Evaluación del comportamiento de un diseño de mezcla utilizando material residual de bloques de arcilla como
agregado grueso by Rodríguez Del Villar, Guillermo islicensedunder a CreativeCommonsAttribution-
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República Bolivariana de Venezuela
Universidad Nueva Esparta
Facultad de Ingeniería
Escuela de Ingeniería Civil
Evaluación del comportamiento de un diseño de mezcla utilizando
material residual de bloques de arcilla como agregado grueso.
Tutor:
Gladys Hernández
C.I: 4.587.462
C.I.V: 34.185
Trabajo especial de Grado presentado por:
Br. Rodríguez del Villar Figarella, Guillermo José.
C.I: 18.588.267
Para optar por el Titulo de: Ingeniero Civil
Caracas, Mayo de 2012
República Bolivariana de Venezuela
Universidad Nueva Esparta
Facultad de Ingeniería
Escuela de Ingeniería Civil
Evaluación del comportamiento de un diseño de mezcla utilizando
material residual de bloques de arcilla como agregado grueso.
Jurado Técnico Jurado Metodológico
Jurado:______________________ Jurado:______________________
Nombre y Apellido Nombre y Apellido
______________________ ______________________
Cedula de Identidad Cedula de Identidad
______________________ ______________________
Firma Firma
ii
DEDICATORIA
A mi familia, que brindó apoyo incondicional, principios y valores que
desarrollaron las cualidades necesarias para lograr las metas que se plantearon.
A mi alma mater, que brindó la oportunidad y herramientas para el desarrollo
integral como profesional comprometido con los requerimientos del país.
A mis compañeros universitarios que conformaron una fortaleza en el
proceso de formación universitaria.
iii
AGRADECIMIENTOS
A Dios por otorgarme la oportunidad de vivir.
A mi padre, madre y hermano, que se mantuvieron a mi lado en todo el
recorrido universitario brindando alegría, optimismo y entendimiento para motivarme
en este camino y fortalecerme internamente.
A la Universidad Nueva Esparta por brindarme su esencia y hacer de mi un
profesional íntegro, ético y abnegado con los buenos principios de la práctica
profesional y actuación en la vida.
A mi tutor académico y amiga, profesora Gladys Hernández, quien de forma
incondicional brindó apoyo, conocimientos e invalorables experiencias que
fortalecieron mi personalidad y preparación para las etapas restantes en mi vida.
Al profesor y amigo, Miguel Soto, quien brindo apoyo a lo largo de todo este
proceso, permitiéndome conservar la calma en los momentos difíciles.
A todas las personas que de una forma u otra formaron parte de este camino
y representaron motivación y apoyo para el correcto aprendizaje a lo largo de mi
carrera universitaria.
iv
REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
UNIVERSIDAD NUEVA ESPARTA
FACULTAD DE INGENIERIA
ESCUELA DE INGENIERIA CIVIL
Evaluación del comportamiento de un diseño de mezcla utilizando
material residual de bloques de arcilla como agregado grueso.
Autor: Guillermo Rodríguez Del Villar Figarella.
Tutor: Ing. Gladys Hernández.
Año: 2012
Resumen:
El objetivo de la presente investigación, consiste en evaluar diferentes
aspectos dentro del comportamiento del diseño de mezcla del concreto, tanto en su
estado endurecido como en su estado fresco, utilizando material residual de bloques
de arcilla como agregado grueso dentro del diseño de mezcla.
Para llevar a cabo los objetivos propuestos en la investigación se optó por
una metodología experimental la cual consistió en realizar trece (13) mezclas
experimentales y una (1) mezcla de control utilizando agregado grueso
convencional, la cual fue diseñada para una resistencia de punto de partida
necesaria para clasificarlo como un concreto estructural de f’c= 210 kgf/cm2 a la
edad de veintiocho (28) días.
Las mezclas se realizaron utilizando el método convencional de cálculo,
variando la relación agua/cemento según las especificaciones necesarias de cada
una y variando la relación de agregados entre 0.4 y 0.6. Para observar el
comportamiento de este nuevo tipo de agregado en estado fresco así como su
influencia en el peso total de ellas sobre una unidad de volumen.
En su totalidad las 13 mezclas experimentales abarcaron un rango de diseño
para resistencias entre f’c=210 kgf/cm2 y f’c=310 kgf/cm2, obteniendo una totalidad
de 55 probetas, siendo estas ensayadas a la edad de catorce (14) días y veintiocho
(28) días, determinando de esta manera si el patrón y curva de crecimiento de la
resistencia evoluciona de manera similar a la del concreto convencional.
v
BOLIVARIAN REPUBLIC OF VENEZUELA
NEW SPARTA UNIVERSITY
FACULTY OF ENGINEERING
CIVIL ENGINEERING
Evaluation of the behavior of a mixture design clay blocks waste as
coarse aggregate.
Author: Guillermo Rodríguez Del Villar Figarella
Tutor: Eng. Gladys Hernández
Year: 2012
Summary:
The objective of this research consists on evaluating different aspects within
the behavior of a mixture design of concrete, both in its hardened state as in its fresh
state, using clay blocks waste as coarse aggregate.
To carry out the following research objectives, it was necessary the appliance
of an experimental methodology, which consisted on making thirteen (13)
experimental mixtures, and one (1) control mixture using conventional coarse
aggregate, which was designed for a resistance of f’c= 210 kgf/cm2 at the age of
twenty-eight (28) days, as a starting point, giving the fact that this is the resistance
needed to classify this as an structural concrete.
The mixtures were made using the same conventional method of design,
varying the water/cement dosage according to the required concrete specifications,
and varying de aggregates rate from 0.4 and 0.6 in order to observe the influence of
this factor on its fresh state as in the total weight of it on a unit of volume.
As a whole the 13 experimental mixtures covered a range of design
resistances between f’c= 210 kgf/cm2 and f’c= 310 kgf/cm2, obtaining a total of 55
cylinders, these being tested at the age of fourteen (14) days and twenty-eight (28)
days, thereby determining whether the pattern of its resistance growth curve, evolves
with a similar behavior the conventional concrete
vi
INDICE GENERAL
Página
Dedicatoria ii
Agradecimientos iii
Resumen iv
Summary v
Índice General vi
Índice Figuras, Cuadros y Gráficos xi
INTRODUCCION 1
CAPÍTULO I EL PROBLEMA DE LA INVESTIGACION
1.1 Planteamiento del Problema 4
1.2 Justificación del Problema 5
1.3 Objetivos de la Investigación 6
1.3.1 Objetivo General 6
1.3.2 Objetivos Específicos 6
1.4 Delimitaciones 7
1.4.1 Temática 7
1.4.2 Geográfica 7
1.4.3 Temporal 7
1.5 Limitaciones de la Investigación 8
CAPITULO II MARCO TEORICO
2.1 Antecedentes de la Investigación 10
vii
2.2 Bases Teóricas 12
2.2.1 Concreto 13
2.2.1.2 Concreto Estructural 16
2.2.1.3 Concreto Liviano 19
2.2.1.4 Concreto Estructural Liviano 21
2.2.1.5 Concreto Reciclado 24
2.2.2 Agregados 27
2.2.3 Agregado Grueso Liviano 31
2.2.4 Agregado Grueso Reciclado 32
2.2.5 Cemento 35
2.2.6 Diseño de Mezcla 35
2.2.7 Ensayos de Concreto 40
2.2.8 Ensayos Granulométricos 44
2.2.9 Ensayos Destructivos a Compresión 48
2.3 Cuadro de Operacionalización de Variables 52
2.4 Terminología Básica 54
CAPITULO III MARCO METODOLOGICO
3.1 Diseño de la Investigación 59
3.2 Población y Muestra 59
3.3 Técnicas e Instrumentos de Recolección de Datos 60
3.4 Técnicas de Procesamiento y Análisis de Datos 61
viii
CAPITULO IV PRESENTACION Y ANALISIS DE RESULTADOS
4.1 Procedimiento de la Investigación 63
4.2 Diseños de Mezcla 63
4.3 Preparación de moldes de probetas 73
4.4 Elaboración de Mezclas 74
4.5 Elaboración de Probetas 77
4.6 Curado de Probetas 79
4.7 Equipo utilizado para los ensayos destructivos 80
4.8 Aceptación y rechazo de Probetas de concreto 81
4.9 Concreto en estado Fresco 83
4.9.1 Asentamiento 83
4.10 Concreto en estado Endurecido 89
4.10.1 Variación de Peso 89
4.10.2 Ensayo destructivo de resistencia a Compresión 95
4.10.2.1 Resistencia obtenida para diseño de mezcla f’c210kgf/cm2 102
4.10.2.2 Resistencia obtenida para diseño de mezcla f’c250kgf/cm2 104
4.10.2.3 Resistencia obtenida para diseño de mezcla f’c280kgf/cm2 105
4.10.2.4 Resistencia obtenida para diseño de mezcla f’c310kgf/cm2 106
4.11 Representación grafica de resultados 107
4.11.1 Representación grafica de mezclas para f’c 210 kgf/cm2 107
4.11.2 Representación grafica de mezclas para f’c 250 kgf/cm2 110
4.11.3 Representación grafica de mezclas para f’c 280 kgf/cm2 111
ix
4.11.4 Representación grafica de mezclas para f’c 310 kgf/cm2 113
4.12 Desviación estándar 114
4.13 Costos para diseños de mezclas de concreto 115
4.13.1 Diseño de mezcla 1 A 116
4.13.2 Diseño de mezcla 2 A 117
4.13.3 Diseño de mezcla 3 A 118
4.13.4 Diseño de mezcla 1 B 119
4.13.5 Diseño de mezcla 2 B 120
4.13.6 Diseño de mezcla 3 B 121
4.13.7 Diseño de mezcla 4 B 122
4.13.8 Diseño de mezcla 5 B 123
4.13.9 Diseño de mezcla 6 B 124
4.13.10 Diseño de mezcla 7 B 125
4.13.11 Diseño de mezcla 8 B 126
4.13.12 Diseño de mezcla 9 B 127
4.13.13 Diseño de mezcla 10 B 128
4.13.14 Diseño de mezcla 11 B 129
4.14 Porcentajes de diferencia de precios entre diseños de mezcla 130
CONCLUSIONES
Conclusiones 132
RECOMENDACIONES
Recomendaciones 134
x
INDICE FIGURAS, CUADROS Y GRAFICOS
FIGURAS
Figura # 1. Imagen de facilidad de aplicación del concreto 15
Figura # 2. Imagen de método de aplicación de concreto 15
Figura # 3. Disposición de acero de refuerzo en encofrado 18
Figura # 4. Concreto como material en una presa 18
Figura # 5. Estructura de concreto liviano. 20
Figura # 6. Imagen de espacios vacios en agregados 30
Figura # 7. Imagen de diferencia de tamaño entre agregados 30
Figura # 8. Imagen de piedra picada 39
Figura # 9. Imagen de arena lavada 39
Figura # 10. Imagen de presentación común para cemento 40
Figura # 11. Imagen de ensayo con el cono de Abrams 43
Figura # 12. Imagen de vaciado de probetas 43
Figura # 13. Imagen de ensayo de resistencia no destructivo 44
Figura # 14. Imagen de ensayo granulométrico 47
Figura # 15. Imagen de ensayo granulométrico 48
Figura # 16. Imagen de maquina universal 51
Figura # 17. Imagen de programa de cálculo de diseño de mezclas 65
Figura # 18. Imagen de programa de cálculo de diseño de mezclas 66
Figura # 19. Imagen de programa de cálculo de diseño de mezclas 67
Figura # 20. Imagen de pesos de componentes en programa de cálculo 68
xi
Figura # 21. Imagen de preparación de tamices 75
Figura # 22. Imagen de ensayos granulométricos efectuados 75
Figura # 23. Imagen de clasificación de agregado grueso 76
Figura # 24. Imagen de tamaño máximo de agregado grueso a utilizar 76
Figura # 25. Imagen de trompo mezclador utilizado 77
Figura # 26. Imagen de proceso adecuado para vaciado de probetas 78
Figura # 27. Imagen de Probetas de ensayo en proceso de curado 80
Figura # 28. Maquina universal de compresión marca IBERTEST 81
Figura # 29. Imagen de probeta aceptada por el laboratorio 82
Figura # 30. Imagen de probeta rechazada por el laboratorio 82
Figura # 31. Imagen de ensayo de asentamiento 84
Figura # 32. Imagen de medición de asentamiento 85
Figura # 33. Imagen de probetas ensayadas en los laboratorios de la UCAB 96
Figura # 34. Imagen de tanques para curado de probetas en laboratorios 96
Figura # 35. Probetas de la investigación en los laboratorios de la UCAB 97
Figura # 36. Imagen de estación para aplicar capping 97
Figura # 37. Imagen de probetas preparadas para los ensayos 98
Figura # 38. Probetas antes de realizar los ensayos destructivos 98
Figura # 39. Ensayo a compresión 99
Figura # 40. Ensayo a compresión 99
Figura # 41. Ensayo a compresión 100
Figura # 42. Ensayo a compresión 100
xii
Figura # 43. Imagen de probeta luego de ensayada 101
Figura # 43. Imagen de restos de capping luego de ensayos 101
CUADROS
Cuadro # 1. Características principales mezcla 1A 69
Cuadro # 2. Características principales mezcla 2A 69
Cuadro # 3. Características principales mezcla 3A 69
Cuadro # 4. Características principales mezcla 1B 70
Cuadro # 5. Características principales mezcla 2B 70
Cuadro # 6. Características principales mezcla 3B 70
Cuadro # 7. Características principales mezcla 4B 71
Cuadro # 8. Características principales mezcla 5B 71
Cuadro # 9. Características principales mezcla 6B 71
Cuadro # 10. Características principales mezcla 7B 72
Cuadro # 11. Características principales mezcla 8B 72
Cuadro # 12. Características principales mezcla 9B 72
Cuadro # 13. Características principales mezcla 10B 73
Cuadro # 14. Características principales mezcla 11B 73
Cuadro # 15. Características asentamiento de mezcla 1 A 85
Cuadro # 16. Características asentamiento de mezcla 2 A 85
Cuadro # 17. Características asentamiento de mezcla 3 A 86
Cuadro # 18. Características asentamiento de mezcla 1 B 86
Cuadro # 19. Características asentamiento de mezcla 2 B 86
xiii
Cuadro # 20. Características asentamiento de mezcla 3 B 86
Cuadro # 21. Características asentamiento de mezcla 4 B 87
Cuadro # 22. Características asentamiento de mezcla 5 B 87
Cuadro # 23. Características asentamiento de mezcla 6 B 87
Cuadro # 24. Características asentamiento de mezcla 7 B 87
Cuadro # 25. Características asentamiento de mezcla 8 B 88
Cuadro # 26. Características asentamiento de mezcla 9 B 88
Cuadro # 27. Características asentamiento de mezcla 10 B 88
Cuadro # 28. Características asentamiento de mezcla 11 B 88
Cuadro # 29. Variación porcentual entre pesos de mezclas 90
Cuadro # 30. Pesos de componentes de mezcla 1 A 90
Cuadro # 31. Pesos de componentes de mezcla 2 A 91
Cuadro # 32. Pesos de componentes de mezcla 3 A 91
Cuadro # 33. Pesos de componentes de mezcla 1 B 91
Cuadro # 34. Pesos de componentes de mezcla 2 B 92
Cuadro # 35. Pesos de componentes de mezcla 3 B 92
Cuadro # 36. Pesos de componentes de mezcla 4 B 92
Cuadro # 37. Pesos de componentes de mezcla 5 B 93
Cuadro # 38. Pesos de componentes de mezcla 6 B 93
Cuadro # 39. Pesos de componentes de mezcla 7 B 93
Cuadro # 40. Pesos de componentes de mezcla 8 B 94
Cuadro # 41. Pesos de componentes de mezcla 9 B 94
xiv
Cuadro # 42. Pesos de componentes de mezcla 10 B 94
Cuadro # 43. Pesos de componentes de mezcla 11 B 95
Cuadro # 44. Características generales de la mezcla 1 A 102
Cuadro # 45. Características generales de la mezcla 3 A 102
Cuadro # 46. Características generales de la mezcla 1 B 102
Cuadro # 47. Características generales de la mezcla 2 B 103
Cuadro # 48. Características generales de la mezcla 3 B 103
Cuadro # 49. Características generales de la mezcla 2 A 104
Cuadro # 50. Características generales de la mezcla 4 B 104
Cuadro # 51. Características generales de la mezcla 5 B 104
Cuadro # 52. Características generales de la mezcla 6 B 105
Cuadro # 53. Características generales de la mezcla 7 B 105
Cuadro # 54. Características generales de la mezcla 8 B 105
Cuadro # 55. Características generales de la mezcla 9 B 106
Cuadro # 56. Características generales de la mezcla 10 B 106
Cuadro # 57. Características generales de la mezcla 11 B 106
Cuadro # 58. Costos para 1 m3 de mezcla 1 A con agregado propuesto 116
Cuadro # 59. Costos para 1 m3 de mezcla 1 A con agregado convencional 116
Cuadro # 60. Costos para 1 m3 de mezcla 2 A con agregado propuesto 117
Cuadro # 61. Costos para 1 m3 de mezcla 2 A con agregado convencional 117
Cuadro # 62. Costos para 1 m3 de mezcla 3 A con agregado propuesto 118
Cuadro # 63. Costos para 1 m3 de mezcla 3 A con agregado convencional 118
xv
Cuadro # 64. Costos para 1 m3 de mezcla 1 B con agregado propuesto 119
Cuadro # 65. Costos para 1 m3 de mezcla 1 B con agregado convencional 119
Cuadro # 66. Costos para 1 m3 de mezcla 2 B con agregado propuesto 120
Cuadro # 67. Costos para 1 m3 de mezcla 2 B con agregado convencional 120
Cuadro # 68. Costos para 1 m3 de mezcla 3 B con agregado propuesto 121
Cuadro # 69. Costos para 1 m3 de mezcla 3 B con agregado convencional 121
Cuadro # 70. Costos para 1 m3 de mezcla 4 B con agregado propuesto 122
Cuadro # 71. Costos para 1 m3 de mezcla 4 B con agregado convencional 122
Cuadro # 72. Costos para 1 m3 de mezcla 5 B con agregado propuesto 123
Cuadro # 73. Costos para 1 m3 de mezcla 5 B con agregado convencional 123
Cuadro # 74. Costos para 1 m3 de mezcla 6 B con agregado propuesto 124
Cuadro # 75. Costos para 1 m3 de mezcla 6 B con agregado convencional 124
Cuadro # 76. Costos para 1 m3 de mezcla 7 B con agregado propuesto 125
Cuadro # 77. Costos para 1 m3 de mezcla 7 B con agregado convencional 125
Cuadro # 78. Costos para 1 m3 de mezcla 8 B con agregado propuesto 126
Cuadro # 79. Costos para 1 m3 de mezcla 8 B con agregado convencional 126
Cuadro # 80. Costos para 1 m3 de mezcla 9 B con agregado propuesto 127
Cuadro # 81. Costos para 1 m3 de mezcla 9 B con agregado convencional 127
Cuadro # 82. Costos para 1 m3 de mezcla 10 B con agregado propuesto 128
Cuadro # 83. Costos para 1 m3 de mezcla 10 B con agregado convencional 128
Cuadro # 84. Costos para 1 m3 de mezcla 11 B con agregado propuesto 129
Cuadro # 85. Costos para 1 m3 de mezcla 11 B con agregado convencional 129
xvi
Cuadro # 86. Cuadro de diferencia de precios reflejada en porcentajes 130
GRAFICOS
Grafico # 1. Resistencia obtenida en mezcla 1 A 107
Grafico # 2. Resistencia obtenida en mezcla 3 A 108
Grafico # 3. Resistencia obtenida en mezcla 1 B 108
Grafico # 4. Resistencia obtenida en mezcla 2 B 109
Grafico # 5. Resistencia obtenida en mezcla 3 B 109
Grafico # 6. Resistencia obtenida en mezcla 2 A 110
Grafico # 7. Resistencia obtenida en mezcla 4 B 110
Grafico # 8. Resistencia obtenida en mezcla 5 B 111
Grafico # 9. Resistencia obtenida en mezcla 6 B 111
Grafico # 10. Resistencia obtenida en mezcla 7 B 112
Grafico #11. Resistencia obtenida en mezcla 8 B 112
Grafico # 12. Resistencia obtenida en mezcla 9 B 113
Grafico # 13. Resistencia obtenida en mezcla 10 B 113
Grafico # 14. Resistencia obtenida en mezcla 11 B 114
xvii
1
INTRODUCCION
Desde tiempos muy antiguos se han mezclados diferentes compuestos para
crear un material de construcción que proporcionara cierta estabilidad característica
que les permitiese realizar estructuras de mayor tamaño y que preste a su vez
mayor fiabilidad. La evolución en la mezcla de ciertos elementos ha dado con lo que
hoy en día se conoce como concreto, que proporciona los mismos atributos
principales que se buscaban pero con ciertas mejoras ya que se estudia de una
manera más profunda su comportamiento.
Entre todos estos atributos que se le conceden, de ser uno de los mejores
materiales para la construcción hoy en día, también cabe mencionar una de sus
desventajas, la cual sería principalmente su peso, ya que en estructuras de gran
tamaño, el peso incrementa de gran manera, lo que trae como consecuencia el
requerimiento de un mejor apoyo, que se vería en el cambio de dimensiones de
fundaciones, columnas y afines.
En la evolución de este, se tiene que se utilizaron en varias ocasiones
compuestos arcillosos en las mezclas buscando la reducción de este peso y así
obtener algún tipo de solución a este problema, pero debido al difícil tratamiento y
forma de conseguir estos compuestos arcillosos pues siempre predominó los
componentes principales que conforman el concreto hoy en día.
En la actualidad el desarrollo y evolución de nuevas tecnologías, tienen
como enfoque principal en común, la forma de afectar lo menos posible la
naturaleza. Esta no ha sido la excepción en el caso de la construcción, que
tomando esto en consideración ha dado paso a investigaciones cuyo objetivo
principal consista simplemente en la búsqueda de un menor impacto ambiental, sin
sacrificar el comportamiento e integridad total de las estructuras que se trabajan hoy
en día.
2
Desde hace más de 50 años se encontró una forma de usar otros
compuestos, entre los cuales se encontraban los arcillosos, para atacar con en el
factor “peso” del concreto. Estos proporcionaron una mejora de hasta un 35% de
reducción de peso en una unidad de volumen determinada sobre el concreto
convencional, dando de esta manera con lo que se conoce como “concreto Liviano”,
pero el avance y el uso de estos materiales que mejoraron el rendimiento, trajeron a
su vez otros problemas en cuanto a la forma de obtención de ellos. Así como la
correcta forma de aplicación y debido uso para no alterar de ninguna manera los
resultados esperados que se deseaban obtener. Teniendo esto como consecuencia
el aumento de su costo, ya que estos compuestos tienen que ser tratados de una
manera tan especializada que no solo aumenta por el material a usar, sino también
por el personal necesario, capaz de realizar adecuadamente esta importante labor.
Es por esto que surge la necesidad de buscar un mejor sustituto para
aprovechar de mejor manera la capacidad reciclable de un elemento que no solo
influye de forma positiva en cuento al impacto ambiental sino también en la
reducción de peso. De esta manera planteando usar materiales de fácil obtención
dentro del sitio de obra, como lo son materiales de desecho o desperdicio, lo cual
permitiría la considerable reducción de costos, pero que a su vez proporcionen las
mismas cualidades que presenta el concreto convencional. Dando entonces con
residuos de bloques de arcillas en obras.
3
CAPITULO I
El Problema de la Investigación
5
1.1 Planteamiento del Problema.
El concreto ha sido un elemento fundamental dentro de construcciones a lo
largo de la historia, la evolución en la utilización de este, ha dado con lo que hoy se
conoce como un diseño de mezcla, el cual se conforma principalmente de 4
elementos fundamentales, siendo estos: el Agua, el Cemento, Agregado Fino y
Agregado Grueso. Hoy en día a este diseño de mezcla se le pueden agregar ciertos
Aditivos como componentes extra que ajustan el comportamiento del concreto ante
diferentes situaciones o ambientes.
Las variaciones que se pueden obtener en cuanto a las propiedades
características del concreto, serán consecuencia a las proporciones de cada uno de
los materiales que se trabajaran en el diseño de mezcla. Dando de esta manera, el
costo, trabajabilidad, asentamiento, resistencia a compresión y resistencia a factores
de erosión abrasivos de ciertos ambientes como lo son cercanías al mar, entre
otras.
Es por esta razón que se expresa la importancia del debido manejo de todos
los factores que influyen en el comportamiento del concreto, sea en su estado fresco
o en su estado endurecido, que determinaran el debido diseño de mezcla a utilizar,
que a su vez permitirá que se cumplan los requerimientos planteados.
Al hablar específicamente de los componentes, “Agregados" dentro del
diseño de mezcla, se presenta entonces la opción de sustituir el Agregado Grueso
normalmente utilizado (piedra picada, canto rodado) por restos de bloques de arcilla,
que cumplen con propiedades características de la piedra que sustituye;
aplicándosele a estos restos, ensayos granulométricos para así obtener un
comportamiento competente o similar en comparación al diseño original de mezcla;
con la variante de que se usaría un material reciclado de fácil obtención dentro de
una obra. Esto con la finalidad obtener resultados que indiquen el comportamiento
del concreto, planteando un nuevo diseño de mezcla experimental y poder clasificar
que uso se podría dársele a este. Puesto que según, el Manual de Concreto
6
Estructural , Joaquín Porrero(2004), es este factor de agregados, el que tiene la
influencia mas considerable sobre el peso total que se obtienen en un volumen
determinado de concreto, tomando aproximadamente el 80% del mismo, afectando
de esta manera directamente el costo y la trabajabilidad del mismo.
1.2 Justificación del problema
El concreto en sí tiene grandes ventajas en cuanto a durabilidad y resistencia
que aporta y dependiendo de su uso en diferentes estructuras. También se pueden
obtener ventajas en cuanto la estabilidad ante diferentes condiciones de cargas
aplicadas a la misma; pero en estructuras de gran tamaño, también existe la gran
desventaja en sus grandes proporciones, factores como: el traslado de material,
calculo de cantidad de camiones, tiempos de llegada de camiones, manejo y su
forma de aplicación, el costo global de la obra es muy elevado.
Es por esto que se plantea una forma de reducir costos al usar restos de
bloques de arcilla dentro de la mezcla como material reciclado dentro de la misma
obra, el cual sustituye un material mucho más pesado como lo es la piedra picada o
el canto rodado, mejorando así no solo el costo en si del mismo, sino el rendimiento
que se puede obtener por parte de la mano de obra, al mejorar la trabajabilidad del
mismo reduciendo el peso de este.
Si también se tiene que al variar el diseño de mezcla original en su factor de
Agregado Grueso, está variando el peso total de un volumen determinado de este,
pues no solo se habla de mejorar el rendimiento de mano de obra sino de reducir el
costo general total de la obra. En caso de que sea usado como concreto estructural,
dependiendo del caso necesario, pues los cálculos estarán basados en el nuevo
peso por metro cubico (1m3) de material obtenido por el nuevo diseño planteado,
esto indicando entonces que las nuevas dimensiones de cada uno de los elementos
de la estructura serán menores a los que se obtienen usando el diseño
convencional.
7
Aunque la carga variable permanece sin alteraciones en el diseño, la carga
permanente en sí de la estructura varía y por tanto, la carga total. Al ajustar
dimensiones, los volúmenes así obtenidos serán menores, lo cual en una obra
conllevara a menos material a usar, reduciendo así el costo de la misma.
Claro está que para clasificar un concreto como estructural y darle gran
utilidad a este avance se necesita que el diseño de mezcla cumpla ciertas
condiciones, entre las cuales quizás la más importante se encuentra en la obtención
de un concreto con resistencia a compresión f’c mayor a 210 kgf/cm2 que debe
tener esta según lo estipulado en la Norma venezolana COVENIN 1753-2006 así
como en los procedimientos a seguir para realizar los debidos ensayos destructivos
de las probetas cilíndricas elaboradas. Estas condiciones son ensayadas por la
Norma venezolana COVENIN 338-79. Elaboración del curado y ensayo a
compresión de probetas cilíndricas de concreto.
1.3 Objetivos de la Investigación.
1.3.1 Objetivo General.
Evaluar el comportamiento de un diseño de mezcla utilizando material
residual de bloques de arcilla como agregado grueso
1.3.2 Objetivos Específicos.
1. Diseñar una mezcla patrón para una resistencia a compresión f'c=210
kgf/cm2 con los agregados normalmente utilizados.
2. Diseñar una mezcla basada en el método tradicional de cálculo usando
material residual de bloques de arcilla como agregado grueso para una
resistencia a compresión de f'c=210 kgf/cm2
8
3. Evaluar la influencia de peso entre las mezcla planteadas con el material
residual de bloques de arcilla sobre una unidad de volumen (1m3) de
concreto
4. Verificar si se puede llegar a una resistencia a compresión mayor f'c= 210
kgf/cm2, usando diversos diseños de mezcla que varíen sus características
hasta llegar a una f'c de diseño final de 310 kgf/cm2
1.4 Delimitaciones.
1.4.1 Temática.
La delimitación temática para el presente trabajo de investigación se refiere
al área de Ingeniería, específicamente en Ingeniería Civil, dentro de la materia de
Materiales y Ensayos.
1.4.2 Geográfica.
La investigación se divide en dos (2) partes, la parte teórica y de análisis de
resultados que se llevó a cabo principalmente en la sede de los naranjos de la
Universidad Nueva Esparta, y la parte experimental de la investigación, que incluye
la elaboración de las probetas cilíndricas de concreto que se llevo a cabo también
en la Universidad Nueva Esparta pero fueron ensayadas en las Instalaciones del
Laboratorio de Materiales y Ensayos de la Universidad Católica Andrés Bello
(UCAB) bajo la supervisión del Ingeniero Guillermo Bonilla.
1.4.3 Temporal.
Luego de aprobado el tema para la investigación planteada, esta se llevó a
cabo desde Noviembre de 2011 hasta Abril del 2012, según las diferentes etapas
planteadas a estudiar y que se realizaron a lo largo de la misma.
9
1.5 Limitaciones de la investigación.
A lo largo de cualquier investigación, siempre se presentaran ciertas
complicaciones o limitaciones que dificultarán el desarrollo del trabajo a realizar.
Entre las principales dificultades que se presentaron en este trabajo de investigación
en particular, se encuentran.
Localizar un laboratorio que permita el fácil acceso a un estudiante de Pre-
Grado a las instalaciones para realizar los ensayos de prueba a las muestras
elaboradas con el diseño experimental. Lo cual fue solucionado al trabajar con los
laboratorios de materiales y ensayos de la Universidad Católica Andrés Bello.
La dificultad de traslado apropiado de dichas muestras desde el sitio de
elaboración hasta el sitio de ensayo, siendo de vital importancia el cuidado y el
manejo de dichas muestras para no alterar los resultados o comportamiento de
estas en los ensayos. Lo cual se manejo con ayuda del transporte que proporciona
el personal de los laboratorios de la UCAB.
El financiamiento de la investigación. A pesar de que se trabajo con un
permiso especial para realizar los ensayos en los laboratorios, permitiendo que
estos no recurran en ningún costo, el material utilizado para la elaboración de las
mezclas así como el alquiler del trompo mezclador, fue financiado por el Br.
Guillermo Rodríguez del Villar.
CAPITULO II
Marco Teórico
11
2.1 Antecedentes de la Investigación
Una vez planteado el problema en cuestión se procede a investigar casos
anteriores que puedan ayuden a estimar el comportamiento que se pueda esperar
del nuevo problema dado. Esto tomando en consideración las variables que hay
entre casos anteriores y este caso en particular varían y estas investigaciones solo
serán usadas como punto de referencia.
A continuación se presentan los diferentes trabajos especiales de grado que
fueron estudiados para complementar lo realizado en esta investigación, estas son:
Autor: Marialejandra., Assunto S.
Título: Mezclas experimentales de concreto, utilizando tapas de
botella plásticas como agregado grueso
Institución: Universidad Nueva Esparta
Año: 2011
En este trabajo de investigación se estudia el comportamiento de un
concreto a ensayos de compresión utilizando material reciclado de plástico como
agregado grueso el cual varia también en el peso total de un volumen determinado
de concreto.
Esta investigación aporta resultados tanto de variación de peso en el
concreto como resultados de diseños de mezcla utilizando material de reciclaje.
Autor (es): Alejandro Montes de Oca., Viviana Quiñonez.
Título: Incidencia del poliestireno expandido reciclado y la fibra
del Polipropileno en la resistencia a la compresión de concreto
para un Diseño de mezcla con f’c de 250kgf/cm2
Institución: Universidad Nueva Esparta
Año: 2011
12
Este estudio presenta resultados de la incidencia de un polímero que fue
reciclado directamente en un diseño de mezcla de concreto para la obtención de
una resistencia a compresión del concreto de 250kgf/cm2.
Este antecedente aporta conocimientos en cuanto a cómo realizar
directamente un diseño de mezcla usando un material reciclado de poco peso para
la obtención de una resistencia a compresión alta, mediante ensayos destructivos
de cilindros de concreto.
Autor (es): Vilca Aranda Patricia
Título: Obtención de concreto de alta resistencia
Institución: Universidad Nacional De Ingeniería (Perú)
Año: 2008
Este estudio presenta la tecnología apropiada para crear diseños de mezcla
de concreto que resulten en concreto de alta resistencia a compresión al usar súper
plastificantes.
Esta investigación aporta conocimiento de los factores fundamentales para la
obtención de un concreto de alta resistencia, los cuales serán necesarios para el
planteamiento de diversos diseños de mezcla que pretenden perseguir resultados
de resistencias mayores a 210kgf/cm2 y de esta manera poder clasificarlo como un
concreto estructural.
Autor (es): Gutiérrez C., Ángel a., Matheus O. Aloschkg V.
Titulo: Estudio a través de ensayos destructivos y no
destructivos de las las mezclas de concreto con
polietilentereftalato (PET) reciclado.
Institución: Universidad Central de Venezuela
Año: 2006
Este estudio fue basado en experimentar diferentes mezclas de
concreto sustituyendo parte del agregado fino y manteniendo relaciones
agua/cemento para estudiar su comportamiento en comparación a un diseño
tradicional.
13
Esta investigación aporta diversos resultados de análisis de ensayos
destructivos usando un material reciclado dentro de un diseño de mezcla
experimental.
Autor (es): Pino F., Santiago J., Ron H., Ismael E.
Título: Reciclaje del ladrillo de desecho como agregado para
concreto
Institución: Universidad Central de Venezuela
Año: 1987
En este proyecto de tesis se realizan diferentes mezclas e concreto usando
ladrillo de desecho como agregados, sin variar de ninguna manera la relación de
agua/cemento o dosis de cemento y estudiaron así su comportamiento bajo las
mismas condiciones establecidas. Esta investigación aporta resultados de
comportamiento de ladrillo residual dentro de un diseño de mezcla que ayudara a
determinar un diseño inicial de mezcla para así obtener los resultados requeridos
2.2 Bases Teóricas
Al comenzar cualquier investigación es necesario conocer conceptos
fundamentales que estarán a lo largo de esta, esto se conoce como las bases
teóricas para la investigación.
Para la debida realización y experimentación en esta investigación se
presentó la necesidad entonces de estudiar y verificar cada uno de los factores que
entran en juego a lo largo de la misma, esto con la finalidad de tener un mejor
entendimiento sobre los conceptos a trabajar. El buen conocimiento de estos
ayudaran a plantear nuevas soluciones ante los problemas dados y lograr los
14
resultados esperados, entre estos conceptos básicos a conocer para realizar esta
investigación se encuentran los siguientes.
2.2.1 Concreto
A lo largo de la historia se ha buscado formas de mejorar la construcción,
desde tiempos antiguos en los que solo existía la capacidad de usar materiales
encontrados en la naturaleza sin la capacidad de modificarlos o en el caso de poder
hacerlo, en una manera muy restringida. Esto debido a que se veían forzados a
utilizar los materiales encontrados en la naturaleza que mejores ventajas podría
aportar, en cuanto a durabilidad, forma de usar, vida útil, entre otras.
Esto fue así por mucho tiempo puesto a que no se había desarrollado la
tecnología suficiente y no se tenía el conocimiento claro de muchos factores que
hoy en día se consideran a l hora de formar una construcción.
Siendo esto así, la evolución del hombre en sí se vio vinculada directamente
con los conocimientos aplicados a todos los factores de la vida cotidiana,
modificando de esta manera muchos de los elementos que antes no se podrían
considerar. Este ha sido el caso de la construcción a lo largo del tiempo y seguirá
siendo así ya que se está en la búsqueda constante de mejorar métodos de
construcción para satisfacer nuevas necesidades, nuevos requisitos.
El momento que marcó una de las evoluciones más grandes en la
construcción data de muchos años atrás, en el que el hombre se vió en la necesidad
de usar o mezclar ciertos elementos buscando un mejor comportamiento en la
estructura, este mejor comportamiento el cual fue buscado por nuevas necesidades
surgidas dio con lo que hoy comúnmente se conoce como concreto.
Se conoce como concreto a la mezcla de 4 elementos fundamentales los
cuales en base a sus proporciones prestan las características o propiedades
principales del concreto. El manejo de las proporciones de estos elementos da lo
15
que se conoce actualmente como un diseño de mezcla, el cual rige el
comportamiento que tendrá este. Entre estos cuatro elementos principales, según el
Manual de concreto Estructural de Joaquín Porrero (2004) se tiene que se separan
en 2 clasificaciones principales.
Lo que se conoce como “moldeable” la cual se conforma por el agua y el
cemento que se encarga de unir todos estos elementos juntos formando una
cohesión natural entre estos, que les permita perdurar bajo estas condiciones y
mejorando sus propiedades a lo largo del tiempo, dándole al concreto una de sus
principales ventajas la cual se representa en la durabilidad y vida útil del material a
través de los años. Se tiene que esta parte plástica del concreto se puede manejar
dentro de las proporciones de materiales del concreto utilizando una relación
“agua/cemento” que especifica en forma porcentual la cantidad de agua con
respecto a la cantidad de cemento a usar en un diseño particular de mezcla, esta
relación dependerá de el comportamiento que se quiera obtener así como el tipo de
cemento a usar y la utilidad que se le pretenda dar al mismo.
Lo referente a los “agregados” la cual conforma elementos primordiales que
aportan la dureza y principales propiedades de resistencia a compresión del
concreto se divide en 2 partes, la de agregado fino y la de agregado grueso. Estos
agregados así como aportan grandes propiedades que dan ventajas al concreto,
también aportan aproximadamente el 80% de su peso total de un volumen
determinado según el Manual de concreto Estructural de Joaquín Porrero (2004); es
por esta razón que también se maneja la relación que hay entre estos dentro del
diseño de mezcla para obtener diferentes comportamientos y diferentes
características; esta relación “agregado fino/agregado grueso” también conocida
como la relación “arena/piedra”, afecta también la parte de mano de obra puesto
que estos 2 factores afectan de sobre manera, la maleabilidad o facilidad de trabajo
de la mezcla en su parte plástica y moldeable antes de ser fraguada.
Cabe destacar que las propiedades principales que deben conformar todos y
cada uno de los elementos dentro del concreto, varían según las normativas y
reglamentaciones de cada país, actualmente en Venezuela las normas venezolanas
que rigen los parámetros desde la calidad de materiales, método de elaboración,
16
diseño de mezclas y métodos de ensayos de las mezclas, están reguladas por las
normas COVENIN que están basadas en diversas normativas internacionales como
las ACI ó ASTM.
Figura # 1. Facilidad en la aplicación del concreto en diferentes estructuras
(FUENTE: http://www.cnnexpansion.com/actualidad/2008/04/28/df-invierte-o-se-inunda consultado el
22 de Noviembre de 2011)
17
Figura # 2. Método de aplicación de concreto conocido como encofrado.
(FUENTE: http://estructuras-de-concreto.blogspot.com/2010_04_01_archive.html consultado
el 15 de Noviembre de 2011)
2.2.1.1 Concreto Estructural
En la búsqueda por la grandeza, el ser humano siempre ha tenido como uno
de sus mayores objetivos, las grandes proporciones en estructuras. Hoy en día al
hablar de este concepto, se observa que son necesarios cada vez más por los
nuevos requerimientos de las poblaciones crecientes. Sea creando grandes
represas de concreto o grandes edificaciones que busquen aprovechar el espacio
disponible en tierra y la necesidad de construir entonces hacia arriba.
Teniendo esta necesidad en cuenta, se plantearon ciertos problemas a
medida que pasaban los años. Siendo el concreto uno de los materiales más
usados en la construcción, por sus grandes ventajas ya conocidas, los problemas se
presentaron a medida que se quisieron plantear construcciones de mayor tamaño
con este mismo material. El peso de la misma estructura y los esfuerzos a los que
se veía sometida, tenían como consecuencia, ciertas deformaciones.
Al entrar en juego deformaciones considerables, se da a conocer la falta de
capacidad por parte del concreto de aceptar estas deformaciones que se daban por
el mismo peso de la estructura.
Hoy en día estas deformaciones siguen presenten en más casos ya que la
tecnología y el desarrollo de nuevos ensayos permiten determinar todos los
esfuerzos que pueden deformar una estructura, y se tiene que toda estructura
siempre se ve sometida a estas, pero no es sino en estructuras de tamaños
considerables que estas deformaciones entran en juego y afecta la integridad
general de la misma estructura.
18
Este problema o condición presentada fue atacada de una manera muy
particular. Esta consistía integrar un elemento externo al concreto que no alterase
las ventajas del mismo de forma negativa sino a su favor, de esta manera se busco
implementar un agente que fuera capaz de resistir estas deformaciones a las que se
ve sometido constantemente el concreto.
Este agente externo al concreto incorporado, fue el acero, ya que este
permitía deformaciones sin comprometer la rigidez de la estructura, pero a la hora
de que esta fuera sometida a esfuerzos que causaran deformaciones, este acero
permitiría que el concreto fuera capaz de soportarlo.
La cantidad de acero en la mezcla de concreto se maneja mediante cabillas
que se colocan como parte interna de la estructura antes de su vaciado en concreto.
La cantidad de acero a utilizar en un sector determinado de la estructura
dependerá de factores que afecten o generen deformaciones mayores a las
capaces de soportar el concreto, la magnitud de estas también determinara el tipo
de cabillas a usar así como su disposición general, esto como consecuencia de que
los esfuerzos o deformaciones pueden verse aplicados solo en un sector de la
estructura.
Hoy en día para clasificar un concreto como estructural, se tiene que hay que
cumplir ciertos requerimientos dependiendo del país y las normativas
implementadas por los entes gubernamentales de cada país. Entre estos requisitos
según la norma venezolana COVENIN 1753-2006, para que un concreto pueda ser
clasificado como estructural tendrá que presentar una resistencia mínima a
compresión f’c de 210 kgf/cm2. En cuanto al área de acero a utilizar, vendrá dada
por las dimensiones de la estructura, cargas aplicadas sobre esta, resistencia del
acero y resistencia del concreto; que en conjunto determinaran el área apropiada a
utilizar para cada caso en particular. Sin embargo hoy en día se toman en cuenta
factores externos aparte a los que normalmente se ve sometida la estructura. Como
19
lo son los
esfuerzos axiales a los que se somete una estructura a la hora un sismo, los cuales
causan deformaciones dependiendo de su magnitud.
Figura # 3. Disposición del acero de refuerzo en un encofrado antes de su vaciado.
20
(FUENTE: “http://www.thorsl.com/gal0509.asp?Id=33” el 22 de Noviembre de 2011)
Figura # 4. Concreto siendo utilizado como material principal en una presa.
(FUENTE: http://www.arqhys.com/construcciones/construccion-presas.html el 23 de Noviembre de
2011)
2.2.1.3 Concreto Liviano
El concreto liviano se ha usado por más de 50 años y fue creado por la
necesidad de disminuir las cargas muertas o cargas permanentes dentro de una
estructura para que de esta manera las dimensiones de las fundaciones de la
misma fueran reducidas.
Según la norma venezolana COVENIN 1753-2006 Proyecto y construcción
de obras en concreto estructural se denomina a un concreto liviano a un concreto
que preste básicamente las mismas propiedades del concreto convencional con la
variación de que este tiene proporcionalmente dentro de un mismo volumen
determinado, menos peso que el de un concreto convencional. Esta
proporcionalidad inferior a la de un concreto convencional viene dada en relación de
que un concreto clasificado “liviano” tiene un peso de aproximadamente 1800 kgf/m3
21
en comparación a 2500 kgf/m3 obtenidos de un concreto convencional, hablando de
esta manera de una reducción de aproximadamente 35% sobre el peso del concreto
convencional usado.
Esta reducción de peso total dentro de un volumen viene dada por la
variación de elementos principales dentro del diseño de mezcla, específicamente la
variación dentro del factor agregados ya que son estos los que más influencia tienen
sobre el peso total del concreto, tomando estos aproximadamente el 80% o más del
peso total del concreto dentro de un volumen determinado
Para obtener un concreto liviano no es necesario sustituir por completo este
factor de agregados; la obtención de un concreto liviano puede ser dada por el uso
de agregados finos y gruesos de menor peso que presten las mismas
características o por el cambio de uno solo de estos factores.
Entre las formas mayormente utilizadas para la disminución de peso en el
factor de agregados se encuentra en la sustitución del agregado grueso
normalmente utilizado (piedra picada o canto rodado) por uno de menor peso el cual
preste características que conserven las propiedades principales del concreto. Los
sustitutos de menor peso para el agregado mayormente usados son las arcillas
expandidas y la pizarra. Obteniendo con estos nuevos sustitutos no solo un menor
peso sino también un mejor comportamiento ante resistencia al fuego
A pesar de todas estas grandes ventajas que presta este tipo de concreto se
encuentra también la gran desventaja de la parte “costo” ya que este tipo de
concreto por lo general suele ser más costoso que el concreto convencional y la
disminución de dimensiones en las fundaciones de una estructuras por su nueva
carga permanente no sería suficiente para contra restar el costo de esta.
22
Figura # 5. Estructura de concreto liviano
(FUENTE:http://www.flickr.com/photos/cementosargos/page2/ el 22 de Noviembre de 2011)
23
2.2.1.4 Concreto Estructural Liviano
Según Porrero (2006) en el momento en que se empieza a plantear una
construcción, se introducen una gran cantidad de variables que juntas formaran
parte en conjunto de un proyecto, siendo estas variables o adversidades las que
buscaran y demostraran el ingenio y capacidad de desempeño de cada uno de los
integrantes involucrados en el mismo.
Los factores que dictaran todas y cada una de las variables se dará en varios
casos por el mismo conjunto de personas o elementos que formaran parte del
proyecto a seguir. Siendo entonces prioridad en cada proyecto o construcción,
estudiar cada uno de estos factores que puedan afectar la ingeniería del mismo.
Entra entonces el papel de las variables que afectaran al proyecto, la
arquitectura a la que se regirá la edificación, si definitivamente ese diseño es el que
se usara o si aceptan algún tipo de modificación, ya que si este diseño permite
modificación pues entonces las soluciones siempre serán más económicas en caso
de plantearse un problema ya que podrá adaptarse a las condiciones específicas de
sitio; de no ser así pues la estructura tendrá que tomar en cuenta condiciones más
específicas en cuanto al volumen de la construcción, posición de los ejes centrales
de las fundaciones de la estructura según su diseño y verificar si las dimensiones
propuestas por el diseño cumplen con los requerimientos básicos de las normativas
en cuanto a sismo-resistencia, de no ser así pues entrara en juego el papel del
grupo de ingenieros y buscar la manera dentro de los materiales a usar en los
elementos fundamentales de la construcción para que estos sean capaces de
resistir todos los esfuerzos requeridos de esta forma cumpliendo con los parámetros
de diseño. Esto toma en cuenta claro está, el peso de la misma estructura ya que al
tener que realizar alguna modificación se tiene que dependiendo del material a usar
en la estructura o simplemente cambiando algunos valores de un mismo material
pues se obtendrán pesos muy diferentes.
24
La razón por la que se menciona el peso de lo que sería directamente la
estructura de alguna edificación es porque esta estructura es la que va a soportar
los esfuerzos de la edificación y en caso de ser de gran escala pues tendrá que ser
estudiada con mucho más cuidado ya que la dimensión de la estructura y su peso
será el factor principal que influenciara sobre el tamaño y tipo de fundación que
deberá ser usada. Esto se debe a que cada construcción es realizada en sitios
geográficamente diferentes y se pueden obtener diferentes características
geográficas dentro de una misma locación en cuanto al tipo de suelo y las
características que este posee, brindando este el factor de “rsadm” del suelo
(resistencia admisible del suelo), el cual determina el esfuerzo capaz de soportar
ese suelo en un área determinada, lo que modificara el tamaño o tipo de fundación a
utilizar como fue antes mencionado.
Se obtiene entonces que en toda estructura el peso ha sido siempre uno de
los factores o variables más importantes a entrar en juego, lo que ha llevado a la
evolución de materiales a usar, el modo de emplearlos y motivos de inversiones
largas y rigurosas en búsqueda de la obtención de un material que ofrezca las
características requeridas que tenga un peso relativamente inferior sin afectar de
gran manera el factor costo, que puede ser en la mayoría de los casos la limitante
en cuento a lo que se puede llegar en una construcción.
Dando entonces derivaciones de los materiales más utilizados dentro de la
construcción como lo son el Concreto y el Acero, los cuales a pesar de tener
grandes diferencias, el modo de empleo de cada uno así como el diseño de cada
uno permite que realicen el mismo trabajo en cualquier construcción, dejando la
decisión de cualquiera de estos de parte del proyecto originalmente planteado el
cual presume un presupuesto original.
Sin embargo a pesar de que ambos materiales son capaces de realizar la
tarea de formar una estructura de una construcción pues se tiene que en Venezuela
y en la mayor parte del mundo se usa el Concreto como material principal, teniendo
este la capacidad de ofrecer grandes ventajas en cuanto a facilidades de aplicación
y forma de obtención de los elementos principales que lo conforman.
25
Se sabe entonces que la denominación más común es de un “Concreto
Estructural”, el cual como su nombre lo indica, permite usarlo específicamente en el
cálculo de estructuras, por la sencilla razón que al tomar en cuenta estas variables
de peso y la necesidad de dimensiones de mayor tamaño y “luces” más grandes
entre cada fundación, el concreto se vio afectado por esfuerzos diferentes a la
compresión los cuales resiste sin ningún problema. Entraron en juego de esta
manera esfuerzos a tracción generados por las deformaciones que se presentan en
la estructura, sea por el peso de la misma en vigas, por movimientos axiales
originados por sismos o por grandes vientos en tal caso de que la dimensión de la
estructura sea tal que pueda verse afectada por los mismos.
La solución para estas nuevas variables que entraron en juego dentro de las
estructuras vino con la parte de utilizar otro elemento dentro del concreto. Se habla
del acero dentro de la estructura, el cual permite que el concreto sea capaz de
resistir esos esfuerzos a tracción a los cuales la estructura se ve constantemente
sometida.
Esto se debe a que el concreto no tiene una gran elasticidad o “capacidad de
deformación” y luego regresar a su estado original mientras que el acero sí, es por
esto que evoluciono el estudio y el cálculo de este área de acero dentro de cada
estructura ya que este área de acero entraría entonces como parte de la estructura
total.
Una vez con esta solución pues se plantea un problema o variable adicional
que afectaría también el tamaño de las fundaciones de la estructura. Al colocar un
porcentaje de acero a la estructura, esta aumenta su peso total, modificando de esta
manera muchas de las dimensiones originales de la fundación que recibirán todas
las cargas trasmitidas por la estructura hacia el suelo.
Por esta razón se vio la necesidad de hacer ciertas modificaciones que
permitiesen mantener un peso en la estructura el cual no afectara de gran manera
las fundaciones de la misma, al plantearse esta necesidad se obtuvo que el peso de
acero no podría ser alterado o modificado pues no cumpliría con los requerimientos
26
de resistir los esfuerzos necesarios. Lo que llevo a utiliza concreto liviano, el cual
permite las mismas características del concreto convencional pero con la ventana
de obtener un peso menor en un volumen determinado.
El concreto liviano debe tener como f’c mínima de = 210kgf/cm2 al igual que
el concreto convencional utilizado en estructuras. Obteniendo de esta manera los
resultados requeridos según las condiciones o variables que se planteen dentro de
cada proyecto en particular.
Sin embargo a pesar de las muchas ventajas que ofrece el uso de este
material, el uso de este concreto liviano es más costoso al estar conformado por
elementos diferentes a los utilizados en un concreto convencional, lo cual hace la
materia prima de este más costosa, de difícil obtención y con la necesidad de una
mano de obra especializada en tratar este tipo de componentes y aplicarlo de la
manera apropiada para que sus características principales del comportamiento
esperado no sean afectadas.
2.2.1.5 Concreto Reciclado
Según la organización Biodegradable México, al hablar del ser humano no se
puede obviar el efecto que este tiene sobre el planeta tierra. Desde el punto de vista
de evolución en cuanto a la forma de aprovechar cada uno de los elementos a las
necesidades se tiene que siempre se han explotado los recursos de más fácil
obtención para conformar cada uno de los elementos que hoy en día forman parte
de la vida de cada uno. En cada una de las cosas que se pueden observar día a día
se tiene que este caso persiste, la utilización de recursos del planeta para la
facilidad de la vida humana.
El problema se presenta no en la utilización de recursos para la vida
cotidiana, sino en buscar esa “facilidad” y utilizar lo que siempre ha sido fácil
obtener. En los últimos años se han observado entonces las consecuencias de no
tener una mayor conciencia, utilizando esos recursos que se presentaban con tanta
27
facilidad, pues ya poco a poco se están agotando y la forma obtención de estos se
está viendo afectada por el abuso.
Lo que muchas personas dicen desde hace mucho tiempo, está siendo
tomado cuenta hoy en día por las evidencias que son difíciles de ocultar y esto ha
creado una “nueva conciencia” en muchos aunque no afecta en lo absoluto a
muchas otras personas.
Es por eso que se ha creado la cultura de lo que se conoce como reciclaje, lo
cual consiste en la Re-utilización de elementos que fueron usados en una ocasión y
al cumplir su tarea para lo que fue diseñada pues fueron desechados, teniendo
estos materiales muchas otras formas de aprovechamiento.
Este reciclaje ha entrado en juego en muchos factores de la vida cotidiana de
muchas personas, creando así una nueva forma de obtención de recursos y buscar
de esta manera “arreglar” o mejorar el daño que fue hecho por la mano del hombre
desde hace muchos años. Hoy más que nunca está trayendo sus consecuencias,
cambios climáticos, destrucción y sobre población que han presentado grandes
consecuencias negativas.
Esta nueva conciencia creada ha dado entonces con la evolución de nuevas
grandes empresas dedicadas específicamente a la obtención de estos nuevos
recursos que afecten de manera positiva todos los daños ya causados. Las
investigaciones de estas se extienden desde el uso de plásticos en bolsas que sean
bio-degradables, recicladas, envases, combustibles que no afecten el medio
ambiente y de esta manera los recursos por la contaminación que estos traen.
Este tipo de manejo de la información, puede ser considerado en muchos
casos como una gran evolución, la cual ha dado entonces con el mundo de la
construcción, que por la misma necesidad de tener un menor impacto ambiental han
optado por esta tendencia de reciclaje y por nuevos proyectos los cuales motivan un
estilo de vida más “sana” o saludable, dando el nuevo trabajo a los ingenieros
28
dedicados a esta labor a la utilización un nuevo material de construcción que afecte
de una manera no tan negativa el medio ambiente.
Es entonces que nuevos estudios surgieron, permitiendo que se utilicen
nuevos plásticos y polímeros en ciertos sectores dentro de una edificación que son
“amigables con el medio ambiente”. Sin embargo los elementos que conforman la
estructura principal de esa edificación no han tenido modificación alguna. Este factor
fue lo que se buscó cambiar al iniciar las nuevas investigaciones y obtener la
manera de utilizar elementos reciclados dentro de la construcción.
Al hablar de la estructura principal de una edificación se tiene que las que
presentan más posibilidades de modificación son las de concreto, que es
conformado por varios elementos. Este material permite la modificación de diversas
variables hasta obtener el comportamiento deseado. Dando como solución la
utilización de algún elemento de reciclaje en una de esas variables dentro de un
diseño de mezcla sin que se pierdan las propiedades características que se buscan.
El concreto permite entonces las variables de más fácil modificación para la
utilización de elementos reciclables sustituyendo los “agregados”, sin embargo la
evolución de este tipo de concreto se ha visto limitada por la falta de normativa que
se rija según algún tipo de parámetro para un debido resultado. Este tipo de
investigaciones son muy recientes y permiten la variación de muchos factores,
siendo este el caso específico del concreto. Las variables de más fácil modificación
son las de “agregados”, puesto a que el valor se conforma por el “fino” y el “grueso”,
y un concreto reciclado podría verse conformado por la modificación de uno o de
ambos, así como el tipo de material de reciclaje a utilizar como material de reciclaje.
El alcance a este tipo de concreto será limitado por el ingenio y el tipo de
material a usar así como las condiciones deseadas a obtener ya que dentro de
materiales reciclados a utilizar como agregados se encuentran desde elementos
derivados del petróleo, plásticos, etc. Hasta elementos re-utilizados dentro de la
misma construcción siendo de esta manera reciclados
29
2.2.2 Agregados
Como formación de la estructura del planeta se tiene que está conformado
por diferentes capas tectónicas conocidas como tipos de suelo, estos a su vez se
conforma por material sólido, líquido o gaseoso dependiendo de las características
geográficas del mismo.
Una serie de áreas y ramas de estudio se han desarrollado con la finalidad
de indagar y apreciar de una manera más profunda el comportamiento del suelo.
Luego de una serie de investigaciones realizadas, se llegó a una clasificación
internacional en la cual dependiendo del volumen de cada partícula solida del suelo,
se obtendría diferentes utilidades.
Esta clasificación y separación de las partículas se da por el tamizado de una
muestra de suelo, para luego clasificar las partículas en material “granular” y
material “arcilloso”.
En el mundo de la ingeniería esta clasificación ha sido más que útil ya que
permite el uso de los recursos obtenidos del suelo como material propio en la
construcción, haciendo de esta manera un gran aprovechamiento de recursos
naturales. El uso de estos en el mundo de la ingeniería tiene un gran alcance; sea
para determinar el tipo de suelo sobre el cual se presentara una estructura y
determinar si resistirá los esfuerzos a los que será sometida, para determinar el tipo
de maquinaria será requerida para remover ese material, el tipo de fundaciones que
son necesarias utilizar según las condiciones que presente ese suelo, utilizar
material removido del suelo como material de relleno en aluna construcción, o lo
más fundamental y lo más comúnmente utilizado como lo es, utilizar partículas
sólidas del suelo como uno de los componentes primordiales en el concreto
convencional usado y presente en cada estructura, sea únicamente para las
fundaciones o para el cuerpo de la estructura en sí.
30
El uso de este material clasificado por ensayos que lo clasifican según su
tamaño, se presenta principalmente en el diseño de mezcla del concreto, en donde
se introduce una variable que a su vez de divide en dos tipos. La variable de
Agregados clasificada como agregado fino y agregado grueso maneja en gran parte
lo que sería el comportamiento, maleabilidad y en general el peso de un volumen
total del concreto, siendo este factor de agregados el que más influencia tiene sobre
el mismo.
La proporción dentro del diseño de mezcla y su variación dentro del
comportamiento del concreto viene dada a que se busca obtener una estructura
similar a lo que se conoce como una capa de suelo, en donde se presenta un
volumen de elementos sólidos y uno de vacíos conformado por el espacio que
existe entre cada partícula sólida que puede estar ocupado por aire o agua. Se
busca entonces conociendo estos elementos fundamentales una cohesión o
armonía entre diferentes tamaños de partículas para eliminar estos volúmenes de
aire o agua y sustituirlos por un factor que ofrezca rigidez y maleabilidad.
Es entonces donde entre en juego el papel del agregado fino también
conocido como “arena lavada” la cual fue sometida a ensayos granulométricos,
permitiendo estar conformada en su gran parte por partículas de un tamaño similar
capaces de estar entre un tamiz de un tamaño determinado, buscando de esta
manera minimizar los espacios libres que quedan entre las partículas del material
solido conocido como agregado grueso, obteniendo de esta manera una armonía
que permita la mayor compactación posible y preste las características principales
del concreto.
Según Porrero (2004) el Agregado Grueso al cual se le acredita gran parte
de la dureza y maleabilidad del concreto debido a su peso y grandes tamaños de
partículas, es sometido a la misma clasificación que el agregado fino. El agregado
grueso conocido también como “piedra picada” o “canto rodado” es necesario
someterlo a este tipo de clasificaciones puesto a que la diversidad entre el tamaño
31
de partículas presenta un nuevo problema en cuanto al vaciado de concreto en
donde se vaya a realizar así como el peso de las mismas partículas de piedra ya
que de ser de gran tamaño el peso por gravedad no permitiría que la mezcla de
concreto tenga una distribución uniforme a la hora. Fue por esto requerido la
clasificación granulométrica de estos elementos sólidos consolidados entonces
entre el tamiz del tamaño seleccionado, para obtener un tamaño de partículas que
se adapte al balance requerido y necesario dentro de la mezcla.
Juntos estos dos (2) componentes son esenciales dentro del diseño de
mezcla del concreto. Hoy en día se ha buscado la manera de usar sustitutos en el
factor agregados dentro del diseño de mezcla por diversas razones; por conciencia
ambiental de no malgastar recursos naturales. Con la finalidad de reciclaje de
material, para buscar un resultado diferente al comportamiento del concreto en
cuanto al peso total de la estructura, etc.
Todos estos valores han entrado en consideración a la hora de buscar o usar
algún sustituto a los agregados normalmente usados. Sin embargo a pesar de
buscar sustitos, siempre se pretende replicar el comportamiento obtenido de los
diseño de mezcla convencionales en donde esa armonía permite la perfecta
cohesión entre todos los elementos permitiendo que el concreto tenga las ventajas
que hoy en día se conocen.
Al ser los agregados uno de los elementos de mayor importancia dentro del
diseño de mezcla de concreto, y sobre el comportamiento que este tendrá tanto en
su estado fresco como endurecido, se han presentado las normas venezolanas
COVENIN 277:2000. Agregados del concreto y sus requisitos. Las cuales
determinan las propiedades específicas que estas necesitan presentar dependiendo
de su naturaleza y procedencia, así como para el comportamiento que se espere
que cumpla. La determinación de unos buenos agregados, disminuirá el rango de
error que se pueda tener en el diseño de la mezcla obteniendo el comportamiento
esperado.
32
Figura # 6. Imagen que demuestra los espacios vacios en los agregados.
(Fuente: http://www.astm.org/SNEWS/SPANISH/Q406/q406octconcrete.html el 28 de Noviembre de
2011)
Figura # 7.Imagen que demuestra la diferencia de tamaño de los agregados.
(Fuente: http://ferreteria333.blogspot.com/2010/04/agregados.html el 01 de Diciembre de 2011.)
33
2.2.3 Agregado Grueso Liviano
Dentro de la mayoría las construcciones realizadas hoy en día, se observa
que se busca siempre el desarrollo y la implementación de nuevas teorías, que
permitan mejorar algún aspecto relevante dentro de esta. Es esta tendencia la que
da paso a la evolución dentro del mundo de la construcción, permitiendo la
aplicación de nuevos conceptos que se puedan presentar.
Si bien se tiene que dentro de las estructuras las proporciones totales aparte
de ser dictadas por el diseño de la edificación, también vienen dadas por factores
que luego de años de investigación surgieron. Uno de estos y quizás uno de los más
importantes el cual siempre ha afectado la estructura de cualquier edificación ha
sido el factor de su peso.
La totalidad de cargas de una estructura viene dado por la suma de todos los
factores que la conforman, como lo son el mismo peso de la estructura así como el
uso que tenga y los factores de seguridad necesarios.
Sabiendo esto, se desarrollaron nuevas tecnologías y métodos de
construcción apuntando siempre con un objetivo en común, el cual consistía en
disminuir el peso de la estructura, siendo este un elemento que se relacionaría
directamente al costo de la estructura, pues las dimensiones de la misma se verían
proporcionalmente disminuidas por consecuencia de que no soportarían las mismas
cargas antes planteadas con el concreto convencional.
El desarrollo de estas nuevas tecnologías llego a lo que hoy en día se
conoce como concreto liviano, a este concreto se le asigna este término ya que en
comparación al concreto convencional, se obtiene que por un mismo volumen existe
una diferencia del 30% en cuanto al peso; manteniendo las propiedades buscadas
del mismo concreto.
34
Esta disminución tan considerable del peso del concreto en un volumen
determinado viene dada por los 4 elementos fundamentales los cuales prestan en
conjuntos sus características particulares.
Se buscó de esta manera alterar alguno de estos factores para así alterar el
resultado final de peso. A la hora de buscar los elementos a alterar para obtener una
mejora en cuanto al peso de la estructura, no hizo falta hacer muchas
investigaciones ya que se sabe que el factor de los agregados dentro de un diseño
de mezcla conforman aproximadamente el 80% del peso total de un volumen de
concreto, por lo que se indicó que para poder obtener un cambio considerable en
este factor, esta era la variable que se tendría que modificar.
Los agregados dentro de un diseño de mezcla de concreto están
conformados por el agregado grueso y el agregado fino. Por lo que se buscó
sustitutos de alguno de estos valores para así poder obtener un resultado final
diferente al concreto convencional.
Esto dio con lo que hoy se conoce como agregado grueso liviano, este como
su nombre lo dice, permite utilizarse como sustituto al agregado grueso
convencional usado (piedra picada), sin comprometer el comportamiento total del
concreto una vez fraguado.
Según la norma venezolana COVENIN 1753-2006. El agregado grueso
liviano necesario para una mezcla de concreto puede variar dependiendo de las
necesidades del diseño de mezcla. Esto por ser un área todavía en desarrollo y
surgen constantemente nuevas opciones de agregado liviano.
:
2.2.4 Agregado Grueso Reciclado
Según la organización Biodegradable México, debido a la nueva conciencia
creada a nivel mundial por el mejor aprovechamientos de los recursos naturales
35
como consecuencia al largo abuso a los que se han visto sometidos por parte
humana en el sentido de buscar siempre los materiales de mayor y más fácil
alcance para de esta manera buscar la reducción en costo sin tomar en cuenta la
repercusión que esto tendría en el planeta.
Esta conciencia ha creado una cantidad de avances y movimientos los
cuales se inclinan a la re-utilización de ciertos elementos para realizar otras
actividades, sin abusar de esta manera de los recursos naturales. Buscando
contrarrestar los efectos ya causados por el continuo uso de estos a lo largo de las
últimas décadas que se ha visto justificado por las nuevas necesidades de la
población, las cuales se incrementan a paso acelerado.
Dando así con el movimiento de reciclaje e implementación de elementos
que clasifiquen alguna actividad como “amigable” con la ecología o no. Este
reciclaje viene dado por la misma reutilización de ciertos materiales que ya han
cumplido su vida útil de alguna forma pero de ser tratados por las maneras
adecuada podrían prestar sus condiciones primarias en el uso de otros elementos.
La extensión de este movimiento desde el punto de vista internacional ha
sido considerable, tanto así que ha llegado a los elementos cotidianos de la vida,
incluyendo a las construcciones. Gracias a este movimiento la creación de nuevas y
mejores construcciones que sean “Eco-Friendly” o “amigables con la ecología” se
extiende desde el tipo de recursos que se utilicen en una edificación, los bombillos a
usar que requieran menor energía, plantas de tratamiento, mejor circulación de aire,
eliminando así el uso de elementos externos como aires acondicionados que
adecuen la temperatura; hasta los mismo elementos primarios de la construcción.
Al hablar de los elementos primarios de la construcción se tiene que en el
caso de la mayoría de estas siempre se encuentra presente el concreto. Siendo este
capaz de prestar ciertas capacidades que pocos materiales pueden ofrecer, entre
estas cabe destacar que se encuentra la de ser conformado por un conjunto de
elementos a los que se le atribuye a la mayoría de sus características y ventajas del
mismo.
36
Esto dio con estudio y desarrollo de tecnologías que determinaron la
capacidad de utilización de elementos re-utilizables o reciclados dentro de los
componentes principales del concreto. Manteniendo las ventajas del mismo,
obteniendo así un aprovechamiento de los recursos naturales que se han visto
afectados dentro de una edificación.
El uso de estos materiales dio a conocer a lo que se conoce como concreto
reciclado el cual se conforma al cambiar uno de sus componentes principales por
uno re-utilizado. Siendo estos elementos normalmente los agregados del concreto.
Se tiene entonces que el factor de agregados puede ser modificado para que
se pueda clasificar a un concreto como reciclado, siempre y cuando el agregado
preste las mismas características en conjuntos con el resto de los elementos para
conformar las ventajas siempre buscadas por parte del concreto.
Este tipo de agregado reciclado se puede sub-dividir en 2, los agregados
finos y los gruesos. A la hora de buscar un material re-utilizable se tiene que es de
mayor facilidad conseguir o reciclar elementos de mayor tamaño, teniendo que
someter a estos por una menor cantidad de procesos que permitan utilizarlos,
convirtiéndose esto en un ahorro de costo.
Por esta razón se tiene que para formar un concreto Reciclado es más viable
utilizar o variar el elemento de agregado grueso. Esta variación y el tipo de
características principales que este debe presentar no han sido puntualizados o
limitados a un solo tipo de material reciclable a utilizar. Las alternativas de
agregado grueso reciclable son demasiado extensas, puesto que el reciclaje en la
construcción se maneja en forma conceptual, determinando de esta manera que
siempre y cuando los componentes sean capaces de cumplir los requerimientos
principales necesarios para mantener el comportamiento del mismo, podrá ser
utilizado.
Este tipo de comportamiento del concreto con cualquier elemento modificado
incluso de forma reciclado, deberá someterse a los mismos ensayos que las
37
mezclas convencionales especificados en la Norma venezolana COVENIN 1753-
2006 Proyecto y construcción de obras en concreto estructural, para determinar que
este cumpla con todos los parámetros requeridos y pueda ser utilizado sin mayor
inconveniente.
2.2.5 Cemento
Se tiene dentro de los elementos principales del concreto el cemento puesto
que este aporta la maleabilidad y cohesión de todos estos factores dentro de la
mezcla siendo este el conglomerante de todos estos elementos.
Entre los cementos tenemos varios tipos, los cuales prestan toda esta misma
función de conglomerante, pero con composiciones químicas diferentes, las cuales
permiten variaciones dentro del comportamiento del mismo. Las características o
propiedades principales del tipo de cemento a usar dentro de un diseño de mezcla
serán determinadas dependiendo del uso que se le pretenda dar a ese concreto, ya
que este puede aportar propiedades químicas que alteran diversos factores o
reacciones químicas dentro de la mezcla como lo son el retraso del proceso de
fraguado o la aceleración del mismo, así como el comportamiento diferente
necesario de un concreto a cercanías del mar.
La Norma venezolana COVENIN 28:1993. Cemento Portland,
Especificaciones. Determina las características con las que de cumplir el cemento
que se utiliza para las mezclas de concreto
2.2.6 Diseño de Mezcla
Según Porrero (2004). Desde los principios de la vida humana se ha visto la
necesidad de la repetición, de algún acontecimiento o de algún hecho para obtener
los mismos resultados en algún tipo de acción, lo cual implicaba jugar con ciertos
38
factores, variables o pasos y procedimientos a seguir que definirían el resultado final
de alguna acción a realizar
A esta necesidad de repetir los mismos resultados de algún procedimiento se
le acredito la necesidad de puntualizar cada una de esas variables que hacía que
ese resultado fuera el mismo obtenido en ocasiones. Dependiendo del caso estas
variables se denominaron como pasos a seguir o el procedimiento a llevar a cabo
para obtener un resultado ya conocido.
A lo largo del tiempo este caso se ha aplicado prácticamente para todos
objetivos en la vida, en donde se tiene que para llegar a un resultado conocido hay
que realizar ciertas actividades, desde la cocina, hasta la construcción.
Lo que las personas conocerían cotidianamente como una receta para
preparar algún plato, pues en el mundo de la ingeniería específicamente en el
mundo de la construcción se puede aplicar la misma analogía para diferentes
etapas dentro de una construcción. Desde el vaciado y encofrado de una columna,
hasta en el diseño de mezcla que se deberá aplicar para obtener el concreto
requerido por el proyecto de una construcción.
En el caso de las mayorías de las construcciones alrededor del mundo la
presencia de concreto siempre es necesaria, independientemente de si la estructura
es de acero o de madera, siempre se requiere que el concreto forme parte de esta,
siendo la mayoría de las fundaciones de estas estructuras elaboradas con concreto,
el cual es capaz de resistir grandes esfuerzos de la carga completa de la estructura
para trasmitirla hacia el suelo.
Los requerimientos del proyecto dictaran siempre las características
principales a seguir en una construcción. La prioridad en cuanto a, cuál de todas las
características principales, prestar más atención, será dada directamente por la
funcionalidad y objetivo de la estructura, para que se va a utilizar, saber si el diseño
permite algún tipo de modificaciones, si la estructura será de alto transito humano o
simplemente una obra arquitectónica emblemática de arte.
39
Todos y cada uno de estos factores jugaran un valor particular en el proyecto
final para llevar a cabo una construcción. Entre estos factores se toma en cuenta
uno de las más importantes, que determina la carga viva y permanente de la
estructura la cual determinara la carga total a la que será sometida la fundación. Al
saber esta carga se tiene que se presenta un requerimiento en cuanto a la calidad
de concreto y las cargas que debe ser capaz de soportar, es decir, lo que también
se conoce como f’c (resistencia a esfuerzos de compresión del concreto) expresado
en valores de kgf/cm2.
Al tener un valor conocido de los esfuerzos a los que va a ser sometido el
concreto pues dependiendo de las condiciones geográficas y climáticas se tiene que
el tipo de concreto a utilizar tiene que cumplir con ciertas cualidades específicas.
Estas cualidades específicas se podrán cumplir alterando ciertos valores que
conforman el concreto. El concreto está conformado principalmente de: Agua,
Cemento y Agregados. Dentro del factor “Agregados” se tiene una subdivisión
necesaria entre Agregado Fino y Agregado Grueso. Adicionalmente a estos
elementos, el concreto puede poseer aditivos que permitan resistir ciertas
condiciones a las cuales será sometida la estructura en su uso.
El concreto en construcciones y estructuras de importancia se reconoce
también por tener un porcentaje de acero dentro de este, pero cabe en cuenta
mencionar que el porcentaje de acero a utilizar dentro del concreto es meramente
colocado para resistir esfuerzos a tracción que se puedan presentar por ciertas
deformaciones en la estructura. Sea por incidencia de peso propio o movimientos
axiales provocados por sismos, no se toma en cuenta como uno de los
componentes principales dentro de la elaboración de este, por no ser necesario para
poder tener el concreto como tal. El porcentaje de acero en este, será dictado para
cumplir con las normativas en cuanto a la resistencia de estas deformaciones se
refiere.
Se tiene entonces que de esta manera estos 4 elementos: agua, cemento,
Agregado Fino y Agregado Grueso, serán los elementos que me conformaran el
40
diseño de mezcla o “conjunto de elementos” que se debe llevar a cabo para que el
concreto obtenga ciertas propiedades que se requieran dependiendo de su uso.
Se habla de un diseño de mezcla, porque se necesitan los 4 componentes
principales que lo conforman. Buscando variar las proporciones entre estos para
obtener diversos resultados en cuando a su resistencia a esfuerzos de compresión,
asentamiento, maleabilidad, etc. La variación en cuanto a las proporciones que
entran en juego en un diseño de mezcla se pueden dividir en dos.
La primera parte conocida como “α” o (relación Agua : Cemento) que
determina la proporción así como su nombre lo dice de agua por cada dosis de
cemento y la segunda parte conocida como, “β” o relación de Agregados, la cual
determina la proporción de agregado fino a utilizar por cada porción de agregado
grueso.
Juntas, el manejo de estas 2 proporciones podrá dar las propiedades
características necesarias a manejar en el concreto para llevar a cabo un proyecto,
claro está que cada diseño de mezcla a pesar de ser probado y manejado con la
mayor exactitud posible, pues siempre servirá como un dato referencial, obteniendo
entonces resultados reales mediante su corroboración al realizar ensayos tanto en
su estado fresco como endurecido, principalmente clasificados como destructivos y
no destructivos de probetas cilíndricas de ensayo de concreto, esto se debe a que
los materiales o la mano de obra y proceso de fabricación del concreto forman un
conjunto de variables que puede afectar en diversas maneras, variando de esta
manera los el comportamiento general esperado.
Según la Norma venezolana COVENIN 1753-2006 Proyecto y construcción
de obras en concreto estructural, cualquier diseño de mezcla a realizar de forma
inversa, es decir sabiendo ya unos resultados requeridos, debe ser realizada bajo
los parámetros estipulados en el Manual del Concreto Estructural, Joaquín Porrero
(2004).
41
Figura # 8. Imagen de piedra picada
(Fuente: http://iaminasbolivar.blogspot.com/ consultado el 1 de diciembre de 2011)
Figura #9. Imagen de arena lavada
(Fuente: http://www.perezplumed.com/aridos.html consultado el 2 de Diciembre de 2011)
42
Figura # 10. Imagen de la presentación común para el cemento y su
comercialización en sacos de 42.5kg.
(Fuente: http://llanerodigital.net/news/show/2011-07-13 consultado el 15 de Noviembre de 2011)
2.2.7 Ensayos de Concreto
Luego de transcurridos los años, el ser humano en su evolución ha
implementado cada vez más elementos que ayuden a preservar la vida y determinar
el comportamiento de los objetos que lo rodean en caso de una catástrofe. Esta
necesidad por estudiar ciertos comportamientos de elementos en caso de
catástrofes, trajo como consecuencia que a cada elemento de la vida cotidiana se le
aplicasen ensayos de algún tipo. En los automóviles, edificaciones, vialidades, etc.
Si bien al hablar estrictamente desde el punto de vista de ingeniería, se sabe
que es complicado estudiar el comportamiento de alguna estructura en conjunto una
vez terminada, se propone entonces evaluar este al analizar todos y cada uno de
sus elementos que la conforman por separado. Estos ensayos no solo ayudan a
saber el tipo de comportamiento que tendrá una estructura a la hora de una
catástrofe, estos datos también plantean un considerable aporte en cuanto a los
43
valores a tomar en cuenta a la hora de plantear un diseño definitivo para algún
proyecto en particular.
Según Porrero (2004) al hablar de estudiar todos y cada uno de los
materiales que entran en cuenta a la hora de formar una estructura por completo, se
tiene que mundialmente uno de los materiales mayormente usados en todos los
aspectos de una estructura o por lo menos en un pequeño porcentaje, es el
concreto. Sea usado como factor fundamental de la estructura o no, siempre es
posible realizársele diferentes tipos de ensayos para poder determinar su
comportamiento general.
Al hablar de la posibilidad de realizar diferentes tipos de ensayos al concreto,
es necesario mencionar que los componentes que lo conforman, también deben ser
sometidos a procesos que permitan entonces su uso adecuado.
Cuando se tiene la posibilidad de aplicársele ensayos a un material en
particular, se plantea la necesidad de obtener ciertos valores críticos para
determinar su comportamiento. En el caso del concreto que siempre se le ha
acreditado las grandes ventajas: dureza, resistencia, durabilidad, entre otras. Por lo
que tendrá que ser sometido entonces a ensayos que demuestre y determinen que
estas características principales no se vean comprometidas y de ser así, demostrar
hasta qué grado y así poder obtener el debido diseño de mezcla a utilizar para
cumplir con las expectativas del proyecto.
Estos ensayos realizados al concreto comienzan desde el momento de
selección de los materiales para elaborar este, determinando así los agregados
finos y gruesos para usar en la mezcla, mediante la aplicación de pruebas
granulométricas que permitan tener el tamaño deseado y requerido para esta.
Luego de esta serie de ensayos granulométricos y obtenidos las relaciones
deseada a usar entre agua y cemento y la relación entre agregado fino y grueso se
tiene que al mezclar estos elementos se le pueden realizar ensayos a la mezcla sin
fraguar, que ayuden a determinar el asentamiento de la misma. La forma de hallar
este asentamiento es mediante un ensayo denominado “el ensayo del cono de
44
Abrams el cual consiste en vaciar una porción de la mezcla en un cono de
dimensiones previamente establecidas, y luego retirar el cono, dejando de esta
manera la mezcla sola. El cono se coloca a su lado y se mide la diferencia de
alturas entre el punto más alto de éste y la parte superior de la mezcla.
Luego entra en juego uno de los factores más característicos del concreto y
uno de los más críticos a estudiar, estos son el diseño y cálculo de dimensiones de
la estructura que se hacen en base a este valor de resistencia a fuerzas de
compresión conocida como f’c.
La forma de estudiar este valor se puede dividir en 2. Los ensayos
destructivos y no destructivos del concreto. La diferencia entre estos es la exactitud
que se puede tener en los resultados de ambos.
Los ensayos no destructivos del concreto se realizan mediante un elemento
o aparato normalmente conocido como esclerómetro, el cual permite que se
determinar un valor aproximado de valores de f’c. a pesar de que los resultados
pueden variar dependiendo del lugar en donde se aplique, capas de pintura,
persona que aplico el ensayo y manera de interpretar los resultados de las gráficas;
de hacerse bien, este presta la ventaja de verificar valores de resistencias de
estructuras que ya han sido elaboradas y presentaría un impedimento en cuanto a
realizar la extracción de un cilindro para poder aplicársele un ensayo destructivo de
compresión.
Los ensayos destructivos así como su nombre lo sugiere, pretende
determinar el valor f’c de resistencia a compresión mediante la destrucción de
cilindros de dimensiones conocidas de concreto en máquinas diseñadas para
aplicárseles fuerzas que lleven al cilindro a su límite y de esta manera fallar y
concluir con la destrucción de la muestra.
Actualmente en Venezuela el tipo de ensayos y la manera de realizarlos
dependiendo de las condiciones de trabajo están estipulados en la Norma
venezolana COVENIN 338-79. Y la Norma venezolana COVENIN 339-79.
45
Figura # 11. Imagen de ensayo del cono de Abrams.
(Fuente: http://www.ingeroca.com/calidad.htm el 10 de Noviembre de 2011)
Figura # 12. Imagen de preparación de probetas de ensayo de concreto
(Fuente: http://www.gubiz.com/Articulo-cono-de-
abrams,0twh0Jum0T9OpyS18ksf@@13M9BoNdnpVsV.aspx” el 13 de Noviembre de 2011)
46
Figura # 13. Imagen de un ensayo no destructivo con un Esclerómetro.
(Fuente: http://www.directindustry.es/prod/proceq/esclerometros-de-hormigon-7242-52715.html” el 28
de Noviembre de 2011.)
2.2.8 Ensayos Granulométricos
En la búsqueda e investigación que se ha llevado por parte del ser humano
hacia la conformación y entendimiento del planeta tierra, se tiene que luego de años
de recopilación de datos se han obtenido resultados que han podido dar con los
factores primordiales que conforman a este. Entre estos factores se encuentran las
diferentes capas tectónicas que se clasifican o son popularmente conocidas como
capas de “suelo”.
Este “suelo” como así se le conoce, no siempre tiene las mismas
características, es decir, sus propiedades dependiendo de diversos factores o
variables pueden cambiar, desde su ubicación geográfica, incidencia climatológica e
inclusive la perturbación por parte humana en las adyacencias de un lugar
determinado puede afectar por completo el tipo y comportamiento que puede tener
un suelo.
47
Esto se debe a que esa capa de suelo a pesar de conocérsele por ese
nombre, es la unión de ciertos factores que en conjunto conforman este, la
proporción que tengan cada uno de estos elementos clasificara el suelo para que
tenga diferentes tipos de comportamientos.
Según la asociación venezolana de concreto (AVECRETO) estos elementos
son los principales estudiados en el área de “mecánica de suelos” y afectan el día a
día de la vida humana, especialmente en la parte de ingeniería civil. Estos
elementos principales presentes en cualquier tipo de suelo se puede dividir en 2
partes principales; el factor sólido y el factor de relación de vacíos que puede estar
conformado por agua, aire o en algunos casos, ambos simultáneamente,
dependiendo de las características que presente el sitio. A parte de estas partículas
siempre pueden existir agentes externos como, raíces, basura, etc. pero no son
estos factores los cuales prestan sus características a un tipo de suelo.
Al tener estos factores, se busca la forma de clasificarlos de forma tal que se
pueda obtener un comportamiento dependiendo de la relación de cada uno de
estos. La parte sólida del suelo es la que mayor variación llega a tener, al estar
conformada por pedazos muy grandes de piedra maciza, hasta partículas
microscópicas clasificados como limos o arcillas.
Se vio entonces la necesidad de separar cada uno de estos para ver las
ventajas y utilización que se le pueda dar a cada uno de estos por separado así
como en conjunto. Esto a se debe a que al tener demasiadas partículas sólidas
juntas de gran tamaño se obtiene un comportamiento diferente por el aumento en el
volumen de vacíos presente, como consecuencia a las irregularidades en el material
sólido.
Para poder clasificar y separar los diferentes tipos de materiales sólidos
dentro de un suelo fue necesario entonces desarrollar una serie de ensayos
sumamente sencillos, los cuales consisten en separar por capas este, dependiendo
de sus características netamente volumétricas, independientemente de su peso.
48
Estos ensayos se llevan a cabo colocando una muestra de suelo alterado,
puesto a que se desea estudiar sus factores netamente sólidos, al horno por más de
24 horas a una temperatura que permita asegurar que el contenido de humedad sea
prácticamente 0 y que de esta manera las partículas solidad más pequeñas no se
unan por esa cohesión que permite la humedad entre volúmenes de tamaño
considerablemente pequeño. Luego de hecho esto se pasa a colocar los elementos
que separaran los diferentes tipos de tamaños del componente solido del suelo,
estos se colocaran según el requerimiento del estudio a realizar; estos elementos
denominados “tamices”, que se colocaran uno encima de otro formando una especie
de torre. A esta se le coloca en la parte superior la muestra de suelo alterada y
previamente secada. Luego esta muestra dentro de esta torre de tamices entra en
una serie de movimientos los cuales permiten distribuir dentro de cada uno de los
recipientes el material correspondiente a cada uno de estos según el volumen que
este tenga.
Luego de terminado el ensayo y se separan cada uno de los tamices en
donde se podrá observar de esta manera el porcentaje que existía dentro de esa
muestra de suelo de los diferentes tipos de componentes de tipo sólido, sea material
Granular, Arcilloso o Limoso.
La clasificación de cada uno de estos tipos de componentes sólidos vino
dada luego de varios años de estudio y fue unificada por el tamaño de partículas
que pasan por los diferentes tamaños de tamices trabajados bajo estrictamente la
misma nomenclatura y regímenes de proporción internacionalmente.
El uso y alcance de la clasificación del tipo de partículas sólidas dentro de un
suelo se extiende más allá de saber las características principales del mismo y su
comportamiento en general. En la construcción constantemente se utilizan recursos
naturales como materia prima para la elaboración de diferentes estructuras, relleno
para fundaciones, etc.
49
Una de las áreas que más aplica los ensayos granulométricos dentro de la
ingeniería civil es la de materiales y ensayos en donde, se encuentra la necesidad
de utilizar el factor de agregados para un diseño de mezcla de concreto.
El factor de agregados dentro de un diseño de mezcla se clasifica en 2
partes, la de agregados finos y la de gruesos, que son conformados comúnmente
por elementos que se encuentran dentro del suelo. La diferencia entre estos 2
elementos sólidos es únicamente la granulometría a la que fue sometido cada uno y
las características volumétricas dentro de cada uno, siendo estos 2 elementos los
más usados: agregado fino (arena lavada) y agregado Grueso (piedra picada).
Sin la debida clasificación y sin los debidos ensayos granulométricos
realizados no se podrá obtener un diseño de mezcla coherente o confiable puesto a
que las relaciones se verán afectadas por la mala clasificación de la misma.
La Norma venezolana COVENIN 277:2000. Agregados del concreto y sus
requisitos. Especifica los requisitos de los agregados que se deben utilizar para el
concreto en Venezuela así como la granulometría que deben presentar.
Figura # 14.Imagen de ensayo granulométrico.
(Fuente: http://www2.ing.puc.cl/~ingeot/ice1603/lab3/lab3.htm” consultada el día 29 de Noviembre de
2011)
50
Figura # 15. Imagen de ensayo granulométrico.
(Fuente:“http://www.ecoverde.cl/Granulometria.htm” consultada el 1 de diciembre de 2011)
2.2.9 Ensayos Destructivos a Compresión
El concreto a lo largo de la historia se ha utilizado por sus características en
cuanto a durabilidad y resistencia. A medida que el ser humano fue evolucionando,
también lo hicieron sus habilidades y métodos de construcción, pero la presencia del
concreto siempre se mantuvo aunque su forma de aplicación y diferentes diseños de
mezcla fueron implementados con ciertas variantes debido a experiencias
empíricas.
Según Porrero (2004). Estas experiencias llevaron a la evolución que
determino luego de varias pruebas realizadas de forma empírica, ciertos diseños de
mezcla a seguir para obtener ciertas resultados deseados, sin embargo siempre se
tomaba un gran riesgo, por el simple hecho de que no se podía comprobar si
ciertamente estas características que se decían que presentaba por los diseños de
mezcla implementados eran ciertos o errados.
51
Entre las características principales del concreto y las razones principales
por la que hoy en día es uno de los materiales mayormente utilizados en el mundo
de la construcción, es su resistencia a esfuerzos de compresión y la posibilidad de
manipular este factor mediante la modificación de proporciones en ciertos valores
del diseño de mezcla.
Si está claro que una de las ventajas principales del concreto es la
resistencia a esfuerzos de compresión, y que este valor puede ser modificado
dependiendo de las proporciones de los elementos dentro del diseño de mezcla,
surge la necesidad entonces de verificar que esto de hecho sea así y de esta
manera aportar resultados verdaderos que proporcionen con mayor exactitud,
seguridad sobre el material a utilizar.
Como forma de verificación de estas propiedades del concreto se crearon
una serie de ensayos que permitiesen comprobar las características del mismo,
entre estos, unos que permitieran la verificación de sus resistencia a esfuerzos de
compresión también conocido como el f’c del concreto el cual se presenta en
unidades de fuerza específicamente en Venezuela unidades de kgf/cm2.
Para verificar la resistencia a compresión del concreto existen diversos
métodos entres los cuales podemos dividirlos en 2 principales, los ensayos No
destructivos y los ensayos destructivas del concreto. Los cuales como su nombre lo
expresa consiste en la destrucción o no de una muestra de concreto para
determinar estas características.
Si bien los ensayos no destructivos de concreto tiene sus ventajas en cuanto
a dejar la estructura in-alterada se tiene que son básicamente utilizados para
estructuras que ya existen y se tiene una duda en cuanto a sus resistencia del
concreto por lo que no es recomendable realizar la remoción de una porción de la
estructura para realizarle ensayos destructivos pues se procede a aplicársele
ensayos no destructivos que darán un valor bastante aproximado en cuanto a la
resistencia del mismo.
52
Sin embargo en caso de construcciones tanto antiguas como nuevas a
realizar es posible realizar ensayos destructivos los cuales permitan la obtención de
datos más precisos tangibles en cuanto a su resistencia. Estos ensayos destructivos
son los que llevan una muestra del concreto utilizado por el diseño de mezcla
establecido a sus límites para obtener que resistencia real que esta presenta.
La forma de realizar estos ensayos puede varias, entre estas se encuentra
que en el caso de construcciones ya existentes se procede a retirar un cilindro de
concreto de dimensiones previamente establecidas, desde un lugar que no afecte
de sobre manera al comportamiento de la estructura y de esta manera
comprometiendo la integridad de la misma.
En el caso de construcciones nuevas a realizar se tiene que al momento de
vaciar el concreto en una construcción o simplemente para probar un nuevo diseño
de mezcla, se coloca esta muestra en unas probetas cilíndricas de dimensiones
conocidas que permitan obtener cilindros de concreto de prueba.
Una vez obtenidos estos cilindros de concreto de la manera que se requiera
se tiene que, debido a las dimensiones especificas a las que se realizaron dichos
cilindros, es posible aplicárseles esfuerzos y determinar dependiendo del volumen
obtenido y la fuerza necesaria aplicada para hacer fallar el concreto, la resistencia a
compresión del concreto o f’c en datos como kgf/cm2.
La forma de aplicarse una fuerza conocida a estos cilindros es mediante la
utilización de una “maquina Universal” la cual permite realizar ensayos tanto a
compresión como a tracción de muestras, sean cilindros de concreto o cabillas de
acero. El objetivo de esta es aplicarle fuerzas de forma continua y aumentando
gradualmente hasta obtener una falla y en ese momento, registrar cual fue el
esfuerzo máximo aplicado.
Dependiendo del tipo de máquina y los datos que se deseen obtener se tiene
que dependiendo del volumen estudiado y los valores de fuerza aplicados
obtenidos, se tiene entonces de esta manera una resistencia a compresión del
concreto mediante unos ensayos destructivos.
53
Cabe mencionar que el tiempo o edad para llevar a cabo estos ensayos
influye de gran manera sobre los resultados obtenidos, siendo esta edad uno de los
factores de mayor importancia en la curva de crecimiento en la resistencia.
En Venezuela el tipo de ensayos y la forma de realizarlos, viene dado por las
condiciones de trabajo del mismo y se especifican en la Norma venezolana
COVENIN 338-79. Elaboración del curado y ensayo a compresión de probetas
cilíndricas de concreto
Figura # 16. Imagen de la maquina universal utilizada para realizar ensayos
destructivos a compresión.
(Fuente: http://www.directindustry.es/prod/time-shijin-group/maquinas-hidraulicas-universales-de-
prueba-de-materiales-37441-252789.html consultado el 22 de Noviembre de 2011)
54
2.3 Cuadro de Operacionalización de Variables
Al realizar cualquier tipo de investigación, siempre se presentan ciertos
objetivos específicos que abordan de forma directa las principales interrogantes de
la investigación llevada a cabo.
Para la debida obtención de los resultados requeridos, se tiene que se debe
analizar cada objetivo por separado, así como clasificar dentro de cada objetivo las
variables que cada uno presenta.
Objetivo Especifico Variable Dimensión Indicador Medición Técnicas de Recolección de Datos
Diseñar una mezcla patrón para una resistencia a
compresión f'c=210kgf/cm2 con los agregados
normalmente utilizados.
Mezcla Patrón
Agua Proporción en Peso Norma COVENIN
1753-2006
Manual de concreto Estructural, Joaquín
Porrero (2004)
Norma COVENIN 338-79
Observación Directa. Cemento Proporción en Peso
Agregados
Proporción en Peso Arena
Proporción en Peso Piedra
Diseñar una mezcla basada en el método tradicional de cálculo usando material residual de bloques de arcilla como agregado grueso para una resistencia a compresión de f'c=210kgf/cm2
Mezcla usando material residual de bloques de
arcilla
Agua peso Norma COVENIN 1753-2006
Manual de concreto Estructural, Joaquín
Porrero (2004)
Norma COVENIN
338-79
Observación Directa. Cemento peso
Agregados
peso arena
peso material residual
Evaluar la influencia de peso entre las mezcla planteadas con el material residual de
bloques de arcilla sobre una unidad de volumen (1m3) de
concreto
Peso comparado Mezcla patrón vs
mezcla con agregado experimental
Probetas elaboradas Pesaje Observación Directa.
Verificar si se puede llegar a una resistencia a compresión
mayor f'c= 210 kgf/cm2, usando diversos diseños de
mezcla que varíen sus características hasta llegar a
una f'c de diseño final de 310kgf/cm2
Resistencia a compresión de los nuevos diseños de mezcla planteados
Agua Proporción en peso Norma COVENIN
1753-2006
Manual de concreto Estructural, Joaquín
Porrero (2004)
Norma COVENIN
338-79
Observación Directa. Cemento Proporción en peso
Agregados
Proporción en peso arena
Proporción en peso material residual
56
2.4 Terminología Básica
Aditivo. Material diferente del cemento, agregados o agua que se incorpora
en pequeñas cantidades al concreto antes o durante su mezcla, para
modificar algunas de sus propiedades; "additive".
Fuente: “Norma Venezolana COVENIN 2004-1998 TERMINOLOGÍA DE
LAS NORMAS COVENIN-MINDUR DE EDIFICACIONES”
Acciones permanentes. Acciones que actúan continuamente sobre la
edificación y cuya magnitud puede considerarse invariable en el tiempo,
como las cargas debidas al peso propio de los componentes estructurales y
no estructurales: pavimentos, rellenos, paredes, tabiques, frisos,
instalaciones fijas, etc. Igualmente, los empujes estáticos de líquidos y
tierras que tengan un carácter permanente, las deformaciones y los
desplazamientos impuestos por el efecto de pretensión, los debidos a
movimientos diferenciales permanentes de los apoyos, las acciones
reológicas y de temperatura permanentes, etc.; "dead loads".
Fuente: “Norma Venezolana COVENIN 2004-1998 TERMINOLOGÍA DE
LAS NORMAS COVENIN-MINDUR DE EDIFICACIONES”
Acciones variables. Acciones que actúan sobre la edificación con una
magnitud variable en el tiempo y que se deben a su ocupación y uso
habitual, como las cargas de personas, objetos, vehículos, ascensores,
maquinarias, grúas móviles, sus efectos de impacto, así como las acciones
variables de temperatura y reológicas, y los
empujes de líquidos y tierras que tengan un carácter variable; "live loads".
Fuente: “Norma Venezolana COVENIN 2004-1998 TERMINOLOGÍA DE
LAS NORMAS COVENIN-MINDUR DE EDIFICACIONES”
Agregado. Material granular inerte el cual se mezcla con cemento
hidráulico y agua para producir concreto; "aggregate"
57
Fuente: “Norma Venezolana COVENIN 2004-1998 TERMINOLOGÍA DE
LAS NORMAS COVENIN-MINDUR DE EDIFICACIONES”
Agregado liviano. Agregado con un peso seco suelto de 1100 kgf/m3, o
menor; "lightweight aggregate".
Fuente: “Norma Venezolana COVENIN 2004-1998 TERMINOLOGÍA DE
LAS NORMAS COVENIN-MINDUR DE EDIFICACIONES”
Carga variable. Carga debida a la ocupación o uso habitual de la
estructura, incluyendo los tabiques removibles y las grúas móviles
Fuente: “Norma Venezolana COVENIN 2004-1998 TERMINOLOGÍA DE
LAS NORMAS COVENIN-MINDUR DE EDIFICACIONES”
Concreto. Mezcla homogénea de cemento Portland o cualquier otro
cemento hidráulico, agregados finos y gruesos y agua, con o sin aditivos
Fuente: “Norma Venezolana COVENIN 2004-1998 TERMINOLOGÍA DE
LAS NORMAS COVENIN-MINDUR DE EDIFICACIONES”
Concreto estructural. Concreto armado que cumple con los requisitos de
calidad del Capítulo 4 de las Normas COVENIN-MINDUR 1753 "Estructuras
de Concreto Armado para Edificaciones. Análisis y Diseño"
Fuente: “Norma Venezolana COVENIN 2004-1998 TERMINOLOGÍA DE
LAS NORMAS COVENIN-MINDUR DE EDIFICACIONES”
Concreto estructural liviano. Concreto que contiene agregado liviano
cuyo peso unitario secado al aire determinado según lo especificado en la
Norma COVENIN 1975 "Método de Ensayo para determinar el Peso Unitario
de Concreto Estructural Liviano", no exceda de 1800 kgf/m3. En las Normas
de Concreto, un concreto liviano sin arena natural se denomina "concreto
totalmente liviano" y un concreto liviano cuyos agregados finos sean arenas
de peso normal se denomina "concreto liviano con arena"; "structural
lightweight concrete".
58
Fuente: “Norma Venezolana COVENIN 2004-1998 TERMINOLOGÍA DE
LAS NORMAS COVENIN-MINDUR DE EDIFICACIONES”
Curado del concreto. Procedimiento que asegura la temperatura y
humedad necesarias para que se cumplan los procesos de fraguado y
endurecimiento en condiciones óptimas. Véase la Norma COVENIN 338
"Método para la Elaboración, Curado y Ensayo de Probetas Cilíndricas de
Concreto"; "curing".
Fuente: “Norma Venezolana COVENIN 2004-1998 TERMINOLOGÍA DE
LAS NORMAS COVENIN-MINDUR DE EDIFICACIONES”
Diseño. En un miembro estructural, conocidas sus solicitaciones, la
determinación racional y económica de sus dimensiones, así como la
distribución y detallado adecuados de todos sus materiales y componentes,
satisfaciendo a cabalidad las normas; "design".
Fuente: “Norma Venezolana COVENIN 2004-1998 TERMINOLOGÍA DE
LAS NORMAS COVENIN-MINDUR DE EDIFICACIONES”
Encofrado. Estructura temporal o molde para dar forma y soportar el
concreto mientras se endurece y alcanza la suficiente resistencia como para
autosoportar las cargas de construcción; "formwork"
Fuente: “Norma Venezolana COVENIN 2004-1998 TERMINOLOGÍA DE
LAS NORMAS COVENIN-MINDUR DE EDIFICACIONES”
Esfuerzo. Úsese preferentemente "tensión”; "stress". -------- Fuerza por
unidad de área; "stress".
Fuente: “Norma Venezolana COVENIN 2004-1998 TERMINOLOGÍA DE
LAS NORMAS COVENIN-MINDUR DE EDIFICACIONES”
Falla en compresión. En la flexo compresión del concreto armado, falla
frágil caracterizada porque el concreto comprimido se tritura antes que el
refuerzo ceda en tracción; "compression failure".
59
Fuente: “Norma Venezolana COVENIN 2004-1998 TERMINOLOGÍA DE
LAS NORMAS COVENIN-MINDUR DE EDIFICACIONES”
Vida útil. Duración económica probable de una edificación
Fuente: “Norma Venezolana COVENIN 2004-1998 TERMINOLOGÍA DE
LAS NORMAS COVENIN-MINDUR DE EDIFICACIONES”
CAPITULO III
Marco Metodológico
61
3.1 Diseño de Investigación.
Según Fidias Arias (1999). El diseño de la investigación se refiere a todos
los pasos o etapas a realizar necesarios para cumplir con los objetivos y el problema
planteando dentro de cada investigación en particular, la clasificación de este diseño
es obtenido por el tipo de etapas o procedimientos a seguir, así como sus
fundamentos teóricos.
Se puede clasificar el presente entonces con un diseño de investigación de
tipo “Experimental”. Esto a pesar de que la investigación en cuanto a las bases
teóricas de la misma están basados o apoyados en investigaciones anteriores, de
esta forma realizando los debidos diseños de mezcla preliminares, se tiene que el
resultado de estos aportan y verificación de las características de cada uno de
estos, viene como resultado de los estudios realizados luego de la experimentación
de cada una de estas.
3.2 Población y Muestra
Se sabe que se conoce como población a un conjunto de personas u objetos
que posean características similares entre sí.
Es por esta razón que se determina que la población de la siguiente
investigación corresponde a las 55 probetas cilíndricas de concreto elaboradas para
los ensayos destructivos a compresión.
Como muestra se consideraran las 13 mezclas que fueron necesarias
elaborar para obtener estas probetas de ensayo, ya que cada una de estas posee
características diferentes.
La ejecución de ensayos destructivos a compresión de estos cilindros se
realizaron según lo estipulado en la Norma COVENIN 1753-2006
62
3.3 Técnicas e Instrumentos de recolección de Datos
En vista de que el problema planteado amerita el análisis de resultados de
un diseño de mezcla planteado, con las variables correspondientes, se tiene que
para evaluar estas variables es necesario aplicar una serie de ensayos.
Demostrando los resultados pertinentes que permitan concluir con el análisis
deseado.
La técnica de obtención de resultados será la observación directa según
Fidias Arias (1999), y la recolección de estos datos deberá llevarse a cabo mediante
un instrumento que permita clasificar de manera ordenada cada uno de estos,
facilitando de esta manera su análisis.
Los instrumentos necesarios para la recolección de los datos necesarios en
toda la investigación fueron las siguientes planillas:
Planilla de recolección de datos Generales
MUESTRA
RESISTENCIA PARA LOS CALCULOS (kgf/cm2)
PESO DE AGUA (kg)
PESO DE CEMENTO (kg)
PESO DE AGREGADO FINO
(kg)
PESO DE AGREGADO
GRUESO (kg) EDAD
DE ENSAYO
(dias)
RESISTENCIA OBTENIDA (kgf/cm2)
PESO (kg)
0,0052 M3 (1CILINRO)
1 M3 0,0052 M3 (1CILINRO)
1 M3 0,0052 M3 (1CILINRO)
1 M3 0,0052 M3 (1CILINRO)
1 M3 0,0052 M3 (1CILINRO)
1 M3
Planilla de recolección de datos de asentamiento
MEZCLA RESISTENCIA DE DISEÑO ASENTAMIENTO DE DISEÑO ASENTAMIENTO OBTENIDO ALFA (α) BETA (β)
63
3.4 Técnicas de Procesamiento y Análisis de Datos
Dado a que los resultados a obtener se dan de forma empírica y con la
experimentación de ciertas variaciones dentro del diseño de mezcla, se tiene que la
obtención de datos es muy extensa, lo cual amerita entonces un análisis cualitativo
y cuantitativo de cada uno de estos. Determinando entonces el comportamiento real
obtenido con las bases de los experimentos realizados
.
64
CAPITULO IV
Presentación y Análisis de Resultados
66
4.1 Procedimiento de la Investigación
Para poder llevar a cabo de forma exitosa y cumplir cada uno de los objetivos
propuestos en la misma, se tiene que existen distintos procedimientos o pasos a
seguir para obtener los resultados que proporcionen estas respuestas.
Los procedimientos correctos para la obtención de estos resultados, vienen
dados directamente por el área temática y por los objetivos de la misma,
determinando de esta manera los pasos correctos a seguir para cumplir y obtener
estos resultados de necesarios.
Siendo este el caso se tiene que el debido procedimiento para el desarrollo de la
presente investigación entra dentro del ámbito experimental por lo propuesto en los
objetivos de la misma, que consiste en verificar la resistencia a compresión de
diversas probetas de ensayo de concreto con diferentes diseños de mezcla.
Teniendo este caso, se realizaron cálculos que determinarían los debidos
diseños de mezcla a usar para cubrir con la mayor cantidad de variables posibles.
Una vez hecho esto se procede a la elaboración de las mismas y la realización de
probetas cilíndricas de concreto para su debido ensayo.
Una vez realizadas las probetas, se someten las mismas a ensayos destructivos
a compresión, determinando de esta manera si el f’c utilizado para el cálculo del
diseño de mezcla experimental, se cumplió o no, proporcionando entonces los
resultados necesarios para un mayor análisis y dictar un veredicto final con respecto
al mismo.
4.2 Diseños de Mezcla
Para la elaboración de cualquier tipo de concreto es necesario tener ciertas
proporciones dentro de los componentes que se usaran, esta proporción se conoce
67
como el diseño de mezcla del concreto, y dependiendo de estas, se obtendrá el
comportamiento deseado.
Para el presente caso de la investigación se tomaron como puntos de partida
para el inicio del cálculo del diseño de mezcla, ciertos parámetros iníciales
propuestos por la norma “COVENIN 277:2000 Concreto. Agregados. Requisitos.
Ya que uno de los atributos más predominantes del concreto es su resistencia y
su facilidad de uso para estructuras, el punto de partida para el cálculo de el diseño
de mezcla fue una resistencia f’c a compresión de 210 kgf/cm2, que según las
Norma venezolana COVENIN 1753-2006 Proyecto y construcción de obras en
concreto estructural es la resistencia mínima requerida para clasificar a un concreto
como “estructural” y de esta manera poder incorporarlo dentro de cálculos.
El método de cálculo inicial de las mezclas empleado, fue el demostrado en el
manual de concreto estructural, Joaquín Porrero (2004), por lo propuesto por la
Norma venezolana COVENIN 1753-2006 Proyecto y construcción de obras en
concreto estructural, en donde se especifica que es de esa manera que se deberá
realizar el cálculo de cualquier mezcla a la inversa. Este permite determinar el
diseño dependiendo de las características principales de los componentes del
mismo, relaciones alfa (α) y beta (β), el control de calidad a la hora de elaboración
de la misma y la resistencia a compresión deseada.
Se toman en cuenta las condiciones de saturación de cada uno de los
agregados según lo estipulado por el manual de concreto estructural, Joaquín
Porrero (2004,) dentro del uso del peso específico para de esta manera determinar
de forma apropiada los pesos correspondientes y cumplir con el rendimiento
esperado.
Una hoja de cálculo de Excel automatizada, se elaboro a forma de simplificar
cálculos. A continuación se presenta paso por paso el funcionamiento de dicha hoja
con la que se llegan a los resultados planteados por método de diseño de mezclas
Joaquín Porrero (2004) Manual de concreto estructural
68
En el primer paso a seguir en la hoja de cálculo, se especifica la resistencia de
diseño bajo la cual se piensa trabajar y los días de edad a los cuales debe
presentarla, según lo estipulado por COVENIN todas las mezclas fueron realizadas
para los veintiocho (28) días de edad, dependiendo de esta resistencia entrara en
un rango para seleccionar el debido FCR. Debido a que se trata de un agregado
experimental y la elaboración de dichas mezclas son llevadas a cabo por el
estudiante de Pre-Grado. Br. Guillermo Rodríguez Del Villar, se tomo el rango de
“sin control de calidad” anticipando de esta manera el comportamiento que esta
mezcla pudiese tener. Para obtener de esta manera la relación agua/cemento.
Figura # 17. Imagen de la hoja de cálculo en Excel, Primer paso.
69
En el segundo paso de la hoja de cálculo, se seleccionan los valores
correspondientes para la corrección de la relación agua/cemento, correspondientes
a las características del agregado planteado, y se corrige de esta manera la relación
previamente mencionada. Luego se selecciona la dosificación adecuada de
cemento correspondiente al asentamiento deseado de diseño. En todas las mezclas
se trabajo con un asentamiento de diseño de 5cm.
Figura # 18. Imagen de la hoja de cálculo de Excel, Segundo paso
70
En el tercer paso de la hoja de cálculo, se determinan los valores que
corregirán la dosis de cemento dependiendo de las características del agregado y
se obtiene de esta manera la dosificación de cemento corregida, se introducen los
valores correspondientes al tamaño máximo del agregado a utilizar, y la relación de
agregados bajo la cual se desee trabajar, junto con el peso especifico
correspondiente de cada agregado para calcular de esta manera el peso de cada
agregado dentro de una mezcla. El tamaño máximo de agregado experimental a
trabajar fue de 19.1mm cumpliendo con los parámetros establecidos en Joaquín
Porrero (2004) Manual de concreto estructural. Y la relación de agregados a trabajar
vario en un rango de entre 0.4 y 0.6.
Figura # 19. Imagen de hoja de cálculo de Excel, Tercer paso.
71
El cuarto paso dentro de la hoja de cálculo, consiste ya en la recolección de
resultados de los datos incorporados previamente, y reflejados en los pesos de cada
elemento por cada metro cubico de mezcla.
Figura # 20. Imagen que demuestra los pesos totales de cada uno de estos
Para la clasificación de las mezclas se uso una nomenclatura alfa-numérica ya
que la elaboración de las mismas se dio en dos (2) etapas, clasificadas como etapa
A y etapa B, y las características principales de las mismas son las siguientes.
72
MEZCLA DATOS
1A
resistencia de diseño 210
αcorregida 0.57
Agregado Fino Arena
Agregado Grueso restos de Bloques
β 0.5
Cuadro # 1. Características principales para el diseño de mezcla 1A
MEZCLA DATOS
2A
resistencia de diseño 250
αcorregida 0.50
Agregado Fino Arena
Agregado Grueso restos de Bloques
β 0.5
Cuadro # 2. Características principales para el diseño de mezcla 2A
MEZCLA DATOS
3A
resistencia de diseño 210
αcorregida 0.57
Agregado Fino Arena
Agregado Grueso Piedra Picada
β 0.5
Cuadro # 3. Características principales para el diseño de mezcla 3A
73
MEZCLA DATOS
1B
resistencia de diseño 210
αcorregida 0.58
Agregado Fino Arena
Agregado Grueso restos de Bloques
β 0.5
Cuadro # 4. Características principales para el diseño de mezcla 1B
MEZCLA DATOS
2B
resistencia de diseño 210
αcorregida 0.58
Agregado Fino Arena
Agregado Grueso restos de Bloques
β 0.4
Cuadro # 5. Características principales para el diseño de mezcla 2B
MEZCLA DATOS
3B
resistencia de diseño 210
αcorregida 0.58
Agregado Fino Arena
Agregado Grueso restos de Bloques
β 0.6
Cuadro # 6. Características principales para el diseño de mezcla 3B
74
MEZCLA DATOS
4B
resistencia de diseño 250
αcorregida 0.52
Agregado Fino Arena
Agregado Grueso restos de Bloques
β 0.4
Cuadro # 7. Características principales para el diseño de mezcla 4B
MEZCLA DATOS
5B
resistencia de diseño 250
αcorregida 0.52
Agregado Fino Arena
Agregado Grueso restos de Bloques
β 0.6
Cuadro # 8. Características principales para el diseño de mezcla 5B
MEZCLA DATOS
6B
resistencia de diseño 280
αcorregida 0.47
Agregado Fino Arena
Agregado Grueso restos de Bloques
β 0.5
Cuadro # 9. Características principales para el diseño de mezcla 6B
75
MEZCLA DATOS
7B
resistencia de diseño 280
αcorregida 0.47
Agregado Fino Arena
Agregado Grueso restos de Bloques
β 0.4
Cuadro # 10. Características principales para el diseño de mezcla 7B.
MEZCLA DATOS
8B
resistencia de diseño 280
αcorregida 0.47
Agregado Fino Arena
Agregado Grueso restos de Bloques
Β 0.6
Cuadro # 11. Características principales para el diseño de mezcla 8B
MEZCLA DATOS
9B
resistencia de diseño 310
αcorregida 0.43
Agregado Fino Arena
Agregado Grueso restos de Bloques
β 0.5
Cuadro # 12. Características principales para el diseño de mezcla 9B
76
MEZCLA DATOS
10B
resistencia de diseño 310
αcorregida 0.43
Agregado Fino Arena
Agregado Grueso restos de Bloques
β 0.4
Cuadro # 13. Características principales para el diseño de mezcla 10B
MEZCLA DATOS
11B
resistencia de diseño 310
αcorregida 0.43
Agregado Fino Arena
Agregado Grueso restos de Bloques
β 0.6
Cuadro # 14. Características Principales para el diseño de mezcla 11B
4.3 Preparación de moldes de probetas
Para el debido ensayo de cada una de las diferentes mezclas a realizar, es
necesaria la elaboración de cilindros o probetas de concreto de dimensiones
específicas previamente determinadas para poder someterlas a los ensayos
destructivos a compresión.
Estas probetas así como la mezcla y clasificación de los agregados fueron
realizadas en el Laboratorio de Ingeniería Civil de la Universidad Nueva Esparta
utilizando los moldes que fueron previamente limpiados y preparados garantizando
de esta manera que proporcionan la uniformidad y volumen específico necesario
77
para el ensayo de las mismas. La preparación de estas se realizo en conformidad a
la Norma venezolana COVENIN 338-79. Elaboración del curado y ensayo a
compresión de probetas cilíndricas de concreto.
4.4 Elaboración de Mezclas
Una vez calculadas las mezclas necesarias para cubrir todas las variables
posibles que permitan llegar a la resistencia propuesta, se llevo a cabo la
elaboración de las mismas.
La elaboración de las mezclas se llevo a cabo en 2 etapas en la Universidad
Nueva Esparta.
La primera etapa de elaboración de mezclas que comenzó el día lunes 12 de
Marzo de 2012 hasta el miércoles 14 de Marzo de 2012, en el transcurso de esta, se
llevo a cabo la preparación y elaboración de 3 mezclas principales para verificar el
rendimiento y que los cálculos para el diseño fueran correctos en cuanto al volumen
deseado a obtener, entre las cuales se realiza una (1) mezcla control, elaborada y
calculada con agregados convencionales.
La segunda etapa de elaboración de mezclas que comenzó el día jueves 29 de
Marzo de 2012 hasta el jueves 5 de Abril de 2012, en el transcurso de esta, se llevo
a cabo la preparación y elaboración luego de las correcciones por rendimiento y
grado de saturación de los agregados, de las 11 mezclas propuestas para cubrir con
todas las características que pudiesen afectar en la resistencia deseada a obtener,
así como resistencias superiores y observar que resultados se obtendrían de estas.
En ambas etapas, se quiso eliminar el factor de error humano dentro de las
variables, razón por la cual se decide trabajar con un trompo mezclador Diesel,
proporcionado por la empresa EQUIPO 7C, C.A. permitiendo de esta manera la
mayor uniformidad posible dentro de la mezcla y obtener los mejores resultados.
78
Figura # 21. Imagen de preparación de los tamices someter a el agregado grueso a
ensayos granulométricos.
Figura # 22. Imagen de ensayos granulométricos llevados a cabo en los laboratorios
de la Universidad Nueva Esparta.
79
Figura # 23. Imagen de clasificación del agregado grueso luego de ensayos
granulométricos.
Figura # 24. Imagen del tamaño máximo de agregado a utilizar para las mezclas
después de los ensayos granulométricos.
80
Figura # 25. Imagen de trompo mezclador en las instalaciones de la Universidad
Nueva Esparta alquilado para garantizar la uniformidad de cada mezcla.
4.5 Elaboración de probetas
Una vez realizada la debida preparación de los moldes para el vaciado de la
mezcla en las mismas y obtener de esta manera las probetas cilíndricas de ensayo,
se tiene que la forma de vaciado tendrá su propia metodología.
Muchas veces a la hora de vaciar concreto se utilizan diversos métodos de
compactación para evitar los espacios de aire dentro del mismo y tener la mayor
homogeneidad posible.
81
El caso del vaciado en las conchas para obtener las probetas, no será la
excepción de esto. Para evitar o minimizar lo más posible los espacios de aire
dentro de las probetas, se tiene que el vaciado se realizara en 3 partes. La primera
parte hasta un tercio (1/3) de la capacidad de las conchas, una vez que el volumen
de concreto este a este nivel, se procederá a dar 15 golpes con la varilla de acero,
luego se vaciara hasta llegar el nivel de concreto a dos tercios (2/3) de su capacidad
y se procederá a dar 15 golpes más sin llegar a la capa anterior, luego se procede a
vaciar hasta un poco más de la capacidad total, se procede a dar 15 golpes más sin
llegar a la capa anterior y se remueve el material excedente, este proceso se hace
en conformidad de la Norma venezolana COVENIN 338-79. Elaboración del curado
y ensayo a compresión de probetas cilíndricas de concreto.
Figura # 26. Imagen de Proceso de vaciado de mezcla dentro de moldes para la
elaboración de las probetas.
(Fuente: http://www.ing-civil.com/sites/default/files/1.jpg consultado el 03 de marzo de 2012)
82
4.6 Curado de Probetas
Las probetas ya elaboradas y una vez que ha empezado el proceso de
fraguado, el cual consiste en el cambio de el estado fresco del concreto al estado
endurecido, presenta también cambios de temperatura, este se conoce también
como un proceso exotérmico, queriendo decir esto que es un proceso que expide
calor.
Siendo este el caso, se tiene que este proceso exotérmico y estos cambios de
temperatura, traen como consecuencia la aparición de grietas o fisuras en el
concreto ya endurecido, afectando de esta manera la homogeneidad de las
probetas que se necesitan ensayar.
Para solventar la presencia de este fenómeno se determina que es necesario
que el concreto permanezca a unas temperaturas no mayores a 25°c. esto es
posible realizarlo mediante un proceso de “curado” del concreto, el cual tiene como
único propósito, disminuir la temperatura del concreto a lo largo del proceso de
fraguado, eliminando la posibilidad de aparición de grietas.
La forma en que se disminuye la temperatura del concreto, consiste en que
luego de desencofrado el concreto, en un lapso de tiempo transcurrido no mayor a
media hora, llevar las probetas al agua, y dejar que estas permanezcan sumergidas
por completo en la misma, disminuyendo de esta manera la temperatura de las
mismas.
Tanto la elaboración como el curado de las probetas cilíndricas de ensayo, al ser
llevadas a cabo en un laboratorio tuvieron que cumplir con las especificaciones
propuestas por la Norma venezolana COVENIN 338-79. Elaboración del curado y
ensayo a compresión de probetas cilíndricas de concreto. Permitiendo de esta
manera asegurar que cada una de las mezclas obtuviese los resultados con
menores variaciones y alteraciones posibles, dejando como única variable bajo
ensayo, la del diseño correspondiente a cada grupo de probetas como tal.
83
Figura # 27. Imagen de probetas de mezclas experimentales en proceso de curado.
4.7 Equipo utilizado para los ensayos destructivos a compresión
Los equipos utilizados en los ensayos destructivos a compresión de las
probetas de concreto, fueron aquellos suministrados por el laboratorio de la
Universidad Católica Andrés Bello
Entre estos equipos se encuentra la maquina universal de compresión marca
IBERTEST, con capacidad de generar hasta 150.000 kgf de presión sobre la
probeta dependiendo de la escala sobre la cual se decida trabajar en la maquina,
sabiendo previamente las especificaciones esperadas de la probeta a ensayar.
84
Figura # 28. Maquina Universal de compresión marca IBERTEST.
4.8 Aceptación y rechazo de probetas de concreto
Debido a que se tienen que llevar a cabo varios pasos en la elaboración de
las probetas, siempre se corre el riesgo de que no todas sean exactamente igual a
pesar de que se utilicen moldes para eliminar este riesgo, siempre existe el factor
humano que determinara la uniformidad en la elaboración de las probetas.
Para el debido ensayo de las probetas, el personal del laboratorio
inspecciona cada una de estas, asegurando así que estén en condiciones aptas
para su debido ensayo.
85
Figura # 29. Imagen de probeta que aceptan en el laboratorio sin ningún problema.
Figura # 30. Imagen de probeta rechazada en el laboratorio por su mala
compactación en el proceso de vaciado.
86
4.9. Concreto en estado fresco
Se conoce como concreto en estado fresco a la mezcla de todos los
componentes que a este lo conforman, antes de su fraguado y endurecimiento, y es
en este momento de estado fresco del mismo en donde se observa la trabajabilidad
del mismo y se verifica su asentamiento real.
4.9.1. Asentamiento
Al momento de cálculos del diseño de mezcla y de la dosificación de cemento,
se tiene que dependiendo de la relación de agua cemento alfa (α) que exista y el
asentamiento que se desee para el diseño, se obtiene la dosificación apropiada de
cemento para la mezcla.
Al trabajar con un tipo de mezcla experimental puesto a que uno de sus
agregados no es el comúnmente usado, se tiene que es de gran importancia
aplicarle ensayo de asentamiento apropiado a cada una de las mezclas y de esta
manera analizar de qué manera se comporta este nuevo agregado dentro de la
mezcla y si es capaz de cumplir con las necesidades de diseño de la misma manera
que con el concreto convencional.
La forma de verificación de este asentamiento de diseño, es mediante el ensayo
que se conoce como el cono de Abrams, el cual según la norma NTC 396 dicta que
la metodología a aplicar es de la siguiente manera.
El cono se coloca sobre una superficie plana no absorbente, con la abertura
más pequeña hacia arriba. Posteriormente el molde se presiona, hacia
abajo, con el objeto de que al colocar la mezcla, esta no se salga por la parte
inferior del molde.
87
Se llena el cono con 3 capas, cada una de aproximadamente un tercia de la
capacidad total del molde. Cada capa se compacta mediante golpes con una
varilla lisa de 16mm de diámetro y 60cm de largo.
Después de realizar la compactación en la última capa, es necesario alisar la
superficie lo más posible; luego, se quita la mezcla que cayó al suelo
alrededor de la base del molde, dejando limpia la zona aledaña.
Inmediatamente después se retira el molde, alzándolo cuidadosamente en
dirección vertical sin movimientos circulares o laterales y sin tocar la mezcla
con el molde. Se mide la diferencia de altura entre el molde y el punto más
alto del concreto fresco asentado, y esta distancia será el asentamiento.
La metodología para realizar los ensayos de asentamiento a cada mezcla, fue la
determinada en la Norma venezolana COVENIN 339-79. Medición del asentamiento
con el cono de Abrams.
Figura # 31. Imagen de ensayo de asentamiento llevado a cabo
88
Figura # 32. Imagen en la que se observa la forma de medir el asentamiento de la
mezcla
MEZCLA RESISTENCIA DE
DISEÑO ASENTAMIENTO
DE DISEÑO ASENTAMIENTO
OBTENIDO ALFA (α) BETA (β)
1A 210 5CM 15CM 0.57 0.5
Cuadro # 15. Características de asentamiento de mezcla 1A
MEZCLA RESISTENCIA DE
DISEÑO ASENTAMIENTO
DE DISEÑO ASENTAMIENTO
OBTENIDO ALFA (α) BETA (β)
2A 250 5CM 13CM 0.5 0.5
Cuadro # 16. Características de asentamiento de mezcla 2A
89
MEZCLA RESISTENCIA DE
DISEÑO ASENTAMIENTO
DE DISEÑO ASENTAMIENTO
OBTENIDO ALFA (α) BETA (β)
3A 210 5CM 7CM 0.57 0.5
Cuadro # 17. Características de asentamiento de mezcla 3A
MEZCLA RESISTENCIA DE
DISEÑO ASENTAMIENTO
DE DISEÑO ASENTAMIENTO
OBTENIDO ALFA (α) BETA (β)
1B 210 5CM 15CM 0.57 0.5
Cuadro # 18. Características de asentamiento de mezcla 1B
MEZCLA RESISTENCIA DE
DISEÑO ASENTAMIENTO
DE DISEÑO ASENTAMIENTO
OBTENIDO ALFA (α) BETA (β)
2B 210 5CM 12CM 0.57 0.4
Cuadro # 19. Características de asentamiento de mezcla 2B
MEZCLA RESISTENCIA DE
DISEÑO ASENTAMIENTO
DE DISEÑO ASENTAMIENTO
OBTENIDO ALFA (α) BETA (β)
3B 210 5CM 16CM 0.57 0-6
Cuadro # 20. Características de asentamiento de mezcla 3B
90
MEZCLA RESISTENCIA DE
DISEÑO ASENTAMIENTO
DE DISEÑO ASENTAMIENTO
OBTENIDO ALFA (α) BETA (β)
4B 250 5CM 12CM 0.51 0.5
Cuadro # 21. Características de asentamiento de mezcla 4B
MEZCLA RESISTENCIA DE
DISEÑO ASENTAMIENTO
DE DISEÑO ASENTAMIENTO
OBTENIDO ALFA (α) BETA (β)
5B 250 5CM 10CM 0.51 0.4
Cuadro # 22. Características de asentamiento de mezcla 5B
MEZCLA RESISTENCIA DE
DISEÑO ASENTAMIENTO
DE DISEÑO ASENTAMIENTO
OBTENIDO ALFA (α) BETA (β)
6B 280 5CM 11CM 0.46 0.5
Cuadro # 23. Características de asentamiento de mezcla 6B
MEZCLA RESISTENCIA DE
DISEÑO ASENTAMIENTO
DE DISEÑO ASENTAMIENTO
OBTENIDO ALFA (α) BETA (β)
7B 280 5CM 9CM 0.46 0.4
Cuadro # 24. Características de asentamiento de mezcla 7B
91
MEZCLA RESISTENCIA DE
DISEÑO ASENTAMIENTO
DE DISEÑO ASENTAMIENTO
OBTENIDO ALFA (α) BETA (β)
8B 280 5CM 13CM 0.46 0.6
Cuadro # 25. Características de asentamiento de mezcla 8B
MEZCLA RESISTENCIA DE
DISEÑO ASENTAMIENTO
DE DISEÑO ASENTAMIENTO
OBTENIDO ALFA (α) BETA (β)
9B 310 5CM 10CM 0.42 0.5
Cuadro # 26. Características de asentamiento de mezcla 9B
MEZCLA RESISTENCIA DE
DISEÑO ASENTAMIENTO
DE DISEÑO ASENTAMIENTO
OBTENIDO ALFA (α) BETA (β)
10B 310 5CM 7CM 0.42 0.4
Cuadro # 27. Características de asentamiento de mezcla 10B
MEZCLA RESISTENCIA DE
DISEÑO ASENTAMIENTO
DE DISEÑO ASENTAMIENTO
OBTENIDO ALFA (α) BETA (β)
11B 310 5CM 12CM 0.42 0.6
Cuadro # 28. Características de asentamiento de mezcla 11B
92
4.10 Concreto en estado endurecido
Una vez fraguado, se le conoce a este como concreto en estado endurecido, y
es en este estado en el que se pesan las probetas para determinar el peso
verdadero del concreto en un volumen determinado y es cuando se le aplican los
ensayos destructivos a compresión para obtener el f’c de esa mezcla en particular.
4.10.1 Variación de peso
Debido a los diferentes componentes que conforman el concreto y la variación
que existe entre las proporciones dentro del mismo para obtener diferentes
resultados, se tiene que el peso del concreto por unidad de volumen comúnmente
usada (m3), no es fijo y siempre varia; sin embargo se ha determinado que para
efectos de cálculo sin importar cual sea el concreto se puede asumir que su peso es
de 2300 kgf/m3 – 2400 kgf/m3 sin armadura de acero o acero de refuerzo.
Dicho esto se tiene que en el caso de esta investigación la naturaleza del
agregado que se está variando, es totalmente diferente, por lo cual su peso
especifico es distinto y la influencia de este sobre el peso total del concreto por
unidad de volumen, es estudiada.
Las mezclas de concreto tuvieron una variación de peso que oscila dependiendo
del diseño de mezcla que se utilice, entre un trece por ciento (13%) y un veintitrés
por ciento (23%) de reducción de peso sobre el concreto convencional. Esta
reducción no fue suficiente para llegar las mezclas a un peso menor a 1800 kgf/m3
el cual según la Norma venezolana COVENIN 1753-2006 Proyecto y construcción
de obras en concreto estructural es el peso máximo permitido para clasificar este
como un concreto liviano, pero si lo suficiente para mejorar la trabajabilidad del
mismo así como el rendimiento de los trabajadores que utilicen este tipo de
concreto.
93
DISEÑO DE MEZCLA PESO DE MEZCLA
EXPERIMENTAL (kg) PESO DE MEZCLA
CONVENCIONAL (kg)
PORCENTAJE DE DIFERENCIA ENTRE EL CONCRETO CONVENCIONAL Y EXPERIMENTAL PLANTEADO (%)
1A 1453.96 2282.60 36.30
2A 1877.98 2265.87 17.12
3A 1890.56 2282.75 17.18
1B 1914.32 2374.68 19.39
2B 1822.25 2374.68 23.26
3B 2006.40 2374.68 15.51
4B 1922.48 2356.96 18.43
5B 2009.38 2356.97 14.75
6B 1937.18 2361.01 17.95
7B 1851.80 2355.44 21.38
8B 2019.68 2355.44 14.25
9B 1948.08 2345.50 16.94
10B 1868.59 2345.50 20.33
11B 2027.56 2345.50 13.56
Cuadro # 29. Variación porcentual entre mezclas experimentales y mezclas
convencionales.
RESULTADOS TOTALES PARA EL CASO PLANTEADO (AGREGADOS CON PESO ESPECIFICO DIFERENTE)
PESO DE CEMENTO 416.64 kgf/m3
PESO DE AGUA 239.384678 kgf/m3
PESO DE AGREGADO FINO 398.976311 kgf/m3
PESO DE AGREGADO GRUESO 398.976311 kgf/m3
PESO TOTAL 1453.9773 kgf/m3
Cuadro # 30. Resultados de pesos de mezcla 1A
94
RESULTADOS TOTALES PARA CASO COMBINADO (AGREGADO FINO CON PESO ESPECIFICO
CONVENCIONAL Y AGREGADO GRUESO CON PESO ESPECIFICO PLANTEADO)
PESO DE CEMENTO 490.56 kgf/m3
PESO DE AGUA 252.496138 kgf/m3
PESO DE AGREGADO FINO 761.414023 kgf/m3
PESO DE AGREGADO GRUESO 373.52386 kgf/m3
PESO TOTAL 1877.99402 kgf/m3
Cuadro # 31. Resultados de pesos de mezcla 2A
RESULTADOS TOTALES PARA CASO CONVENCIONAL (TODOS LOS AGREGADOS NORMALMENTE
UTILIZADOS)
PESO DE CEMENTO 490.56 kgf/m3
PESO DE AGUA 252.496138 kgf/m3
PESO DE AGREGADO FINO 769.854781 kgf/m3
PESO DE AGREGADO GRUESO 769.854781 kgf/m3
PESO TOTAL 2282.7657 kgf/m3
Cuadro # 32. Resultados de pesos de mezcla 3A
RESULTADOS TOTALES PARA CASO COMBINADO (AGREGADO FINO CON PESO ESPECIFICO
CONVENCIONAL Y AGREGADO GRUESO CON PESO ESPECIFICO PLANTEADO)
PESO DE CEMENTO 416.64 kgf/m3
PESO DE AGUA 239.384678 kgf/m3
PESO DE AGREGADO FINO 859.333593 kgf/m3
PESO DE AGREGADO GRUESO 398.976311 kgf/m3
PESO TOTAL 1914.33458 kgf/m3
Cuadro # 33. Resultados de pesos de mezcla 1B
95
RESULTADOS TOTALES PARA CASO COMBINADO (AGREGADO FINO CON PESO ESPECIFICO
CONVENCIONAL Y AGREGADO GRUESO CON PESO ESPECIFICO PLANTEADO)
PESO DE CEMENTO 416.64 kgf/m3
PESO DE AGUA 239.384678 kgf/m3
PESO DE AGREGADO FINO 687.466874 kgf/m3
PESO DE AGREGADO GRUESO 478.771573 kgf/m3
PESO TOTAL 1822.26313 kgf/m3
Cuadro # 34. Resultados de pesos de mezcla 2B
RESULTADOS TOTALES PARA CASO COMBINADO (AGREGADO FINO CON PESO ESPECIFICO
CONVENCIONAL Y AGREGADO GRUESO CON PESO ESPECIFICO PLANTEADO)
PESO DE CEMENTO 416.64 kgf/m3
PESO DE AGUA 239.384678 kgf/m3
PESO DE AGREGADO FINO 1031.20031 kgf/m3
PESO DE AGREGADO GRUESO 319.181049 kgf/m3
PESO TOTAL 2006.40604 kgf/m3
Cuadro # 35. Resultados de pesos de mezcla 3B
RESULTADOS TOTALES PARA CASO COMBINADO (AGREGADO FINO CON PESO ESPECIFICO
CONVENCIONAL Y AGREGADO GRUESO CON PESO ESPECIFICO PLANTEADO)
PESO DE CEMENTO 485.184 kgf/m3
PESO DE AGUA 249.729057 kgf/m3
PESO DE AGREGADO FINO 811.038816 kgf/m3
PESO DE AGREGADO GRUESO 376.553736 kgf/m3
PESO TOTAL 1922.50561 kgf/m3
Cuadro # 36. Resultados de pesos de mezcla 4B
96
RESULTADOS TOTALES PARA CASO COMBINADO (AGREGADO FINO CON PESO ESPECIFICO
CONVENCIONAL Y AGREGADO GRUESO CON PESO ESPECIFICO PLANTEADO)
PESO DE CEMENTO 485.184 kgf/m3
PESO DE AGUA 249.729057 kgf/m3
PESO DE AGREGADO FINO 973.246579 kgf/m3
PESO DE AGREGADO GRUESO 301.242989 kgf/m3
PESO TOTAL 2009.40262 kgf/m3
Cuadro # 37. Resultados de pesos de mezcla 5B
RESULTADOS TOTALES PARA CASO COMBINADO (AGREGADO FINO CON PESO ESPECIFICO
CONVENCIONAL Y AGREGADO GRUESO CON PESO ESPECIFICO PLANTEADO)
PESO DE CEMENTO 530.88 kgf/m3
PESO DE AGUA 247.83071 kgf/m3
PESO DE AGREGADO FINO 791.154735 kgf/m3
PESO DE AGREGADO GRUESO 367.321841 kgf/m3
PESO TOTAL 1937.18729 kgf/m3
Cuadro # 38. Resultados de pesos de mezcla 6B
RESULTADOS TOTALES PARA CASO COMBINADO (AGREGADO FINO CON PESO ESPECIFICO
CONVENCIONAL Y AGREGADO GRUESO CON PESO ESPECIFICO PLANTEADO)
PESO DE CEMENTO 537.6 kgf/m3
PESO DE AGUA 250.967808 kgf/m3
PESO DE AGREGADO FINO 626.758267 kgf/m3
PESO DE AGREGADO GRUESO 436.492364 kgf/m3
PESO TOTAL 1851.81844 kgf/m3
Cuadro # 39. Resultados de pesos de mezcla 7B
97
RESULTADOS TOTALES PARA CASO COMBINADO (AGREGADO FINO CON PESO ESPECIFICO
CONVENCIONAL Y AGREGADO GRUESO CON PESO ESPECIFICO PLANTEADO)
PESO DE CEMENTO 537.6 kgf/m3
PESO DE AGUA 250.967808 kgf/m3
PESO DE AGREGADO FINO 940.1374 kgf/m3
PESO DE AGREGADO GRUESO 290.994909 kgf/m3
PESO TOTAL 2019.70012 kgf/m3
Cuadro # 40. Resultados de pesos de mezcla 8B
RESULTADOS TOTALES PARA CASO COMBINADO (AGREGADO FINO CON PESO ESPECIFICO
CONVENCIONAL Y AGREGADO GRUESO CON PESO ESPECIFICO PLANTEADO)
PESO DE CEMENTO 604.8 kgf/m3
PESO DE AGUA 257.000688 kgf/m3
PESO DE AGREGADO FINO 741.852147 kgf/m3
PESO DE AGREGADO GRUESO 344.431354 kgf/m3
PESO TOTAL 1948.08419 kgf/m3
Cuadro # 41. Resultados de pesos de mezcla 9B
RESULTADOS TOTALES PARA CASO COMBINADO (AGREGADO FINO CON PESO ESPECIFICO
CONVENCIONAL Y AGREGADO GRUESO CON PESO ESPECIFICO PLANTEADO)
PESO DE CEMENTO 604.8 kgf/m3
PESO DE AGUA 257.000688 kgf/m3
PESO DE AGREGADO FINO 593.481717 kgf/m3
PESO DE AGREGADO GRUESO 413.317625 kgf/m3
PESO TOTAL 1868.60003 kgf/m3
Cuadro # 42. Resultados de pesos de mezcla 10B
98
RESULTADOS TOTALES PARA CASO COMBINADO (AGREGADO FINO CON PESO ESPECIFICO
CONVENCIONAL Y AGREGADO GRUESO CON PESO ESPECIFICO PLANTEADO)
PESO DE CEMENTO 604.8 kgf/m3
PESO DE AGUA 257.000688 kgf/m3
PESO DE AGREGADO FINO 890.222576 kgf/m3
PESO DE AGREGADO GRUESO 275.545083 kgf/m3
PESO TOTAL 2027.56835 kgf/m3
Cuadro # 43. Resultados de pesos de mezcla 11B
4.10.2 Ensayo destructivo de resistencia a compresión
Se tiene que todo el diseño de mezcla se realizó en base a una resistencia a
compresión f’c requerida. Teniendo que se está trabajando con un diseño de mezcla
experimental, es necesario comprobar la resistencia de las mismas mediantes
ensayos destructivos a compresión.
Según los parámetros de diseño utilizados, se tiene que la resistencia requerida
se deberá obtener a los 28 días de edad de las probetas; dicho esto, se tiene que
también se realizaron ensayos a los 14 días de edad que representan
aproximadamente del 75%-80% de la resistencia total a obtener a los 28 días, con
finalidad de tener una idea del comportamiento del mismo.
La preparación de las probetas cilíndricas de concreto y los ensayos
destructivos a compresión se realizaron en conformidad con la Norma venezolana
COVENIN 338-79. Elaboración del curado y ensayo a compresión de probetas
cilíndricas de concreto, en los laboratorios de materiales y ensayos en la facultad
de ingeniería de la Universidad Católica Andrés Bello, bajo la supervisión del
encargado del laboratorio, el Ingeniero Guillermo Bonilla y del personal operante de
las maquinas.
99
Figura # 33. Cilindros ya ensayados afuera de los laboratorios de la UCAB.
Figura # 34. Tanques en los laboratorios de la UCAB especialmente diseñados para
el curado de probetas de concreto que serán luego ensayadas.
100
Figura # 35. Probetas de la presente investigación, en los laboratorios de la UCAB
desde el día antes a ser ensayadas a la edad de catorce (14) días
.
Figura # 36.Imagen de estación en donde se le aplica el capping compound a las
probetas
101
Figura # 37. Imagen de probetas ya preparadas con capping para que los esfuerzos
se le apliquen de forma uniforme.
Figura # 38. Probetas de la presente investigación preparados para los ensayos
destructivos a compresión.
102
Figura # 39. Maquina universal de compresión para realizar los ensayos destructivos
a las probetas de prueba.
Figura # 40. Maquina universal de compresión en ensayo de una de las probetas.
103
Figura # 41. Maquina universal de compresión a punto de llegar al momento de falla
de la probeta.
Figura # 42. Maquina universal de compresión luego de llevar al punto de falla de la
probeta de concreto.
104
Figura # 43. Imagen de probeta luego de ensayada.
Figura # 44. Imagen de restos de capping de las probetas ya ensayadas, listos para
ser fundidos y reutilizados.
105
4.10.2.1 Resistencia obtenida para el diseño de mezcla de f’c 210 kgf/cm2
MUESTRA RESISTENCIA PARA
LOS CALCULOS (kgf/cm2)
PESO DE AGUA (kg) PESO DE CEMENTO
(kg) PESO DE AGREGADO
FINO (kg) PESO DE AGREGADO
GRUESO (kg) EDAD DE ENSAYO
(días)
RESISTENCIA OBTENIDA (kgf/cm2)
PESO (kg)
0,0052 M3 (1CILINRO)
1 M3 0,0052 M3 (1CILINRO)
1 M3 0,0052 M3 (1CILINRO)
1 M3 0,0052 M3 (1CILINRO)
1 M3 0,0052 M3 (1CILINRO)
1 M3
1A-I 210
1.26824 239.38 2.20736 416.64 2.113743 398.97 2.1137431 398.97
14 215 9.8
1453.96 1A-II 210 14 225 9.75
1A-III 210 28 290 9.7
Cuadro # 44. Características generales de la mezcla 1A
MUESTRA RESISTENCIA PARA
LOS CALCULOS (kgf/cm2)
PESO DE AGUA (kg) PESO DE CEMENTO
(kg) PESO DE AGREGADO
FINO (kg) PESO DE AGREGADO
GRUESO (kg) EDAD DE ENSAYO
(días)
RESISTENCIA OBTENIDA (kgf/cm2)
PESO (kg)
0,0052 M3 (1CILINRO)
1 M3 0,0052 M3 (1CILINRO)
1 M3 0,0052 M3 (1CILINRO)
1 M3 0,0052 M3 (1CILINRO)
1 M3 0,0052 M3 (1CILINRO)
1 M3
3A-I 210
1.26824 239.38 2.20736 416.64 4.30881 813.29 4.3088104 813.29
14 240 11.8
2282.6 3A-II 210 14 235 11.9
3A-III 210 28 309 11.95
3A-IV 210 28 301 12
Cuadro # 45. Características generales de la mezcla 3A
MUESTRA RESISTENCIA PARA
LOS CALCULOS (kgf/cm2)
PESO DE AGUA (kg) PESO DE CEMENTO
(kg) PESO DE AGREGADO
FINO (kg) PESO DE AGREGADO
GRUESO (kg) EDAD DE ENSAYO
(días)
RESISTENCIA OBTENIDA (kgf/cm2)
PESO (kg)
0,0052 M3 (1CILINRO)
1 M3 0,0052 M3 (1CILINRO)
1 M3 0,0052 M3 (1CILINRO)
1 M3 0,0052 M3 (1CILINRO)
1 M3 0,0052 M3 (1CILINRO)
1 M3
1B-I 210
1.26824 239.38 2.20736 416.64 4.55273 859.33 398.97
14 223 10.5
1914.32 1B-II 210 14 221 10.65
1B-III 210 28 221 10.6
1B-IV 210 28 221 10.6
Cuadro # 46. Características generales de la mezcla 1B
MUESTRA
RESISTENCIA PARA LOS CALCULOS (kgf/cm2)
PESO DE AGUA (kg) PESO DE CEMENTO
(kg) PESO DE AGREGADO
FINO (kg) PESO DE AGREGADO
GRUESO (kg) EDAD DE
ENSAYO (días)
RESISTENCIA OBTENIDA (kgf/cm2)
PESO (kg)
0,0052 M3 (1CILINRO)
1 M3 0,0052 M3 (1CILINRO)
1 M3 0,0052 M3 (1CILINRO)
1 M3 0,0052 M3 (1CILINRO)
1 M3 0,0052 M3 (1CILINRO)
1 M3
2B-I 210
1.26824 239.38 2.20736 416.64 3.642163 687.46 2.5365235 478.77
14 244 11.25
1822.25 2B-II 210 14 182 11.25
2B-III 210 28 259 11.15
2B-IV 210 28 277 11.15
Cuadro # 47. Características generales de la mezcla 2B.
MUESTRA
RESISTENCIA PARA LOS CALCULOS (kgf/cm2)
PESO DE AGUA (kg) PESO DE CEMENTO
(kg) PESO DE AGREGADO
FINO (kg) PESO DE AGREGADO
GRUESO (kg) EDAD DE
ENSAYO (días)
RESISTENCIA OBTENIDA (kgf/cm2)
PESO (kg)
0,0052 M3 (1CILINRO)
1 M3 0,0052 M3 (1CILINRO)
1 M3 0,0052 M3 (1CILINRO)
1 M3 0,0052 M3 (1CILINRO)
1 M3 0,0052 M3 (1CILINRO)
1 M3
3B-I 210
1.26824 239.38 0 416.64 5.463298 1031.2 1.6910156 319.18
14 249 11.25
2006.4 3B-II 210 14 235 11.25
3B-III 210 28 244 11.3
3B-IV 210 28 240 11.2
Cuadro # 48. Características generales de la mezcla 3B
4.10.2.2 Resistencia obtenida para el diseño de mezcla de f’c 250 kgf/cm2
MUESTRA RESISTENCIA PARA
LOS CALCULOS (kgf/cm2)
PESO DE AGUA (kg) PESO DE CEMENTO
(kg) PESO DE AGREGADO
FINO (kg) PESO DE AGREGADO
GRUESO (kg) EDAD DE ENSAYO
(días)
RESISTENCIA OBTENIDA (kgf/cm2)
PESO (kg)
0,0052 M3 (1CILINRO)
1 M3 0,0052 M3 (1CILINRO)
1 M3 0,0052 M3 (1CILINRO)
1 M3 0,0052 M3 (1CILINRO)
1 M3 0,0052 M3 (1CILINRO)
1 M3
2A-I 250
1.33769 252.49 2.59899 490.56 4.03395 761.41 1.978909 373.52
14 237 10.7
1877.98 2A-II 250 14 245 10.6
2A-III 250 28 282 10.6
2A-IV 250 28 295 10.6
Cuadro # 49. Características generales de la mezcla 2A
MUESTRA RESISTENCIA PARA
LOS CALCULOS (kgf/cm2)
PESO DE AGUA (kg) PESO DE CEMENTO
(kg) PESO DE AGREGADO
FINO (kg) PESO DE AGREGADO
GRUESO (kg) EDAD DE ENSAYO
(días)
RESISTENCIA OBTENIDA (kgf/cm2)
PESO (kg)
0,0052 M3 (1CILINRO)
1 M3 0,0052 M3 (1CILINRO)
1 M3 0,0052 M3 (1CILINRO)
1 M3 0,0052 M3 (1CILINRO)
1 M3 0,0052 M3 (1CILINRO)
1 M3
4B-I 250
1.32302 249.72 2.57048 485.18 4.296837 811.03 1.9949619 376.55
14 200 11.1
1922.48 4B-II 250 14 244 11.1
4B-III 250 28 237 11.1
4B-IV 250 28 242 11.1
Cuadro # 50. Características generales de la mezcla 4B.
MUESTRA RESISTENCIA PARA
LOS CALCULOS (kgf/cm2)
PESO DE AGUA (kg) PESO DE CEMENTO
(kg) PESO DE AGREGADO
FINO (kg) PESO DE AGREGADO
GRUESO (kg) EDAD DE ENSAYO
(días)
RESISTENCIA OBTENIDA (kgf/cm2)
PESO (kg)
0,0052 M3 (1CILINRO)
1 M3 0,0052 M3 (1CILINRO)
1 M3 0,0052 M3 (1CILINRO)
1 M3 0,0052 M3 (1CILINRO)
1 M3 0,0052 M3 (1CILINRO)
1 M3
5B-I 250
1.32302 249.72 2.57048 485.18 5.156226 973.24 1.5959695 301.24
14 334 11.5
2009.38 5B-II 250 14 323 11.6
5B-III 250 28 345 11.6
5B-IV 250 28 362 11.5
Cuadro # 51. Características generales de la mezcla 5B.
4.10.2.3 Resistencia obtenida para el diseño de mezcla de f’c 280 kgf/cm2
MUESTRA
RESISTENCIA PARA LOS CALCULOS (kgf/cm2)
PESO DE AGUA (kg) PESO DE CEMENTO
(kg) PESO DE AGREGADO
FINO (kg) PESO DE AGREGADO
GRUESO (kg) EDAD DE ENSAYO
(días)
RESISTENCIA OBTENIDA (kgf/cm2)
PESO (kg)
0,0052 M3 (1CILINRO)
1 M3 0,0052 M3 (1CILINRO)
1 M3 0,0052 M3 (1CILINRO)
1 M3 0,0052 M3 (1CILINRO)
1 M3 0,0052 M3 (1CILINRO)
1 M3
6B-I 280
1.32959 250.96 2.8482 537.6 4.191513 791.15 1.9460614 367.32
14 333 11.35
1947.03 6B-II 280 14 305 11.35
6B-III 280 28 357 11.25
6B-IV 280 28 347 11.25
Cuadro # 52. Características generales de la mezcla 6B.
MUESTRA
RESISTENCIA PARA LOS CALCULOS (kgf/cm2)
PESO DE AGUA (kg) PESO DE CEMENTO
(kg) PESO DE AGREGADO
FINO (kg) PESO DE AGREGADO
GRUESO (kg) EDAD DE ENSAYO
(días)
RESISTENCIA OBTENIDA (kgf/cm2)
PESO (kg)
0,0052 M3 (1CILINRO)
1 M3 0,0052 M3 (1CILINRO)
1 M3 0,0052 M3 (1CILINRO)
1 M3 0,0052 M3 (1CILINRO)
1 M3 0,0052 M3 (1CILINRO)
1 M3
7B-I 280
1.32959 250.96 2.8482 537.6 3.320522 626.75 2.312524 436.49
14 333 11.25
1851.8 7B-II 280 14 329 11.25
7B-III 280 28 330 11.35
7B-IV 280 28 393 11.35
Cuadro # 53. Características generales de la mezcla 7B.
MUESTRA
RESISTENCIA PARA LOS CALCULOS (kgf/cm2)
PESO DE AGUA (kg) PESO DE CEMENTO
(kg) PESO DE AGREGADO
FINO (kg) PESO DE AGREGADO
GRUESO (kg) EDAD DE ENSAYO
(días)
RESISTENCIA OBTENIDA (kgf/cm2)
PESO (kg)
0,0052 M3 (1CILINRO)
1 M3 0,0052 M3 (1CILINRO)
1 M3 0,0052 M3 (1CILINRO)
1 M3 0,0052 M3 (1CILINRO)
1 M3 0,0052 M3 (1CILINRO)
1 M3
8B-I 280
1.32959 250.96 2.8482 537.6 4.980809 940.13 1.541665 290.99
14 284 11.35
2019.68 8B-II 280 14 262 11.35
8B-III 280 28 289 11.4
8B-IV 280 28 366 11.4
Cuadro # 54. Características generales de la mezcla 8B.
4.10.2.4 Resistencia obtenida para el diseño de mezcla de f’c 310 kgf/cm2
MUESTRA
RESISTENCIA PARA LOS CALCULOS (kgf/cm2)
PESO DE AGUA (kg) PESO DE CEMENTO
(kg) PESO DE AGREGADO
FINO (kg) PESO DE AGREGADO
GRUESO (kg) EDAD
DE ENSAYO
(días)
RESISTENCIA OBTENIDA (kgf/cm2)
PESO (kg)
0,0052 M3 (1CILINRO)
1 M3 0,0052 M3 (1CILINRO)
1 M3 0,0052 M3 (1CILINRO)
1 M3 0,0052 M3 (1CILINRO)
1 M3 0,0052 M3 (1CILINRO)
1 M3
9B-I 310
1.36159 257 3.20423 604.8 3.930321 741.85 1.8247901 344.43
14 320 11.35
1948.08 9B-II 310 14 329 11.3
9B-III 310 28 394 11.3
9B-IV 310 28 394 11.35
Cuadro # 55. Características generales de las mezcla 9B.
MUESTRA
RESISTENCIA PARA LOS CALCULOS (kgf/cm2)
PESO DE AGUA (kg) PESO DE CEMENTO
(kg) PESO DE AGREGADO
FINO (kg) PESO DE AGREGADO
GRUESO (kg) EDAD
DE ENSAYO
(días)
RESISTENCIA OBTENIDA (kgf/cm2)
PESO (kg)
0,0052 M3 (1CILINRO)
1 M3 0,0052 M3 (1CILINRO)
1 M3 0,0052 M3 (1CILINRO)
1 M3 0,0052 M3 (1CILINRO)
1 M3 0,0052 M3 (1CILINRO)
1 M3
10B-I 310
1.36159 257 3.20423 604.8 3.144257 593.48 2.1897164 413.31
14 341 11.2
1868.59 10B-II 310 14 337 11.15
10B-III 310 28 392 11.2
10B-IV 310 28 363 11.15
Cuadro # 56. Características generales de las mezcla 10B.
MUESTRA
RESISTENCIA PARA LOS CALCULOS (kgf/cm2)
PESO DE AGUA (kg) PESO DE CEMENTO
(kg) PESO DE AGREGADO
FINO (kg) PESO DE AGREGADO
GRUESO (kg) EDAD
DE ENSAYO
(dias)
RESISTENCIA OBTENIDA (kgf/cm2)
PESO (kg)
0,0052 M3 (1CILINRO)
1 M3 0,0052 M3 (1CILINRO)
1 M3 0,0052 M3 (1CILINRO)
1 M3 0,0052 M3 (1CILINRO)
1 M3 0,0052 M3 (1CILINRO)
1 M3
11B-I 310
1.36159 257 3.20423 604.8 4.716386 890.22 1.4598109 275.54
14 320 11.4
2027.56 11B-II 310 14 319 11.4
11B-III 310 28 343 11.45
11B-IV 310 28 381 11.4
Cuadro # 57. Características generales de las mezcla 11B.
111
4.11 Representación gráfica de Resultados
Siendo la resistencia a compresión f’c, uno de los factores primordiales de esta
investigación, se presenta la importancia de analizar el comportamiento del mismo
en cuanto a su resistencia con el transcurso de los días, siendo este uno de los
elementos principales para el cálculo de concreto, es necesario determinar si con
este agregado, el comportamiento cumplirá con lo esperado normalmente en el
concreto convencional.
4.11.1 Representación gráfica de resultados de mezclas para un f’c=
210kgf/cm2
Grafico # 1. Resistencia obtenida de mezcla 1A
112
Grafico # 2. Resistencia obtenida de mezcla 3A
Grafico # 3. Resistencia obtenida de mezcla 1B
113
Grafico # 4. Resistencia obtenida de mezcla 2B
Grafico # 5. Resistencia obtenida de mezcla 3B
114
4.11.2 Representación gráfica de resultados de mezclas para un f’c=
250kgf/cm2
Grafico # 6. Resistencia obtenida de mezcla 2A
Grafico # 7. Resistencia obtenida de mezcla 4B
115
Grafico # 8. Resistencia obtenida de mezcla 5B
4.11.3 Representación gráfica de resultados de mezclas para un f’c =
280 kgf/cm2
Grafico # 9. Resistencia obtenida de mezcla 6B
116
Grafico # 10. Resistencia obtenida de mezcla 7B
Grafico # 11. Resistencia obtenida de mezcla 8B
117
4.11.4 Representación gráfica de resultados de mezclas para un f’c=
310kgf/cm2
Grafico # 12. Resistencia obtenida para mezcla 9B
Grafico # 13. Resistencia obtenida para mezcla 10B
118
Grafico # 14. Resistencia obtenida para mezcla 11B
4.12 Desviación estándar
El cálculo de la desviación estándar de cada una de la mezclas se realizo de
acuerdo con la norma venezolana COVENIN 1753-2006.
DISEÑO DE MEZCLA RESISTENCIA DE DISEÑO (kgf/cm2) DESVIACION ESTANDAR OBTENIDA (kgf/cm2)
1A 210 11.56
2A 250 7.94
3A 210 9.55
1B 210 1.42
2B 210 32.05
3B 210 5.94
4B 250 19.4
5B 250 8.5
6B 280 13.27
7B 280 25.8
8B 280 33.55
9B 310 8.29
10B 310 12.19
11B 310 15.8
119
4.13 Costos de mezclas de concreto
A pesar de la fuerte inflación a la cual se encuentra sometido el país
constantemente, así como la escasez en materiales de construcción, todavía es
posible sacar estimados de costos.
Se tiene que en la presente investigación se trabajo con un agregado grueso
diferente, el cual tiene como finalidad no solo ser un agregado de reciclaje sino un
agregado que se puede conseguir dentro de los mismos desperdicios de la obra,
siendo de esta manera un factor a sustraer dentro de los costos, por lo cual el precio
total sobre unidad de volumen (1m3) de concreto también se verá afectado. Dándole
a este factor gran importancia dentro de la investigación puesto a que se trata con
un nuevo tipo de agregado, y su rentabilidad será uno de los puntos que
determinara si su aplicación será conveniente o no.
Actualmente los precios de los materiales para la construcción en general se
encuentran muy desvirtuados y fluctúan constantemente dependiendo de la
disponibilidad y la regulación de los mismos, sin embargo en cualquier tipo de obra
o en el presente caso de un trabajo de investigación, es necesario mas allá de el
valor y precios reales de costos en la calle, tomar en cuenta lo que se conoce como
los precios regulados de los materiales de construcción a pesar de que estén
alejados de la realidad.
A continuación se presentan las comparaciones directas entre el precio de los
materiales para 1m3 de concreto convencional y el propuesto para cada una de las
mezclas trabajadas usando los precios de los materiales regulados. Habrá que
tomar en cuenta que a pesar de que estos estén lejanos a la realidad, el porcentaje
de variación entre las mezclas con el agregado propuesto y las mezclas con el
agregado convencional, se mantendrá cercano al demostrado a continuación.
120
4.13.1 Diseño de mezcla 1 A
DISEÑO DE
MEZCLA MATERIALES
Unidad de venta
Precio por Unidad (BsF.)
Pesos para 1M3 de la
mezcla propuesta(kg)
10% extra de peso por desperdicio.
Precio para 1 M3 de la mezcla
propuesta(BsF.)
1A
Arena Lavada M3 280.00 398.97 438.87 81.92
Cemento Portland tipo 1A Saco (42.5kg) 20.00 416.64 458.30 215.67
Agua -- -- 239.38 263.32 --
Material residual de Bloques de Arcilla -- -- 398.97 438.87 --
TOTAL 297.59
IVA 12.00% 35.71
TOTAL + IVA 333.31
Cuadro # 58. Costos para 1 m3 de concreto con el agregado grueso propuesto.
DISEÑO DE
MEZCLA MATERIALES
Unidad de venta
Precio por Unidad (BsF.)
Pesos para 1M3 de la
mezcla propuesta(kg)
10% extra de peso por desperdicio.
Precio para 1 M3 de la mezcla
propuesta(BsF.)
1A
Arena Lavada M3 280.00 813.29 894.62 167.00
Cemento Portland tipo 1A Saco (42.5kg) 20.00 416.64 458.30 215.67
Agua -- -- 239.38 263.32 --
Piedra Picada M3 267.00 813.29 894.62 167.04
TOTAL 549.71
IVA 12.00% 65.96
TOTAL + IVA 615.67
Cuadro # 59. Costos para 1 m3 de concreto con el agregado grueso convencional.
Todos los costos fueron proporcionados por la Pagina Web en línea venezolana
http://www.apvobras.com/costos.php la cual actualizo sus listados el día 05 de Mayo
de 2012.
121
4.13.2 Diseño de mezcla 2A
DISEÑO DE
MEZCLA MATERIALES
Unidad de venta
Precio por Unidad (BsF.)
Pesos para 1M3 de la
mezcla propuesta(kg)
10% extra de peso por desperdicio.
Precio para 1 M3 de la mezcla
propuesta(BsF.)
2A
Arena Lavada M3 280.00 761.41 837.55 156.34
Cemento Portland tipo 1A Saco (42.5kg) 20.00 490.56 539.62 253.94
Agua -- -- 252.49 277.74 --
Material residual de Bloques de Arcilla -- -- 373.52 410.87 --
TOTAL 410.28
IVA 12.00% 49.23
TOTAL + IVA 459.51
Cuadro # 60. Costos para 1 m3 de concreto con el agregado grueso propuesto.
DISEÑO DE
MEZCLA MATERIALES
Unidad de venta
Precio por Unidad (BsF.)
Pesos para 1M3 de la
mezcla propuesta(kg)
10% extra de peso por desperdicio.
Precio para 1 M3 de la mezcla
propuesta(BsF.)
2A
Arena Lavada M3 280.00 761.41 837.55 156.34
Cemento Portland tipo 1A Saco (42.5kg) 20.00 490.56 539.62 253.94
Agua -- -- 252.49 277.74 --
Piedra Picada M3 267.00 761.41 837.55 156.38
TOTAL 566.66
IVA 12.00% 68.00
TOTAL + IVA 634.66
Cuadro # 61. Costos para 1 m3 de concreto con el agregado grueso convencional.
Todos los costos fueron proporcionados por la Pagina Web en línea venezolana
http://www.apvobras.com/costos.php la cual actualizo sus listados el día 05 de Mayo
de 2012.
122
4.13.3 Diseño de mezcla 3A
DISEÑO DE
MEZCLA MATERIALES
Unidad de venta
Precio por Unidad (BsF.)
Pesos para 1M3 de la
mezcla propuesta(kg)
10% extra de peso por desperdicio.
Precio para 1 M3 de la mezcla
propuesta(BsF.)
3A
Arena Lavada M3 280.00 769.85 846.84 158.08
Cemento Portland tipo 1A Saco (42.5kg) 20.00 490.56 539.62 253.94
Agua -- -- 252.49 277.74 --
Material residual de Bloques de Arcilla -- -- 377.66 415.43 --
TOTAL 412.01
IVA 12.00% 49.44
TOTAL + IVA 461.45
Cuadro # 62. Costos para 1 m3 de concreto con el agregado grueso propuesto.
DISEÑO DE
MEZCLA MATERIALES
Unidad de venta
Precio por Unidad (BsF.)
Pesos para 1M3 de la
mezcla propuesta(kg)
10% extra de peso por desperdicio.
Precio para 1 M3 de la mezcla
propuesta(BsF.)
3A
Arena Lavada M3 280.00 769.85 846.84 158.08
Cemento Portland tipo 1A Saco (42.5kg) 20.00 490.56 539.62 253.94
Agua -- -- 252.49 277.74 --
Piedra Picada M3 267.00 769.85 846.84 158.12
TOTAL 570.13
IVA 12.00% 68.42
TOTAL + IVA 638.54
Cuadro # 63. Costos para 1 m3 de concreto con el agregado grueso convencional.
Todos los costos fueron proporcionados por la Pagina Web en línea venezolana
http://www.apvobras.com/costos.php la cual actualizo sus listados el día 05 de Mayo
de 2012
123
4.13.4 Diseño de mezcla 1B
DISEÑO DE
MEZCLA MATERIALES
Unidad de venta
Precio por Unidad (BsF.)
Pesos para 1M3 de la
mezcla propuesta(kg)
10% extra de peso por desperdicio.
Precio para 1 M3 de la mezcla
propuesta(BsF.)
1B
Arena Lavada M3 280.00 859.33 945.26 176.45
Cemento Portland tipo 1A Saco (42.5kg) 20.00 416.64 458.30 215.67
Agua -- -- 239.38 263.32 --
Material residual de Bloques de Arcilla -- -- 398.97 438.87 --
TOTAL 392.12
IVA 12.00% 47.05
TOTAL + IVA 439.18
Cuadro # 64. Costos para 1 m3 de concreto con el agregado grueso propuesto.
DISEÑO DE
MEZCLA MATERIALES
Unidad de venta
Precio por Unidad (BsF.)
Pesos para 1M3 de la
mezcla propuesta(kg)
10% extra de peso por desperdicio.
Precio para 1 M3 de la mezcla
propuesta(BsF.)
1B
Arena Lavada M3 280.00 859.33 945.26 176.45
Cemento Portland tipo 1A Saco (42.5kg) 20.00 416.64 458.30 215.67
Agua -- -- 239.38 263.32 --
Piedra Picada M3 267.00 859.33 945.26 176.49
TOTAL 568.61
IVA 12.00% 68.23
TOTAL + IVA 636.85
Cuadro # 65.Costos para 1 m3 de concreto con el agregado grueso convencional.
Todos los costos fueron proporcionados por la Pagina Web en línea venezolana
http://www.apvobras.com/costos.php la cual actualizo sus listados el día 05 de Mayo
de 2012.
124
4.13.5 Diseño de mezcla 2B
DISEÑO DE
MEZCLA MATERIALES
Unidad de venta
Precio por Unidad (BsF.)
Pesos para 1M3 de la
mezcla propuesta(kg)
10% extra de peso por desperdicio.
Precio para 1 M3 de la mezcla
propuesta(BsF.)
2B
Arena Lavada M3 280.00 687.46 756.21 141.16
Cemento Portland tipo 1A Saco (42.5kg) 20.00 416.64 458.30 215.67
Agua -- -- 239.38 263.32 --
Material residual de Bloques de Arcilla -- -- 478.77 526.65 --
TOTAL 356.83
IVA 12.00% 42.82
TOTAL + IVA 399.65
Cuadro # 66. Costos para 1 m3 de concreto con el agregado grueso propuesto.
DISEÑO DE
MEZCLA MATERIALES
Unidad de venta
Precio por Unidad (BsF.)
Pesos para 1M3 de la
mezcla propuesta(kg)
10% extra de peso por desperdicio.
Precio para 1 M3 de la mezcla
propuesta(BsF.)
2B
Arena Lavada M3 280.00 687.46 756.21 141.16
Cemento Portland tipo 1A Saco (42.5kg) 20.00 416.64 458.30 215.67
Agua -- -- 239.38 263.32 --
Piedra Picada M3 267.00 1031.20 1134.32 211.79
TOTAL 568.62
IVA 12.00% 68.23
TOTAL + IVA 636.86
Cuadro # 67. Costos para 1 m3 de concreto con el agregado grueso convencional.
Todos los costos fueron proporcionados por la Pagina Web en línea venezolana
http://www.apvobras.com/costos.php la cual actualizo sus listados el día 05 de Mayo
de 2012.
125
4.13.6 Diseño de mezcla 3B
DISEÑO DE
MEZCLA MATERIALES
Unidad de venta
Precio por Unidad (BsF.)
Pesos para 1M3 de la
mezcla propuesta(kg)
10% extra de peso por desperdicio.
Precio para 1 M3 de la mezcla
propuesta(BsF.)
3B
Arena Lavada M3 280.00 1031.20 1134.32 211.74
Cemento Portland tipo 1A Saco (42.5kg) 20.00 416.64 458.30 215.67
Agua -- -- 239.38 263.32 --
Material residual de Bloques de Arcilla -- -- 319.18 351.10 --
TOTAL 427.41
IVA 12.00% 51.29
TOTAL + IVA 478.70
Cuadro # 68. Costos para 1 m3 de concreto con el agregado grueso propuesto.
DISEÑO DE
MEZCLA MATERIALES
Unidad de venta
Precio por Unidad (BsF.)
Pesos para 1M3 de la
mezcla propuesta(kg)
10% extra de peso por desperdicio.
Precio para 1 M3 de la mezcla
propuesta(BsF.)
3B
Arena Lavada M3 280.00 1031.20 1134.32 211.74
Cemento Portland tipo 1A Saco (42.5kg) 20.00 416.64 458.30 215.67
Agua -- -- 239.38 263.32 --
Piedra Picada M3 267.00 687.46 756.21 141.19
TOTAL 568.61
IVA 12.00% 68.23
TOTAL + IVA 636.84
Cuadro # 69. Costos para 1 m3 de concreto con el agregado grueso convencional.
Todos los costos fueron proporcionados por la Pagina Web en línea venezolana
http://www.apvobras.com/costos.php la cual actualizo sus listados el día 05 de Mayo
de 2012.
126
4.13.7 Diseño de mezcla 4B
DISEÑO DE
MEZCLA MATERIALES
Unidad de venta
Precio por Unidad (BsF.)
Pesos para 1M3 de la
mezcla propuesta(kg)
10% extra de peso por desperdicio.
Precio para 1 M3 de la mezcla
propuesta(BsF.)
4B
Arena Lavada M3 280.00 811.03 892.13 166.53
Cemento Portland tipo 1A Saco (42.5kg) 20.00 485.18 533.70 251.15
Agua -- -- 249.72 274.69 --
Material residual de Bloques de Arcilla -- -- 376.55 414.21 --
TOTAL 417.68
IVA 12.00% 50.12
TOTAL + IVA 467.81
Cuadro # 70. Costos para 1 m3 de concreto con el agregado grueso propuesto
DISEÑO DE
MEZCLA MATERIALES
Unidad de venta
Precio por
Unidad (BsF.)
Pesos para 1M3 de la
mezcla propuesta(kg)
10% extra de peso por desperdicio.
Precio para 1 M3 de la mezcla
propuesta(BsF.)
4B
Arena Lavada M3 280.00 811.03 892.13 166.53
Cemento Portland tipo 1A Saco (42.5kg) 20.00 485.18 533.70 251.15
Agua -- -- 249.72 274.69 --
Piedra Picada M3 267.00 811.03 892.13 166.57
TOTAL 584.26
IVA 12.00% 70.11
TOTAL + IVA 654.37
Cuadro # 71. Costos para 1 m3 de concreto con el agregado grueso convencional.
Todos los costos fueron proporcionados por la Pagina Web en línea venezolana
http://www.apvobras.com/costos.php la cual actualizo sus listados el día 05 de Mayo
de 2012.
127
4.13.8 Diseño de mezcla 5B
DISEÑO DE
MEZCLA MATERIALES
Unidad de venta
Precio por Unidad (BsF.)
Pesos para 1M3 de la
mezcla propuesta(kg)
10% extra de peso por desperdicio.
Precio para 1 M3 de la mezcla
propuesta(BsF.)
5B
Arena Lavada M3 280.00 973.24 1070.56 199.84
Cemento Portland tipo 1A Saco (42.5kg) 20.00 485.18 533.70 251.15
Agua -- -- 249.72 274.69 --
Material residual de Bloques de Arcilla -- -- 301.24 331.36 --
TOTAL 450.99
IVA 12.00% 54.12
TOTAL + IVA 505.11
Cuadro # 72. Costos para 1 m3 de concreto con el agregado grueso propuesto.
DISEÑO DE
MEZCLA MATERIALES
Unidad de venta
Precio por Unidad (BsF.)
Pesos para 1M3 de la
mezcla propuesta(kg)
10% extra de peso por desperdicio.
Precio para 1 M3 de la mezcla
propuesta(BsF.)
5B
Arena Lavada M3 280.00 973.24 1070.56 199.84
Cemento Portland tipo 1A Saco (42.5kg) 20.00 485.18 533.70 251.15
Agua -- -- 249.72 274.69 --
Piedra Picada M3 267.00 648.83 713.71 133.26
TOTAL 584.25
IVA 12.00% 70.11
TOTAL + IVA 654.36
Cuadro # 73. Costos para 1 m3 de concreto con el agregado grueso convencional.
Todos los costos fueron proporcionados por la Pagina Web en línea venezolana
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de 2012.
128
4.13.9 Diseño de mezcla 6B
DISEÑO DE
MEZCLA MATERIALES
Unidad de venta
Precio por Unidad (BsF.)
Pesos para 1M3 de la
mezcla propuesta(kg)
10% extra de peso por desperdicio.
Precio para 1 M3 de la mezcla
propuesta(BsF.)
6B
Arena Lavada M3 280.00 791.15 870.27 162.45
Cemento Portland tipo 1A Saco (42.5kg) 20.00 530.88 583.97 274.81
Agua -- -- 247.83 272.61 --
Material residual de Bloques de Arcilla -- -- 367.32 404.05 --
TOTAL 437.26
IVA 12.00% 52.47
TOTAL + IVA 489.73
Cuadro # 74. Costos para 1 m3 de concreto con el agregado grueso propuesto
DISEÑO DE
MEZCLA MATERIALES
Unidad de venta
Precio por Unidad (BsF.)
Pesos para 1M3 de la
mezcla propuesta(kg)
10% extra de peso por desperdicio.
Precio para 1 M3 de la mezcla
propuesta(BsF.)
6B
Arena Lavada M3 280.00 791.15 870.27 162.45
Cemento Portland tipo 1A Saco (42.5kg) 20.00 530.88 583.97 274.81
Agua -- -- 247.83 272.61 --
Piedra Picada M3 267.00 791.15 870.27 162.49
TOTAL 599.75
IVA 12.00% 71.97
TOTAL + IVA 671.72
Cuadro # 75. Costos para 1 m3 de concreto con el agregado grueso convencional.
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de 2012.
129
4.13.10 Diseño de mezcla 7B
DISEÑO DE
MEZCLA MATERIALES
Unidad de venta
Precio por Unidad (BsF.)
Pesos para 1M3 de la
mezcla propuesta(kg)
10% extra de peso por desperdicio.
Precio para 1 M3 de la mezcla
propuesta(BsF.)
7B
Arena Lavada M3 280.00 626.75 689.43 128.69
Cemento Portland tipo 1A Saco (42.5kg) 20.00 537.60 591.36 278.29
Agua -- -- 250.96 276.06 --
Material residual de Bloques de Arcilla -- -- 436.49 480.14 --
TOTAL 406.98
IVA 12.00% 48.84
TOTAL + IVA 455.82
Cuadro # 76. Costos para 1 m3 de concreto con el agregado grueso propuesto.
DISEÑO DE
MEZCLA MATERIALES
Unidad de venta
Precio por Unidad (BsF.)
Pesos para 1M3 de la
mezcla propuesta(kg)
10% extra de peso por desperdicio.
Precio para 1 M3 de la mezcla
propuesta(BsF.)
7B
Arena Lavada M3 280.00 626.75 689.43 128.69
Cemento Portland tipo 1A Saco (42.5kg) 20.00 537.60 591.36 278.29
Agua -- -- 250.96 276.06 --
Piedra Picada M3 267.00 940.13 1034.14 193.09
TOTAL 600.07
IVA 12.00% 72.01
TOTAL + IVA 672.08
Cuadro # 77. Costos para 1 m3 de concreto con el agregado grueso convencional.
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de 2012.
130
4.13.11 Diseño de mezcla 8B
DISEÑO DE
MEZCLA MATERIALES
Unidad de venta
Precio por Unidad (BsF.)
Pesos para 1M3 de la
mezcla propuesta(kg)
10% extra de peso por desperdicio.
Precio para 1 M3 de la mezcla
propuesta(BsF.)
8B
Arena Lavada M3 280.00 940.13 1034.14 193.04
Cemento Portland tipo 1A Saco (42.5kg) 20.00 537.60 591.36 278.29
Agua -- -- 250.96 276.06 --
Material residual de Bloques de Arcilla -- -- 290.99 320.09 --
TOTAL 471.33
IVA 12.00% 56.56
TOTAL + IVA 527.89
Cuadro # 78. Costos para 1 m3 de concreto con el agregado grueso propuesto.
DISEÑO DE
MEZCLA MATERIALES
Unidad de venta
Precio por Unidad (BsF.)
Pesos para 1M3 de la
mezcla propuesta(kg)
10% extra de peso por desperdicio.
Precio para 1 M3 de la mezcla
propuesta(BsF.)
8B
Arena Lavada M3 280.00 940.13 1034.14 193.04
Cemento Portland tipo 1A Saco (42.5kg) 20.00 537.60 591.36 278.29
Agua -- -- 250.96 276.06 --
Piedra Picada M3 267.00 626.75 689.43 128.72
TOTAL 600.05
IVA 12.00% 72.01
TOTAL + IVA 672.06
Cuadro # 79. Costos para 1 m3 de concreto con el agregado grueso convencional.
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de 2012.
131
4.13.12 Diseño de mezcla 9B
DISEÑO DE
MEZCLA MATERIALES
Unidad de venta
Precio por Unidad (BsF.)
Pesos para 1M3 de la
mezcla propuesta(kg)
10% extra de peso por desperdicio.
Precio para 1 M3 de la mezcla
propuesta(BsF.)
9B
Arena Lavada M3 280.00 741.85 816.04 152.33
Cemento Portland tipo 1A Saco (42.5kg) 20.00 604.80 665.28 313.07
Agua -- -- 257.00 282.70 --
Material residual de Bloques de Arcilla -- -- 344.43 378.87 --
TOTAL 465.40
IVA 12.00% 55.85
TOTAL + IVA 521.25
Cuadro # 80. Costos para 1 m3 de concreto con el agregado grueso propuesto.
DISEÑO DE
MEZCLA MATERIALES
Unidad de venta
Precio por Unidad (BsF.)
Pesos para 1M3 de la
mezcla propuesta(kg)
10% extra de peso por desperdicio.
Precio para 1 M3 de la mezcla
propuesta(BsF.)
9B
Arena Lavada M3 280.00 741.85 816.04 152.33
Cemento Portland tipo 1A Saco (42.5kg) 20.00 604.80 665.28 313.07
Agua -- -- 257.00 282.70 --
Piedra Picada M3 267.00 741.85 816.04 152.36
TOTAL 617.76
IVA 12.00% 74.13
TOTAL + IVA 691.90
Cuadro # 81. Costos para 1 m3 de concreto con el agregado grueso convencional.
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de 2012.
132
4.13.13 Diseño de mezcla 10B
DISEÑO DE
MEZCLA MATERIALES
Unidad de venta
Precio por Unidad (BsF.)
Pesos para 1M3 de la
mezcla propuesta(kg)
10% extra de peso por desperdicio.
Precio para 1 M3 de la mezcla
propuesta(BsF.)
10B
Arena Lavada M3 280.00 593.48 652.83 121.86
Cemento Portland tipo 1A Saco (42.5kg) 20.00 604.80 665.28 313.07
Agua -- -- 257.00 282.70 --
Material residual de Bloques de Arcilla -- -- 413.31 454.64 --
TOTAL 434.93
IVA 12.00% 52.19
TOTAL + IVA 487.13
Cuadro # 82. Costos para 1 m3 de concreto con el agregado grueso propuesto.
DISEÑO DE
MEZCLA MATERIALES
Unidad de venta
Precio por Unidad (BsF.)
Pesos para 1M3 de la
mezcla propuesta(kg)
10% extra de peso por desperdicio.
Precio para 1 M3 de la mezcla
propuesta(BsF.)
10B
Arena Lavada M3 280.00 593.48 652.83 121.86
Cemento Portland tipo 1A Saco (42.5kg) 20.00 604.80 665.28 313.07
Agua -- -- 257.00 282.70 --
Piedra Picada M3 267.00 890.22 979.24 182.84
TOTAL 617.77
IVA 12.00% 74.13
TOTAL + IVA 691.90
Cuadro # 83. Costos para 1 m3 de concreto con el agregado grueso convencional.
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de 2012.
133
4.13.14 Diseño de mezcla 11B
DISEÑO DE
MEZCLA MATERIALES
Unidad de venta
Precio por Unidad (BsF.)
Pesos para 1M3 de la
mezcla propuesta(kg)
10% extra de peso por desperdicio.
Precio para 1 M3 de la mezcla
propuesta(BsF.)
11B
Arena Lavada M3 280.00 890.22 979.24 182.79
Cemento Portland tipo 1A Saco (42.5kg) 20.00 604.80 665.28 313.07
Agua -- -- 257.00 282.70 --
Material residual de Bloques de Arcilla -- -- 275.54 303.09 --
TOTAL 495.86
IVA 12.00% 59.50
TOTAL + IVA 555.37
Cuadro # 84. Costos para 1 m3 de concreto con el agregado grueso propuesto.
DISEÑO DE
MEZCLA MATERIALES
Unidad de venta
Precio por Unidad (BsF.)
Pesos para 1M3 de la
mezcla propuesta(kg)
10% extra de peso por desperdicio.
Precio para 1 M3 de la mezcla
propuesta(BsF.)
11B
Arena Lavada M3 280.00 890.22 979.24 182.79
Cemento Portland tipo 1A Saco (42.5kg) 20.00 604.80 665.28 313.07
Agua -- -- 257.00 282.70 --
Piedra Picada M3 267.00 593.48 652.83 121.89
TOTAL 617.76
IVA 12.00% 74.13
TOTAL + IVA 691.89
Cuadro # 85. Costos para 1 m3 de concreto con el agregado grueso convencional.
Todos los costos fueron proporcionados por la Pagina Web en línea venezolana
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de 2012.
134
4.14 Porcentajes de diferencia de Precios entre los diseños de mezcla.
A razón de poder comparar de forma más directa la diferencia de precio
entre las mezclas utilizando diferentes agregados, se evalúa el porcentaje de
diferencia de precio en cada una de las mezclas.
Se observa que la variación porcentual de precio de las mezclas se
encuentra entre el 19% y 40% por debajo del precio del concreto convencional,
dependiendo del diseño que se emplee.
DISEÑO DE MEZCLA PRECIO DE 1M3 CON
AGREGADO PROPUESTO (BsF.)
PRECIO DE 1M3 CON AGREGADO
CONVENCIONAL (BsF.)
PORCENTAJE DE DIFERENCIA ENTRE EL COSTO DEL M3 CON EL
AGREGADO PROPUESTO Y EL CONVENCIONAL (%)
1A 333.31 615.67 45.86
2A 459.51 634.66 27.60
3A 461.45 638.54 27.73
1B 439.18 636.85 31.04
2B 399.65 636.86 37.25
3B 478.7 636.84 24.83
4B 467.81 654.37 28.51
5B 505.11 654.36 22.81
6B 489.73 671.72 27.09
7B 455.82 672.08 32.18
8B 527.89 672.06 21.45
9B 521.25 691.9 24.66
10B 487.13 691.9 29.60
11B 555.37 691.89 19.73
Cuadro # 87. Cuadro de diferencia de precios reflejada en porcentajes.
CONCLUSIONES
136
Conclusiones
En el presente segmento, de acuerdo a los objetivos específicos planteados
en la investigación, se presentan las conclusiones a las que se llegaron de cada uno
de estos luego de cumplir con totalidad la investigación.
Se obtuvieron resultados que cumplieron con lo propuesto en el momento de
diseño de la misma, ya que se trabajaron normalmente utilizados.
Se realizaron 4 mezclas experimentales en las que se tomaba como
resistencia de diseño la propuesta por el objetivo, con un bajo control de calidad por
la naturaleza sin procedentes del agregado grueso experimental a utilizar, con
resultados positivos en cada una de las mezclas, cumpliendo con la resistencia de
diseño así como con la curva de comportamiento según la edad del concreto.
Se determino que si existen variaciones en cada una de las mezclas con
respecto al concreto convencional, estas variaciones abarcan un rango de entre,
trece por ciento (13%) y veintitrés por ciento (23%) de reducción de peso sobre las
mezclas del concreto convencional.
Se obtuvieron resultados que indican que se cumplió con las características
especificadas en cada uno de los diseño de mezcla a excepción de la mezcla 4B la
cual presento no cumplió con la resistencia de diseño en 2 de las 4 probetas
cilíndricas realizadas, sin embargo se le atribuye esta falla al error y falta de
experiencia a la hora de elaborar las mezclas al estudiante de Pre-Grado, Guillermo
Rodríguez del Villar, puesto a que ninguna otra mezcla presento una falla de este
tipo y excedieron todas las expectativas de diseño propuestos.
Obteniendo estos resultados positivos en cada uno de los objetivos se
concluyo que la investigación se cumplió según las resistencias a compresión
propuestas con satisfacción, habiendo abarcado todos los parámetros establecidos.
RECOMENDACIONES
138
Recomendaciones
Por lo estudiado y observado en cuanto al comportamiento del concreto tanto en
su estado fresco así como en su estado endurecido, elaborado con un diseño de
mezcla en el cual el agregado grueso fue sustituido por restos de bloques de arcilla
encontrados en los desperdicios de las obras, se tiene que a pesar de cumplir con
todos los objetivos propuestos en la investigación en cuanto a los parámetros de
resistencia a compresión f’c, las mezclas en ninguno de los casos cumplió con el
asentamiento de diseño luego de realizárseles a estas los ensayos
correspondientes según lo estipulado por la Norma venezolana COVENIN 339-79.
Medición del asentamiento con el cono de Abrams.
De esta manera dejando como punto de recomendación, llevar a cabo una
investigación en la que se estudie a profundidad el asentamiento como parte de la
relación triangular entre la relación agua/cemento, la dosificación de cemento y la
trabajabilidad de la mezcla, tomando como base los diseños ya propuestos en esta
investigación
Sin embargo a pesar de no cumplirse con los valores de asentamiento de diseño
en ninguna de las mezclas, se tiene según el Manual de Concreto Estructural de
Porrero (2004) que el uso de este tipo de concreto debido a los valores obtenidos,
se limita a los siguientes casos.
Losas
Vigas
Columnas
Muros de Corte
Paredes estructurales delgadas
Transportado por Bombeo
Autonivelante
BIBLIOGRAFIA
140
Bibliografía
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