***

9.5mm

Volumétrica. 0.210 0.270=8.sacos 0.386. 0.728

Relativa

0.78

1 1.43 2.7

USOS: Hormigón para columnas, vigas, escalones, y pavimentos especiales, muros impermeables, y estructuras en general

HORMIGON f´c= 280 kg/cm2- Preparado por

Ing. Jorge 0. .Rosero G.

DOSIFICACIÓN AGUA CEMENTO. ARENA RIPIO

m3 m3 = sacos m3 m3

TNM

38.1 mm

Volumétrica 0.164 0.223=6.68 sacos 0.425 0.803

Relativa 0.73. 1 1.90 3.60

TNM * *

19.05mr

Volumétrica 0.182 0.248 = 7.46 sacos 0.407 0.769

Relativa 0.73 1 1.64 3.1

TNM ***

9.5mm

Volumétrica. 0.206 0.281=8.44.sacos 0.384. 0,725

Relativa

0.73

1 1.36 2.58

USOS: Hormigones de alta resistencia.

*Ripio grueso

** Ripio mediano

*** Ripio fino

EJEMPLOS DE APLICACION

EJEMPLO No. 1

Se desea fundir una viga de 6 m de largo por 0 45 de altura y 0.35 m de base; con un hormigón de resistencia f'c = 210 kg/cm2 teniendo un ripio mediano de TNM = 19 mm.

1. Calculamos el volumen total del hormigón a emplearse: V = 6 x 0.45 x 0.35 * 0.945 m3.

2. Vamos al cuadro respectivo, de resistencia f'c 210 kg/cm2 y en la fila de ripio mediano,

sacamos las cantidades de materiales para un metro cúbico de hormigón, a las cuales, las multiplicamos por el volumen que necesitamos y por los desperdicios, así:

Agua = 0.189 m3 x 0.945 x 1.05 = 0.19m3= 190 !t.

Cemento= 7.26 sacos x 0.945 x 1.03 = 7.1 sacos

Arena= 0.405 m3 x 0.945 x 1.05 = 0.41 m3

Ripio= 0.765 m3 x 0.945 x 1.05 - 0.76 m3

Estas serían las cantidades totales para fundir la viga.

En la misma fila del cuadro, vemos la dosificación relativa a partir del cemento v que es: 1: 1.67: 3.16. Esto significa que para mezclar en la concretera se debe colocar: un cajón de cemento, más

1 . 6 cajones de arena, más 3.16 cajones de ripio, parada por parada, hasta fundir toda la viga. Así:

CEMENTO ARENA RIPIO

NOTA:

El cemento, es preferible medir primero en los cajones y luego depositar en la concretera.

EJEMPLO No. 2

Se desea fundir 3 plintos de las dimensiones anotadas, con un hormigón de resistencia f´c=180

kg/cm2.

Se aprecia un ripio grueso de TNM = 38 mm

1.-Calculamos el volumen total de hormigón a emplearse:

V = 1.4 x 1.4 x 0.25 x 3 - 1.47 m3.

2.- Vamos al cuadro respectivo, de resistencia f´c=180 kg/cm2 y en la fila de ripio grueso, sacamos las cantidades de materiales para un metro cúbico de hormigón, a las cuales, las multiplicamos por el volumen que necesitamos y por- los desperdicios, así:

Agua= 0.169 m3 x 1.47 x 1.5 = 0.26 m3 = 260 lt

Cemento = 5.82 sacos x 1.47 x 1.03 = 8.82 sacos

Arena = 0.43 m3 x 1.47 x 1.05 = 0.66 m3

Ripio = 0.813 m3 x 1.47 x 1.05= 1.26 m3

Estas serían las cantidades totales para fundir los 3 plintos.

En la misma fila del cuadro, vemos la dosificación relativa a partir del cemento y que es: 1: 2.21: 4.18.

Esto significa que para mezclar en la concretera se debe colocar: un cajón de cemento, más 2.21 cajones de arena y más 4.18 cajones de ripio; los cajones de la misma dimensión, parada por parada hasta fundir todos los 3 plintos. Así:

EJEMPLO No. 3

Se desea fundir 5 columnas de un edificio cuyas dimensiones son: 3.2 m. de altura, 0.4 de base y o.5 de altura; con un hormigón de fe = 280 kg/cm2 y teniendo un ripio fino de TNM = 9.5 mm.

Volumen de hormigón para las 5 columnas:

V * 3.2 x 0.4 x 0.5 x 5 = 3.2 m3

Vamos al cuadro de f'c= 280 kg/cm2 y ripio fino,

Agua= 0.206 m3 x 3.2 x .05= 0.692 m3= 692 lt.

Cemento= 8.44 sacos x 3.2 x 1.03 = 27.8 sacos

Arena= 0.384 m3 x 3.2 x 1.05 = 1.3 m3

Ripio= 0.725 m3 x 3.2 x 1.05 = 2.44 m3

La dosificación relativa es: 1:1.36: 2.58, lo que significa que debemos mezclar: un cajón de cemento. 1.36 cajones de arena y más 2.58 cajones de ripio, hasta completar todas las cantidades de materiales y fundir las 5 columnas. Así:

EJEMPLO No. 4

Se va a fundir una loseta de contrapiso de las dimensiones abajo anotadas con una resistencia f´c = 140 kg/cm2 y teniendo un ripio grueso de TNM = 38 mm.

Sacamos el volumen de la loseta: V = 6.8 x 7.4 x 0.05 = 2.52 m

3

2- Sacamos las cantidades de materiales del cuadro respectivo de la resistencia f'c = 140 kg/cm2 y en la fila de ripio grueso, a las cuales, las multiplicamos por el volumen que necesitamos y por los desperdicios:

Agua = 0.18 x 2.52 x 1.05= 0.475 m3 = 476 It

Cemento= 5.4 sacos x 2.52 x 1.03 = 14 sacos

Arena= 0.428 m3 x 2.52 x 1.05 = 1.14 m

3

Ripio= 0.808 m3 x 2.52 x 1.05 = 2.14 m

3

La dosificación relativa, a partir del cemento es: 1 : 2.38 : 4.5; lo que quiere decir que para mez-clar en la concretera, debemos poner: un cajón de cemento, más 2.38 cajones de arena, más 4.5 cajones de ripio, hasta completar todas las cantidades de materiales del contrapiso. Así:

CEMENTO ARENA RIPIO

1 : : 2.38 : 4.5

Se va a fundir la loseta de un contrapiso de las dimensiones abajo anotadas, con una resistencia f'c = 140 kg/cm2 y teniendo un ripio grueso de TNM = 38mm

EJEMPLO No. 5

Se desea fundir un tramo de gradas, de las dimensiones abajo anotadas con un hormigón de resisten f'c = 210 kg/cm2 y teniendo un ripio grueso.

/ ESPESOR LOSETA= 15 cm.

1. Calculamos el volumen de hormigón a emplearse:

a) loseta= largo x ancho grada x espesor

= 2.8 x 1.2 x 0.15= 0.504 m3

Escalones: área del triángulo del escalón ancho grada y multiplicado por el número de escalones = 0-30 x 0.18 x 1.2 x 8 = 0.26 m3

2

Total de hormigón a + b = 0.504 + 0.26 = 0.764

2. Vamos al cuadro ce resistencia f'c= 210 k' y ripio grueso:

Agua= 0.17 cm3 x 0.764 x 1.05 = 014m

3 = 140 lt

Cemento= 6.52 sacos x 0.764 x 1.03 = 5.14 sacos

Arena= 0.423 m3 > 0.764 x 10.5 = 0.34 m3

Ripio= 0.8 m3 x 0.764 x 1.05 = 0.64 m

3

La dosificación relativa es la que sigue: 1: 1.95: 3.68

CAPITULO VII MORTEROS

7.1.- DEFINICION

Recibe el nombre de mortero al producto de mezclar en proporciones variables aglomerantes entre sí o con materiales inertes como la arena.

La finalidad de los morteros es la de unir y asegurar entre sí, ladrillos, mampostería, etc., o para ejecutar revestimientos de paredes, muros, techos, etc.

La formación normal del mortero es a base de cemento, cal, yeso, que constituyen los aglomerantes. La arena interviene como material inerte para dar solidez a la masa desecada y evitar el resquebraja -miento que se producirá si se empleara el aglomerante (cal o cemento) solo; aparte de que su uso re duce a menos de un tercio al aglomerante.

La característica de todo mortero es la de endurecerse con el tiempo y formar una masa común con los materiales que une.

7.2.-DOSIFICACIÓN

Las proporciones varían según las características-del trabajo en que se empleará el mortero, es decir que la mezcla que se utiliza para levantar una pared no tiene la misma proporción de ingredientes que la que se emplea para revocar o enlucir una pared.

Se llama dosificación en construcción a la proporción en volumen de los diversos materiales que integran una composición. La dosificación de un mortero será 1:1 cuando a un volumen de aglomerante (cal o cemento) se le mezcle otro de arena; de 1:2 cuando a uno de aglomerante, se le mezcle 2 de arena, etc.

El volumen de una mezcla terminada, es menor que la suma de volúmenes de los componentes.

7.3.- CONFECCION MANUAL DEL MORTERO

El lugar donde se prepara el material o la mezclase denomina cancha o pastera. La cancha debe estar ubicada en un lugar cercano a la obra o puestos de trabajo. El suelo donde se prepara el mortero debe ser compacto, se realiza de tablas, enladrillado, encementado con una capa uniforme.

Los morteros o mezclas se realizan de la siguiente manera:

Se limpia perfectamente la cancha

La arena se mide según las partes que se indican, se vuelcan y se extienden con la pala en la cancha.

Se miden las partes de cemento y cal, se vuelcan sobre la arena y se extienden con la pala, para que se reparta uniformemente sobre la arena.

Se mezclan de dos a tres veces los componentes de la mezcla en seco, hasta obtener un color uniforme.

El material se dispone en forma de corona (cocha) y se le agrega el agua necesaria.

Se comienza a mezclar y batir el material con la pala, hasta conseguir una pasta uniforme.

7.4.- CLASES DE MORTEROS

Dependen de la clase de sus componentes y de la finalidad de la construcción realizar; se tienen las siguientes clases de morteros:

1. Mortero de cal (mortero argamasa). Se compone de arena, cal y agua.

DOSIFICACION Y APLICACIONES DE LA CAL

APLICACIONES MUY HIDRAULICA

kg. de cal x m3

MEDIANAMENTE

HIDRAULICA de arena

Enlucidos 600-100 500-600

Rellenos 400-500 360-400

Muros de ladrillo 350-400 300-360

Muros de mampostería

300-350 260-300

2.- Morteros de Cemento

Se componen de cemento, arena y agua. Se tienen las siguientes dosificaciones y aplicaciones:

MORTERO CEMENTO ARENA 1:4 Preparado por:

Ing. Jorge 0. Rosero G.

CEMENTO ARENA AGUA

Dosificación volumétrica para 1 m

3 0.253m3=380 kg. 1.012 m

3 0.334 m

3

Dosificación al peso para 1 m3

380 kg/m3 =

7.6 sacos 1.468 kg/m3

334 kg/rn3

USOS: Masillado de losas.

1"

MORTERO CEMENTO ARENA 1:5

Preparado por:

Ing. Jorge 0. Rosero

! CEMENTO ARENA AGUA

Dosificación volumétrica J para 1 m

3 0.218m3=328 kg. 1.092 m

3 0.288 ni

3

Dosificación al peso para 1 m

3 328 kg. = 6.55 saco m

1.584 kg/m3 288 kg/m3

USOS: Mampostería de piedra, jaboncillo visto

MORTERO CEMENTO ARENA 1:6

i

Preparado por:

Ing. Jorge 0. Rosero

CEMENTO ARENA AGUA

Dosificación volumétrica para 1 m

3 0.192 m3= 288 kg. 1 .153 m

3 0.253 m

3

Dosificación al peso para

1 m3

288 kg/m3=

5.76 sacos

1 .763 kg/m3

t 1

253 kg/m3

í

USOS: Mampostería de ladrillo, de bloque, jaboncillo común.

MORTERO CEMENTO ARENA 1:7 Preparado por:

Ing. Jorge 0. Rosero G.

CEMENTO ARENA AGUA

Dosificación volumétrica para 1 m

3 0.171m3=257 kg. 1.20 m

3 0.226 m

3

Dosificación al peso para 1 m3

257 kg/m3= 5.15 sacos 1.742 kg/m

3 226 kg/rn

3

USOS: Mampostería de ladrillo mambrón común.

3. Morteros Bastardos

Se denominan así porque contienen 2 aglomerantes; son los que contienen: cemento, arena y cal.

Sus dosificaciones y usos se dan a continuación:

MORTERO CEMENTO-ARENA-CAL 1 : 7 : 1

Preparado por:

Ing. Jorge 0. Rosero G.

CEMENTO m

ARENA

CAL AGUA

Dosificación volumétrica para 1 m

3

0.155 m5= 232

kg. 1.085 m3 0.155 m

3 0.204 m

3

Dosificación al peso para 1 m

3 232 kg/m3= 4.65 sacos

1.573 kg/m3

201kg/m3 = 4.41 qq

204kg/m3

USOS: Enlucidos horizontales

MORTERO CEMENTO-ARENA-CAL 1 : 7 : 2

Preparado por:

Ing. Jorge 0. Rosero 0.

"■ CEMENTO ARENA CAL AGUA

Dosificación volumétrica para 1 m

3

0.141 m3= 212

kg. 0.989 m

3 0.282 m3 0.186 m3

Dosificación al peso para 1 m

3 212 kg/m

3=

4.24 sacos 1.434 kg/m3

310 kg/m3

= 6.83 qq 186 kg/m3

USOS: Mampostería y enlucidos baja resistencia

MORTERO CEMENTO-ARENA-AGUA 1 : 8 : 1

Preparado por:

ing. Jorge 0. Rosero G.

CEMENTO ARENA CAL AGUA

Dosificación volumétrica para 1 m

3

0.141 m3= 212 kg.

1.13 m3

0.141 m3

0.186 m3

Dosificación al peso para 1 m

3 212 kg/m

3=

4.24. sacos 1 .639kg/m3

155kg/m3= 3.4 qq.

186 kg/m3

USOS: Mampostería y enlucidos provisionales

MORTERO CEMENTO ARENA CAL 1 : 8 : 2

Preparado por:

Ing. Jorge 0. Rosero G.

CEMENTO ARENA CAL AGUA

Dosificación Volumétrica para 1 m

0.129 m3= 194

kg. !.038 m

3 0.259 m3= 285 kg.

0.171 m3

Dosificación al peso para 1 m

3 194 kg/m

3 1.506kg/m3 285 kg/m

3 171kg/m

3

USOS: Mampostería y enlucidos provisionales económicos

MORTERO CEMENTO ARENA CAL 1 : 10 : 2

Preparado por:

Ing. Jorge 0. Rosero G.

CEMENTO ARENA CAL AGUA

Dosificación Volumétrica para 1 m

3

0.111 m3= 167

kg. 1.117 m

3 0.223m3=

245 kg. 0.147 m3

Dosificación al peso para 1 m

3 167 kg/m

3=

3.35 sacos 1.620 kg/m

3 245kg/m3=

5.3 qq. 147 kg/m3

USOS:

EJEMPLOS DE APLICACION

EJEMPLO No. 1

Se desea enlucir una pared de 6.5 m. de largo por 2.3 m. de alto. Dicha pared está completamente aplomada y con las juntas de mampostería revocadas e iguales, por lo que se puede ver que el espesor del enlucido será pequeño, de 1.5 cm. o sea de 0.150 m. Se utilizará un mortero de proporción al volumen 1 : 7 cemento, arena.

Calculamos el volumen del mortero a emplearse:

V = 6.5 x 2.3 x 0.015 = 0.225 m3

Si la pared hubiere sido mal hecha y con las juntas desiguales tendrá que aumentarse el espesor del enlucido a 2 o más centímetros, lo que es perjudicial en economía y rendimiento.

Vamos al cuadro respectivo de mortero 1 : 7 y sacamos las cantidades de materiales para un metro cúbico de mortero, a las cuales las multiplicamos por el volumen de mortero que necesi-tamos y por los desperdicios, que son de 3% para cemento y de 0.05 para los demás ingredientes, lo que equivale a multiplicar por 1.03 y 1.05, respectivamente.

Cemento= 5.15 sacos x 0.225 x 1.03 = 1.2 sacos

Arena* 1.2 m3 x 0.225 x 1.05 = 0.284 m

3

Agua= 0.226 m3 x 0.225 x 1.05 = 0.054 m

3= 54 1 .

EJEMPLO No. 2

Se desea masillar una losa con un mortero de proporción al volumen de 1 : 4 , cemento, arena, cuyas dimensiones son: 8.4 m. de largo por 5.2 m de ancho, el espesor del masillado será de 2.5 cm. = 0.025 m.

1. Calculamos e l volumen total de mortero a emplearse:

V = 8.4 x 5.2 x 0.025 = 1.092 m.

2. Vamos al respectivo cuadro de mortero 1: 4 v sacamos las cantidades de materiales para 1 m3 a las cuales, las multiplicamos por el volumen que necesitamos de mortero y por los desperdicios -así:

Cemento= 7.6 sacos x 1.092 x 1.03 = 8.55 sacos

Arena= 1.012 m3 x 1.092 x 1.05 = 1.16 m2

Agua= 0.334 m3 x 1.092 x 1.05 = 0.382 m3 = 382It.

EJEMPLO No. 3

Se desea levantar una mampostería de 5.20 x 3m de altura con ladrillo mambrón de 36 x 18 x 16 cm. con un mortero al volumen de 1:7:1 cemento, arena, cementina o cal. Sabiendo que el volumen de mortero para un metro cuadrado de mampostería de ladrillo mambrón es de 0.07 m

3/m2.

Calculamos el área de la mampostería: Área = 5.2 x 3 = 15.6 m2

Calculamos el volumen del mortero, multiplicando el área de la mampostería por el volumen de mortero por m

2. Así:

V = 15.6 m2 x 0.07 m

3/m2 = 1.092 m3

EJEMPLO No. 4

Calcular las cantidades de materiales que se necesitan para realizar un enlucido económico con mortero 1 : 8 : 2 cemento, arena, cementina, al volumen; en t una pared de 5.8 m. x 3.1 m de altura. El espesores 2 cm. = 0.02 m.

Volumen de mortero necesario:

V = 5.8 x 3.1 x 0.02 = 0.36 m3

Vamos al cuadro de mortero 1 : 8 : 2

Cemento= 3.88 sacos x 0.36 x 1.03 = 1.44 sacos Arena= 1.038 m3 x 0.36 x 1.05 = 0.39 m

3

Cementina= 6.26 qq x 0.36 x 1.03 = 2.3 qq Agua= 0.204 m3 x 0.36 x 1.05 = 0.077 m

3= 77 1.

EJEMPLO No. 5

Se desea masillar una losa con mortero 1:4 cuyas dimensiones son: 10 m. largo por 7.20 de ancho y con 2.5 cm. de espesor (0.025 m.).

1.-Volumen de mortero:

V = 10 x 7.20 x 0.025 = 1.8 m3

2.-Del cálculo de mortero 1:4 sacamos las cantidades de materiales:

Cemento= 7.6 sacos x 1.8 x 1.03 = 14 sacos

Arena = 1.012m3 x 1.8 x 1.05 = 1.92 m3

Agua = 0.334 m3 x 1.8 x 1.05 = 0.64 m

3