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2013

Tecnologa del hormign

Alumna: Joyce Oviedo Rivera

Paralelo 2

ESPOL GUAYAQUIL - ECUADOR

INTRODUCCIN El informe se basa en comprobar la resistencia a la compresin simple del hormign as como determinar su asentamiento por medio del cono de Abrams y el contenido de aire que puede tener el hormign por medio de la olla de Washington. La resistencia a la compresin de las mezclas de concreto se puede disear de tal manera que tengan una amplia variedad de propiedades mecnicas y de durabilidad, que cumplan con los requerimientos de diseo de la estructura. La resistencia a la compresin del concreto es la medida ms comn de desempeo que emplean los ingenieros para disear edificios y otras estructuras. La consistencia se valora mediante el ensayo de asentamiento que veremos a en esta prctica, utilizando para ello el CONO DE ABRAMS En la mayoria de los casos la aceptacin de un suministro de hormign depende de una variacin de 2 a 3 centmetros en el asentamiento obtenido con el Cono de Abrams. La olla de Washington determina la cantidad de aire que puede contener el hormign recin mezclado excluyendo cualquier cantidad de aire que puedan contener las partculas de los agregados. Por esta razn este ensayo es aplicable para concretos con agregados relativamente densos y que requieran la determinacin del factor de correccin del agregado

OBJETIVOS Determinar la mxima resistencia a la compresin de un cilindro de muestra de un concreto frente a una carga aplicada axialmente. Determinar la consistencia del concreto por medio de la prueba de asentamiento del cono de Abrams. Determinar el contenido de aire que contiene un cilindro de muestra de un concreto por medio de la olla de Washingtong

MARCO TEORICO

CONCRETO El concreto como material estructural se disea para que tenga una determinada resistencia. La resistencia a la compresin simple es la caracterstica mecnica ms importante de un concreto y se utiliza normalmente para juzgar su calidad. Contenido del cemento: Las caractersticas del cemento empleado en la mezcla de concreto tienen una gran influencia en la resistencia del concreto, pues es el elemento ms activo de la mezcla. Aunque todos les cementos tienen una buena calidad el incremento de resistencia con la edad no es el mismo, algunas cementos aumentan su resistencia ms rpidamente a edades tempranas. La cantidad de cemento en la mezcla, es decir su proporcin, es decisiva en la resistencia, a medida que se aumenta la cantidad de cemento aumenta la resistencia, sin embargo mezclas en un alto contenido de cemento (por encima de 470 kg por m3 de concreto) tienen un retroceso en su resistencia especialmente cuando tienen mximos muy altos. Adems se presenta una contraccin en la pasta de cemento al pasar del estado plstico al estado endurecido. Relacin Agua / Cemento: La relacin agua / cemento constituye un parmetro importante de la composicin del hormign. Tiene influencia sobre la resistencia, la durabilidad y la retraccin del hormign. De ella dependen la resistencia y la durabilidad, as como los coeficientes de retraccin y de fluencia. Tambin determina la estructura interna de la pasta de cemento endurecida. La relacin agua / cemento crece cuando aumenta la cantidad de agua y decrece cuando aumenta el contenido de cemento. En todos los casos, cuanto ms baja es la relacin agua / cemento tanto ms favorables son las propiedades de la pasta de cemento endurecida. Influencia de los agregados: La calidad de los agregados es un factor determinante de la resistencia del concreto, las propiedades de los agregados que ms influyen en la mezcla son: - Tamao mximo del agregado grueso - Granulometra, materiales bien gradados, producen una mayor densidad. - La forma y la textura de los agregados que especialmente inciden en la resistencia a la flexin

- La resistencia y la rigidez de las partculas del agregado. Aditivos: Los aditivos de aire tienen distintos usos en las mezclas del hormign. Los inclusores de aire son tiles para proporcionarle al hormign mayor resistencia al efecto constante de congelacin y deshielo, as como una menor segregacin y en estado endurecido una mayor impermeabilidad. En las cmaras frigorficas es ms comn el uso de este tipo de aditivos ya que es en este tipo de estructuras donde se puede tener un proceso constante de congelacin y deshielo. Tambin evita el descascaramiento del hormign debido a este proceso. Tambin existen prefabricados de concreto que ya presentan las propiedades producidas por la incorporacin de aire. Los inclusores de aire son aditivos que se incorporan en el hormign dependiendo del tipo de obra civil que se desea realizar. Existen obras donde estos aditivos son ms necesarios que cualquier otro aditivo debido a las condiciones del ambiente. Recientemente son utilizados con mayor frecuencia en dosis por el ambiente y principalmente por la durabilidad de la obra y resistencia que ofrece el aditivo. RESISTENCIA A LA COMPRESION Para medir la resistencia a la compresin se elaboran cilindros de testigos de las mezclas que se estn usando en la estructura; los cilindros son generalmente de 30 cm de altura por 15 cm de dimetro. Para cargar los cilindros se procede depositando la mezcla en tres capas y en cada capa se dan 25 golpes con una varilla estndar. CONO DE ABRAMS El cono de Abrams es el ensayo que se realiza al hormign en su estado fresco, para medir su consistencia ("fluidez" del hormign). El ensayo consiste en rellenar un molde metlico troncocnico de dimensiones normalizadas, en tres capas apisonadas con 25 golpes de varilla pisn y, luego de retirar el molde, medir el asentamiento que experimenta la masa de hormign colocada en su interior. Esta medicin se complementa con la observacin de la forma de derrumbamiento del cono de hormign mediante golpes laterales con la varilla pisn. CONTENIDO DEL AIRE OLLA DE WASHINGTON Este mtodo cubre la determinacin del contenido de aire de hormign fresco que contenga cualquier tipo de agregados, ya sean densos, celulares, o de peso

ligero. Mide el contenido de aire en la fraccin del mortero de hormign, pero no se ve afectado por el aire que pudiera estar presente dentro de las partculas del agregado poroso. El contenido de aire del concreto endurecido puede ser ms alto o bajo del obtenido con este mtodo. Esto depende tanto del mtodo como del esfuerzo de consolidacin aplicado en el concreto del cual el espcimen fue tomado; uniformidad y estabilidad de las burbujas de aire tanto en el concreto fresco y endurecido; precisin de la examinacin microscpica; tiempo de comparacin; exposicin al medio ambiente; transporte.

RESISTENCIA A LA COMPRESIN Este ensayo se elaborara segn la norma INEN 855 2 MATERIALES Arena Agua Agregado grueso Aditivos: N100 y MR Cemento PROCEDIMIENTO Primero se encera la balanza en donde se procede a pesar, en una bandeja 19,052 lb de arena, luego en otra bandeja pesamos 24,7 lb de agregado grueso, luego en otra bandeja pesamos 11 lb de cemento puzolanico. Se procede a pesar tambin los aditivos en este caso el N100 y el MR para saber la proporcin en la que va a ser agregado al mortero

Luego se procede a mezclar, para lo cual primero se lava el mezclador para que este no altere la mezcla, agregamos el agregado grueso y la arena y se procede a encender el mezclador, esto se mezcla alrededor de dos minutos. Se procede a apagar el mezclador e inmediatamente con mucho cuidado agregamos el cemento, evitando que se pierda demasiado material y se agrega 1/3 de agua, se enciende el mezclador y se dan unos ligeros golpes para que se desprenda el cemento adherido en las paredes, poco a poco se va agregando 1/3 de agua sin apagar el mezclador.

Mezcla de los materiales

Alrededor de 15 minutos se mezcla, luego se apaga el mezclador y observar si tiene la consistencia necesaria para absorber un aditivo, si es as se procede a agregar el aditivo MR, que es un incluso de aire y su funcin es retardar el fraguado, se enciende el mezclador y se mezcla por dos minutos.

Momento en donde se agrega el aditivo MR

Agregar el aditivo N100 este permite retardar el agua y tambin reduce la relacin agua/cemento, se lo agrega cuando se est mezclando, y se dan unos ligeros golpes para desprender el material adherido de las paredes del mezclador. Mezclar por alrededor de cinco minutos.

CONO DE ABRAMS Este mtodo de ensayo consiste en la aplicacin de una carga axial de compresin a cilindros moldeados a una velocidad que est dentro de un intervalo prescrito hasta que ocurra la falla. La resistencia a la compresin del espcimen se calcula dividiendo la mxima carga alcanzada durante el ensayo entre el rea de la seccin transversal del espcimen. En el ensayo de asentamiento o tambin conocido como el ensayo de Abrams nos basaremos en las norma ASTM C 1170

Materiales Cono Plancha metlica plana Varilla de acero con punta redondeada

Procedimiento Se coloca el cono de Abrams sobre una superficie lisa, quedando en la parte inferior su radio mayor, es decir en la parte superior su radio menor.

Se sostiene el cono y de a poco se vaca dentro de la muestra de hormign Se compactan la muestra en 3 capas de 25 golpes cada una con una varilla lisa de punta redondeada de 16mm de rea transversal circular y 600mm de longitud

Se debe llenar el cono a ras, puede usarse la misma varilla para compactarlo lateralmente y as enrasarlo de mejor manera.

Se levanta uniformente el cono de manera que la muestra caiga por su propio peso en las periferias de su volumen

Se voltea el cono y se mide su revenimiento con un flexmetro.

Una vez realizado este ensayo, se devuelve al mezclador la muestra, para homogenizar la mezcla. El tiempo que dura este ensayo es de dos minutos

OLLA DE WASHINGTON Este ensayo permite determinar el peso volumtrico del hormign asi como la cantidad real del peso de este y es un mecanismo de control de calidad para el hormign y determina el contenido de aire que tiene el hormign. Se basar este ensayo bajo la norma ASTM C 231-78 Procedimiento

Colocar 3 capas de hormign en la olla y por cada capa se darn 25 varilladas uniformemente. Se compacta la muestra con pequeos golpes con el martillo de caucho a los lados de la olla

Se enrasa hasta que quede una superficie lisa y sin porosidades

Se coloca el presurimetro encima de la olla, sellndola por completo, evitando que ingrese aire.

Se mete presin (aire) a la muestra hasta la lnea amarilla del presurimetro Se abre la vlvula y se lee la lectura final a la que llego, ese valor es el porcentaje de aire que contiene la muestra ensayada. Mediante el presurimetro medimos la presin, es decir poder determinar el contenido de aire en el hormign, este se encuentra en la Olla de Washington. Se cierra la vlvula dejando la cmara de aire en la lnea de calibracin. Luego se lleva la olla al mezclador, para homogenizar la mezcla.

DISEO DEL HORMIGN

Diseo de hormign 210 kg/m3

Materiales

%
0.5 0.7

kg
0,0251 0,0351

Aditivo 1: MR Aditivo 2: N100

ENSAYO DE LOS CILINDROS Primero se aceitan los moldes de los cilindros para que al agregar el hormign no se peguen a las paredes de los cilindros, solo se aplica una capa ligera.

Se vuelve a homogenizar la mezcla para que todos los materiales se vuelvan a adherir entre s.

El cilindro se llena en tres capas de igual altura y cada capa se apisona con una varilla lisa de 16mm de dimetro, con uno de sus extremos redondeados; la

varilla se hunde 25 veces por capa en diferentes sitios de la superficie del concreto. Primero se llena la primera capa para todos los cilindros.

Al final de la compactacin, se completa el llenado del molde con ms mezcla y se alisa la superficie con la ayuda del palustre.

Cuando las capas se han llenado, se dan unos golpes con un martillo de caucho o con la misma varilla con el objeto de eliminar las burbujas de aire que se hayan podido adherir al molde o hayan quedado embebidas en el molde.

Luego se pesan los moldes y se lleva a un lugar en donde no exista mucha humedad para que se asente la mezcla, cuando ya se asent la mezcla se los desmolda y se los lleva a una piscina de curado de hormign.

ENSAYO DE RESISTENCIA A LA COMPRESIN DEL HORMIGN A LOS 3 Y 7 DIAS.

Sacar 2 cilindros de la piscina.

Limar las imperfecciones. Tomar las medidas de altura y dimetro.

Se procede a pesar los especmenes Con las medidas de cada cilindro se procede a poner neopreno en cada cilindro en este caso al no tener el neopreno se agreg una capa de arena y se coloca en el extremo superior del cilindro y en el inferior.

Se coloca los cilindros en la mquina de compresin uno por uno sometindolos a esfuerzos de compresin.

Se anota los valores de resistencia y la fuerza aplicada.

ANALISIS DE RESULTADOS

CONO DE ABRAMS Valor terico: 20 2 cm Valor real: 21 cm

Este valor dio debido que al momento de realizar este ensayo no tomaron la debida precaucin de homogenizar la mezcla, y de llenar el cono de manera uniforme y dar las varilladas uniformemente aun asi el ensayo si cumpli con las especificaciones que dio la norma

OLLA DE WASHINGTON Contenido de aire: 1,3 % El valor de aire incorporado se encontr dentro del rango usual 1- 1.5%, este contenido de aire se pudo haber incorporado sin intencin alguna durante el proceso de mezclado. Sin embargo se puede incorporar mayor cantidad de aire por cuestiones de impermeabilizar la pasta.

Peso del recipiente: 5,3 lb Peso total: 41,9 lb Peso del hormign: 36,6 lb Volumen del recipiente: 7 litros Peso volumtrico 36,6/ 2 = 16,64 16,64/7 * 1000= 2377 kg/m3 Peso volumtrico: 2377 kg/m3 Peso volumtrico terico: 2332.8 kg/m3

Este valor sobrepas del terico debido a que antes de realizar el ensayo no se pudo haber homogenizado la mezcla, o al momento de agregar la tapa a la olla no se encontraba una superficie lisa y los bordes no estaban del todo limpios, adems la relacin a/c no se pudo resolver con los aditivos adheridos.

ENSAYO DE LOS CILINDROS Con la tabla obtena se proceder a calcular cunto se perdi de agua
Diseo de una Mezcla para 12lt de Hormign
MATERIALES 1 m SSS(kg) % Absorcin % Humedad Peso Seco (kg) SSS-Seso(kg) Condicin Real(kg) SSS-Seco(kg) 12lt

Cemento Piedra #67 Arena Agua

418 940 724 250 2332 1,70 2,30 1,30 2,0

418 924, 28 707,72 282 2332 15,72 16,28

418 936,3 721,85 255,85 2332 3,7 2,15

5,016 11,24 8,66 3,08

Aditivo MR #100

gramos(g) 0.50% 25,1 0.30% 35,14

Psss: Pseco Preal: Pseco*(1 + Hum/100)

Peso Volumtrico

Rotura de los cilindros a los 3 das

La rotura de los cilindros a los 3 das da 8,97MPa, esto se debe a que a la hora de compactar no se homogenizo la mezcla y no se varillo correcta y uniformemente. El primer cilindro fall debido a su consistencia, en la parte inferior haba ms agregado grueso que fino, debido a que se segrego el material grueso de la parte superior del cilindro esto se debe a que al momento de agregar la mezcla al molde del cilindro, esta no se homogenizo El segundo cilindro fallo en la base, adems este se rompi ms rpido que el primero y se observ que estaba agregado grueso segregado. Compresin de los cilindros a los 7 dias Cilindro 3: 29000 lb Cilindro 4: 22500 lb

A los 7 das el cilindro 3 obtuvo una resistencia de 16,46MPa y el cilindro 4 una resistencia 12,76MPa, estos resultados variaron con los cilindros a los 3 dias se debe a que la no se homogenizo bien la mezcla y tambin al excederse de los golpes requeridos para desprender lo adherido en las paredes de los moldes de cilindros ocurri que el material se haba segregado, es decir el agregado grueso se segreg dejando en su superficie superior ms arena que agregado, por lo que al someterse a compresin este no alcanz la consistencia requerida.

CONCLUSIONES
El diseo planteado como terico result muy satisfactorio en cuanto a su trabajabilidad, mas sin embargo no cumpli las expectativas de resistencia debido a la inexperiencia del equipo que realizo el proceso de mezclado observado al momento de ensayar los cilindros como picos de agregados que sobresalan en los cilindros. El mejor mtodo para disear hormigones no es uno solo, se debe recurrir a los conocimientos de tecnologa del hormign para elaborar en base a la experiencia y a las necesidades el diseo ms propicio. Todo diseo terico debe ser analizado y corregido en base a la realidad obtenida de los ensayos de laboratorio, mas sin embargo la calidad del hormign en obra depende de la mano calificada que lleve el manejo del hormign desde su mezcla hasta su desencofrado, puesto que el diseo en laboratorio representa un diseo con resistencias potenciales. La rotura del hormign no cumpli con las especificaciones requeridas debido a que en el proceso de encofrar la muestra esta no fue homogenizada, por lo tanto hubo una segregacin de agregado grueso y esta la separ de la pasta y una prdida de la relacin a/c.

RECOMENDACIONES Los ensayos de laboratorio deben hacerse con muestras representativas, recomendando el mtodo por cuarteo, para as homogenizar el material. De esta manera se puede dar mayor crdito al conjunto de ensayos realizados. El proceso de mezclado del hormign debe llevarse a cabo por manos calificadas con experiencia. Que permitan una correcta disposicin de sus componentes y evitar la presencia de picos en los extremos de los cilindros, puesto que estos picos son zonas de concentracin de esfuerzos que nos llevan a tener resultados de laboratorio en base a resistencia menor a lo esperado. Utilizar el EPP (Equipo de proteccin personal) necesario y requerido por el laboratorio que utilice, por cuanto todo ensayo lleva sus riesgos que deben ser adoptados por el personal, teniendo en cuenta que ninguna de las normas antes mencionadas tiene como alcance determinar las condiciones ms propicias y seguras, mas son una gua para desarrollar los mtodos correctamente.

BIBLIOGRAFIA http://es.scribd.com/doc/119416203/Infrome-Olla-de-Washington http://es.scribd.com/doc/59983844/Cono-de-Abrams http://www3.ucn.cl/FacultadesInstitutos/laboratorio/aireT7.htm http://www.inti.gob.ar/interlaboratorios/informes/2010/otros/informe_final_rotur a_por_compresion_de_probetas%20_de_hormigon.pdf

http://publiespe.espe.edu.ec/librosvirtuales/hormigon/temas-de-hormigonarmado/hormigon01.pdf http://es.scribd.com/doc/52813861/8/Resistencia-a-compresion-simple