OBTENCIÓN DEL CONCRETO DE ALTA RESISTENCIA    

Tesis de Grado de la UNI. Bach. Patricia A. Vilca Aranda  El texto que editamos, es una breve síntesis de las partes esenciales de la tesis:  OBTENCION   DEL   CONCRETO   DE   ALTA   RESISTENCIA;   que   ha   sustentado   la  Bachiller   Patricia   Vilca   Aranda,   en   diciembre   del   2008   en   la   Facultad   de  Ingeniera Civil de la Universidad Nacional de Ingeniera.  Los asesores designados para esta tesis fueron los ingenieros Carlos Barzola  Gastelú y Enrique Rivva López. La tesis se desarrolló en el Laboratorio de Ensayos  de Materiales de la UNI.  El texto es un resumen efectuado por nuestros servicios.  Su   publicación   inicia   una   serie   de   resúmenes   de   tesis   de   investigación,  presentadas en el último año en las diferentes Facultades de Ingeniera Civil del  país.  En la introducción se hace referencia a la década de 1990 donde se producen concretos con resistencia de 450 k/cm2 , iniciándose la aplicación extensiva de aditivos reductores de agua de alto rango, de manera de lograr resultados consistentes. En la actualidad, con la adición de microsilice se obtienen concretos de 800 k/cm2 , mientras que a nivel internacional, en diferentes obras, se encuentran valores superiores a los 1 000 k/cm2 . El propósito de la tesis fue desarrollar una tecnología apropiada para obtener concretos de altas resistencia, haciendo uso de superplastificantes y adiciones de microsílice. La metodología seguida plantea optimizar la proporción de los agregados para obtener la menor cantidad de vacios. Luego, efectuar un diseño patrón con la mejor proporción de agregados, para después diseñar el concreto con aditivo tomando como base el concreto patrón y finalmente diseñar el concreto con aditivo mas microsilice adoptando como referencia los diseños anteriores. Uno de los resultados de la investigación, fue obtener concretos de resistencias a la compresión de 1400 k a los 180 días. Los materiales utilizados para la preparación de los concretos fueron el agregado fino, de la cantera “Trapiche”; agregado grueso, de la cantera Jicamarca de Unicon; Cemento Portland Tipo I, de Cementos Lima , aditivo

superplastificante Viscocrete 1110 de Sika; microsílice Sikafume.

1

Las características de los agregados fueron las siguientes:

Propiedad Unidad  Agregado Fino Agregado GruesoPeso unitario suelto Kg/m31679 1355 

Peso  unitario compactado  Kg/m3   1874  1474 

Peso especifico  Kg/m32,6 2,7 

Porcentaje  de absorción  %  0,9  0,8 

Contenido  de humedad %  0,8  0,4 

Modulo de finura     3,1 7,4  El proporcionamiento de los agregados se efectuó con el propósito de obtener la máxima compacidad, que fue evaluada para los agregados de 1pulg y ¾ de pulg para la dosificación óptima medida por el peso unitario compactado, el proporcionamiento para valores de 1 pulg y ¾ pulg se expresan con relación a la resistencia en el siguiente gráfico:

De acuerdo al procedimiento empírico establecido para establecer la relación fino/grueso se determinaron la siguiente composición para un concreto patrón, sin aditivos ni adiciones, con tamaño máximo nominal, de 1 y de ¾ pulgadas.

Proporción de los agregadosP.U.C 

Arena (%) Piedra (%)(kg/m3 )

45 55 190050 50 194755 45 194060 40 1918

2

Material para 1m3 de concreto

Cemento (kg) Agua (Lt) Arena (kg) Piedra (kg) Asentamiento Cantidad 700.00 282.74 673.56 594.91 3.5”

Se efectúo un estudio para determinar el porcentaje de reducción de agua de mezcla, de acuerdo con las especificaciones del fabricante en un rango de 0.8% a 1.6% del peso de cemento. Determinándose un diseño óptimo para el tamaño máximo nominal de ¾, según la siguiente dosificación:

Material para 1m3 de concreto

Cemento (kg)

Agua (Lt) Arena (kg) Piedra (kg) Aditivo (Lt) 1.2%

a/c AsentamientoCantidad700.00 213.21 789.48 697.29 7.70

” 0.3

3.8

La dosificación del concreto con adiciones se estableció en base a ensayos previos con contenido de 10% y 15% de microsílice, para obtener una resistencia optima, conforme se aprecia en el grafico:

3

La dosificación resultante para el concreto de tamaño máximo nominal de ¾ fue la siguiente:

Material para 1m3 de concreto

Cemento (kg)

Agua (Lt) Arena (kg) Piedra (kg) Aditivo (Lt) 1.5% Microsílice (kg) 15% a/c

Slump Cantidad 700.00 206.24 796.65 703.63 9.72 105.00 0.29 3.8”

El desempeño de los concretos en el estado fresco se encuentra en los siguientes gráficos:

4

5

6

7

8

9

El análisis del costo directo sin considerar factores adicionales puede consultarse en el grafico siguiente:

Entre las conclusiones se debe tener en cuenta las siguientes:

El concreto con aditivo superplastificante con dosificación de 1.5% (del peso del cemento) reduce la cantidad de agua en 28%. 

El peso unitario del concreto en estado fresco aumentó en 6% en el concreto con aditivo y aumenta en 10% en el concreto con aditivo mas microsilice   El contenido de aire en el ensayo del concreto en estado fresco disminuyó en  34%  en  el  concreto  con  aditivo  y  también  disminuyó  en  77%  en  el  concreto con aditivo más microsílice. 

La  resistencia  a  la  tracción  por  compresión  diametral  del  concreto  con aditivo, a los 90 días de edad se incrementa en 12%, y en el concreto con  aditivo mas microsílice se incrementa en 73%. 

La resistencia a la flexión en el concreto aumenta en 66% a los 90 días en el concreto con aditivo y aumenta en 120% a los 90 días en el concreto con  aditivo más microsilice. 

La  resistencia  a  la  compresión  del  concreto  se  incrementa  conforme aumenta su edad.  

Concreto patrón a los 28 días = 100% (638.09 kg/cm2) Concreto patrón mas aditivo (1.2%) a los 90 días = 127% (812.12 kg/cm2)         Concreto patrón mas aditivo (1.5%) mas microsílice (15%) a los 180 días =   219% (1400.5 kg/cm2).  La alta resisytencia a la compresión del concreto en estado endurecido, se debe a una buena dosificación y al uso de un aditivo superplastificante más  la microsílice.  10