UNIVERSIDAD CATÓLICA SANTO TORIBIO DE MOGROVEJO Facultad de Ingeniería Escuela De Ingeniería Civil TECNOLOGÍA DEL CONCRETO Ensayo para determinar la Resistencia a la Compresión de Morteros de Cemento Portland usando especímenes cúbicos de 50 mm de lado (N.T.P 334.051)
Integrantes: 1. Banda Villalobos Lili 2. Marrufo Figueroa, Ericka 3. Rodríguez Terán, Ricardo 4. Rojas Cruz, Elizabeth 5. Santamaría Suclupe Orlando 6. Vilcamango Delgado, Solange
Ing. Cachay Lazo Cesar Eduardo Chiclayo 28/05/2017
Índice 1.
Introducción ....................................................................................................................... ...................................................................................................................... 3
2.
Objetivos...................................................................... ............................................................................................................................. ....................................................... 3 2.1.
Objetivo General ....................................................................................................... ...................................................................................................... 3
2.2.
Objetivos Específicos ............................................................ ............................................................................................. ................................. 3
3.
Fundamentos Teórico ..................................................................................................... 3 3.1.
4.
Marco Conceptual .................................................................................................... 3
Materiales e Instrumentos para la elaboración del ensayo .................................. 5 4.1
Materiales ........................................................... ................................................................................................................... ........................................................ 5
4.1.1
Cemento Nacional HS Azul ............................................................................ ........................................................................... 5
4.1.2
..................................................................................................... ............................................ 6 Agua Potable .........................................................
4.2
Herramientas ............................................................................................................. 7
4.2.1
Varilla 20cm........................................................... ........................................................................................................ ............................................. 7
4.2.1
Martillo de caucho ............................................................................................ ........................................................................................... 7
4.2.1
Badilejo ............................................................................................................... 7
4.2.1
Recipiente ........................................................................................................... .......................................................................................................... 8
4.2.1
Probeta ................................................................................................................ ............................................................................................................... 8
4.3
Molde ........................................................................................................................... 8
4.3.1 4.4
Molde Triple Cubo ................................................................................. ............................................................................................ ........... 8
Equipos ....................................................................................................................... ...................................................................................................................... 9
4.4.1
Equipo para compresión ................................................................................ 9
5.
Determinación de la relación agua/cemento para el ensayo ................................ ................................ 9
6.
Procesos para desarrollo del ensayo ......................................................................... 9 6.1.
Proceso de la elaboración de cubitos de Concreto ........................................ 9
6.2.
Proceso para el llenado de Moldes cúbicos ................................................... 12
6.3.
Procedimiento de ensayo. ................................................................................... 14
6.4
Proceso de rotura de testigos cúbicos ............................................................ 14
7.
Datos Obtenidos en el Ensayo ............................................................... ................................................................................... .................... 19
8.
Características Características de resistencia de la ficha técnica del cemento Nacional HS. 20
9. Cuadro comparativo de Resistencia a Compresión con morteros de Cemento Portland para testigos cúbicos de 50mm. ....................................................................... 20 10.
Conclusiones ............................................................................................................... .............................................................................................................. 21
11.
...................................................................................................... ........................................... 22 Recomendaciones...........................................................
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1. Introducción El presente informe contiene el ensayo realizado en laboratorio según la N.T.P. 334.051 (Cementos: Método de ensayo para determinar la Resistencia a la Compresión de Morteros de Cemento Portland usando especímenes cúbicos de 50 mm de lado). Se ha seguido paso a paso el desarrollo del ensayo conforme establece esta norma. Se hicieron seis muestras las cuales serán ensayadas a los días uno, dos, tres, siete, catorce, veintiuno, y veintiocho esperando alcanzar las resistencias adecuadas. Es así que nos enfocaremos en la determinación de la resistencia que lograrán los especímenes cúbicos del CEMENTO NACIONAL HS y a su vez establecer la adecuada relación agua cemento, el proceso de elaboración, curado y ensayo de los cubos de 5 cm de lado. 2. Objetivos 2.1.
Objetivo General
Determinar la resistencia a compresión de mortero de cemento Portland usando testigos cúbicos de 50 mm de lado. 2.2.
Objetivos Específicos
-
Encontrar la adecuada relación de agua/cemento.
-
Curar y ensayar los moldes en los tiempos adecuados.
3. Fundamentos Teórico 3.1. Marco Conceptual 3.1.1. Testigos Cúbicos (Moldes) Los
moldes
para
los
especímenes
cubicas
de
50mm
deberán
ser
apropiadamente herméticos. Los moldes no deberán tener más de tres compartimientos cúbicos, no constando de más de dos elementos separables. Estos elementos deberán estar dotados de dispositivos que aseguren una perfecta y rígida unión. Los moldes deberán ser fabricados de un metal duro no
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atacable por las mezclas de cemento. Los moldes nuevos tendrán una dureza Rockwell no menor de 55 HRB. Las paredes de los moldes deberán ser lo suficientemente rígidas para prevenir ensanchamiento o deformaciones. Las caras interiores de los moldes deberán ser planas, con una variación máxima permisible conforme a las tolerancias indicadas en la siguiente tabla.
3.1.2. Pasta Constituyente del concreto que está formado por cemento y agua. 3.1.3. Resistencia a Compresión La resistencia a la compresión del concreto es la medida más común de desempeño que emplean los ingenieros para diseñar edificios y otras estructuras. La resistencia a la compresión se mide fracturando probetas cilíndricas (en este caso especímenes cúbicos) de concreto en una máquina de ensayos de compresión. Se calcula a partir de la carga de ruptura dividida por el área de sección que resiste a la carga y se reporta en unidades de libra-fuerza por pulgada cuadrada (psi) en (EE.UU) o en mega pascales (MPa) en unidades Sistema Internacional (SI).
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4. Materiales e Instrumentos para la elaboración del ensayo 4.1
Materiales
4.1.1 Cemento Nacional HS Azul Cemento anti salitre diseñado para todo tipo de estructuras y construcciones que requieran alta resistencia a los sulfatos. Especialmente elaborado para construcciones donde hay mucha humedad. Ventajas en su Tipo HS
Alta resistencia al ataque de los
sulfatos Resistencia a los cloruros
Alta resistencia a la compresión
Menos calor de Hidratación
Mayor trabajabilidad y plasticidad
Aumento de impermeabilidad
Disminuye la reacción álcali-agregados.
Usos
Obras en exposición muy severa a los sulfatos y cloruros
Obras en terrenos con alta exposición a la humedad – salitrosos
Obras en zonas costeras, playas, plantas industriales, obras portuarias, hidráulicas y canales.
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4.1.2 Agua Potable La verificación de la calidad del agua de uso previsto para elaborar el concreto, debe ser una práctica obligatoria antes de iniciar la construcción de obras importantes. Sin embargo, puede permitirse que esta verificación se omita en las siguientes condiciones:
1) El agua procede de la red local de suministro para uso doméstico y no se le aprecia olor, color ni sabor; no obstante que no posea antecedentes de uso en la fabricación de concreto.
Por el contrario, la verificación de calidad del agua, previa a su empleo en la fabricación de concreto, debe ser un requisito ineludible en los siguientes casos:
3) El agua procede de la red local de suministro para uso doméstico y, aunque posee antecedentes de U80 en la fabricación de concreto, se le aprecia cierto olor, color o sabor.
Cuando la obra se localiza en las inmediaciones de un centro de población, es muy probable que exista abastecimiento de agua en la localidad, del cual pueda disponerse para fabricar el concreto. Al referirse a esta red de suministro público, es pertinente distinguir entre el agua para uso doméstico y para uso industrial. La primera por lo general reúne condiciones físico-químicas de potabilidad, salvo eventuales fallas en el aspecto bacteriológico que pueden hacerla impropia para el consumo humano, pero no afectan al concreto.
Posteriormente, en el curso del suministro, debe implantarse un plan de verificación rutinaria, mediante muestreo y ensaye periódico, de acuerdo con los programas de construcción. El muestreo del agua para esta finalidad, debe conducirse según el método de la NOM C-277, y el análisis correspondiente debe realizarse conforme a la NOM C-283.
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4.2
Herramientas
4.2.1 Varilla 20cm
Debe ser de acero, cilíndrica, lisa, 16 mm de diámetro y con una longitud aproximada de 20 cm; el extremo compactador debe ser hemisférico de 16 mm de diámetro. Se utiliza para compactar el concreto en preparación para la prueba de especímenes cilíndricos cúbicos. Hecho de acero galvanizado.
4.2.1 Martillo de caucho Es una herramienta de mano que sirve para golpear o percutir; tiene la forma de un martillo, mientras que el martillo cumple su principal papel dentro de la carpintería, el mazo lo desempeña en la industria de la construcción o en la albañilería paro no dejar deformaciones no deseadas, es por eso que se fabrican de un material suave como el hule. 4.2.1 Badilejo También conocida como cuchara de albañil o fratacho, es una herramienta usada en albañilería formada por una lámina metálica de forma triangular, sujetada por un mango de madera que se emplea para aplicar y manejar el mortero y la argamasa. Si es pequeña, se suele denominar paletín. La hoja suele ser de acero laminado en frío y con diversos tratamientos para proporcionarle durabilidad y resistencia. La forma de la lámina metálica es básicamente triangular, pero puede tener algún contorno redondeado en vez de en punta y en algunos casos con el vértice de triángulo cortado, por lo que su forma es un trapecio isósceles. La elección del tipo de paleta depende del trabajo y del material que se debe trabajar, por ejemplo se denomina yesera a la paleta que termina en punta lo que
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le permite hacer acabados en esquinas mientras que el paletín se suele emplear en acabados finales. Además de ser una herramienta para conformar y transportar material cumple una misión de protección al trabajador ya que evita el contacto directo de sus manos con los materiales de construcción como el yeso y el cemento que dañan la piel tras contactos prolongados. Esta herramienta está considerada como una de las más básicas para el albañil. 4.2.1 Recipiente Es un objeto para contener o guardar algo, es todo receptáculo destinado a albergar en su interior hueco productos sólidos, líquidos o gases, y usado en numerosos ámbitos de la vida cotidiana, el comercio y la industria y de tamaño distintos. Los materiales de qué está hecho pueden ser muy variados. 4.2.1 Probeta Es un objeto para contener o guardar algo, es todo receptáculo destinado a albergar en su interior hueco productos sólidos, líquidos o gases, y usado en numerosos ámbitos de la vida cotidiana, el comercio y la industria y de tamaño distintos. Los materiales de qué está hecho pueden ser muy variados. Son moldes metálicos cilíndricos de 15 cm de diámetro y 30 cm de altura rígidos, indeformables deben ser rígidos y no absorbentes. Los moldes deben ser estancos, siendo conveniente untarlos con aceite minera; o cualquier otra sustancia apropiada que no ataque al cemento, con objeto de evitar la adherencia del hormigón. 4.3 Molde 4.3.1 Molde Triple Cubo
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Descripción
Es un molde cubico de 2 pulgadas de distribución diagonal de bronce forjado.
Tiene una pestaña de refuerzo para impedir derrame.
Placa base desmontable. Norma: NTP 334.051 Aplicación: Método de ensayo para determinar la resistencia a la compresión de morteros de cemento Portland usando testigos cúbicos de 50mm de lado.
4.4 Equipos 4.4.1 Equipo para compresión Tipo: Compresora EM-023 Descripción: Prensa eléctrica con pantalla digital Determina ensayo de compresión y fuerza axial.
5. Determinación de la relación agua/cemento para el ensayo
1200 () = 0.485 = 582
6. Procesos para desarrollo del ensayo 6.1. -
Proceso de la elaboración de cubitos de Concreto
Se limpiaron los moldes triple cubo con una lija para quitar cualquier residuo de ensayos previos y se dispuso de todas las herram ientas en mesa para su posterior uso.
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-
A las caras interiores de los moldes y a la placa base se les aplicó una capa delgada de petróleo con el paño textil y se limpió solo lo necesario para lograr dejar una película de petróleo que permita la impresión de la yema del dedo cuando se le aplicó una ligera presión con el mismo.
-
En una balanza electrónica se pesó 1200 g. de cemento, cantidad con la que se calculó la cantidad del agua en ml. haciendo uso de la relación a/c especificada en la N.T.P. 334.051, para nuestro caso fueron 582 ml.
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-
En el recipiente se colocó el cemento formando un orificio justo a la mitad y para vaciar el de manera paulatina el agua.
-
Con ayuda del badilejo se procedió a mezclar de forma circular envolvente la pasta, teniendo precaución de no dejar residuos de cemento en las paredes del recipiente sin hidratar.
El
tiempo
de
mezcla fue en un intervalo de 1 a 2 minutos.
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6.2. -
Proceso para el llenado de Moldes cúbicos
Con ayuda del badilejo se llevó la pasta del recipiente a los 2 moldes triple cubo en un lapso de tiempo no mayor a 90 segundos para regirnos a lo que indica la norma técnica del ensayo.
-
Se dividió en tres capas de vaciado y de manera conjunta participaron dos miembros del grupo para llenar simultáneamente los moldes.
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-
En la 1ra capa se llenan 1/3 del volumen del molde con la mezcla pasta.
-
Después se apisona 25 veces con la varilla de 20cm.
-
Se golpea 15 veces la parte inferior del molde con el mazo de goma.
-
Luego se llena hasta 2/3 del volumen del molde, se apisona 25 veces y se golpea 15 veces más.
-
Finalmente se llena se completa la última capa y se apisona 10 veces. Se golpea con el mazo de goma en la parte inferior unas 15 veces y se enrasa con el badilejo el molde para que la superficie quede lisa.
-
Se deja que fragüe 24h y se desencofra el molde para obtener el cubo de concreto de 25mm.
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6.3. Procedimiento de ensayo. Para determinar la resistencia a la compresión se aplica carga sobre una superficie de sección cuadrada de 50 mm de lado entre las placas de apoyo.. Asimismo, el ensayo deberá realizarse dentro de los rangos de tiempo admisibles que se indican a continuación. -
Para una edad de 24h: ± ½ hora
-
Para una edad de 3d: ± 1 hora
-
Para una edad de 7d: ± 3 horas
-
Para una edad de 28d: ± 12 horas 6.4
Proceso de rotura de testigos cúbicos
-
Se hace el desencofrado de los testigos cúbicos.
-
Se aplica el ensayo de compresión a 1 cubo. Se lleva sin curar a la compresora para realizar el ensayo de resistencia.
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Primer testigo: Desencofrado a las 24h con una resistencia a la compresión de 2460 kg.
-
Luego se lleva a los 5 testigos restantes a curar.
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Proceso de curado: consiste en sumergir en agua a los testigos de concreto.
Segundo testigo: se ensaya al tercer día de curado. -
La resistencia a la compresión del segundo testigo fue de 3190 kg.
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Tercer testigo: fue ensayado a los 7 días de curado. -
La resistencia a la compresión el tercer testigo fue de 4010 kg.
Cuarto testigo: se ensayó a los 14 días de curado -
La resistencia a la compresión del cuarto testigo fue de 4200 kg.
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Quinto testigo: se ensayó a los 21 días de curado. -
La resistencia a la compresión del quinto testigo fue de 5330 kg.
Sexto testigo: fue ensayado a los 28 días de curado. -
La resistencia a la compresión del sexto testigo fue de 6980 kg.
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7. Datos Obtenidos en el Ensayo Nro. de Testigo Tiempo de Curado Cubico (días) 1ro 2do 3ro 4to 5to 6to
Fuerza Aplicada (Kg)
1 día 3dias 7dias 14dias 21dias 28dias
2460 3190 4010 4200 5330 6980
Resistencia a la compresión (kg/cm2) 94.6 122.7 154.2 161.5 205.0 268.5
RC VS TIEMPO 300.0
2 m c / 250.0 g k n ó i 200.0 s e r p m150.0 o c a 100.0 l a a i c 50.0 n e t s i s 0.0 e R
0
5
10
15
20
25
30
t (días)
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8. Características de resistencia de la ficha técnica del cemento Nacional HS.
9. Cuadro comparativo de Resistencia a Compresión con morteros de Cemento Portland para testigos cúbicos de 50mm.
Grafica Comparativa de Resistencias a Compresión(F´c) 500 410
450 400 320
350
268.5
265
300 250 200 150
170 94.6
122.7
Resistencia a la compresión (kg/cm2) (Grupo 1)
154.2
Resistencia a la compresión (kg/cm2) según ficha técnica
100 50 0
1
23
37
28 4
Resistencia a la compresión (kg/cm2) (Grupo 1)
94.6
122.7
154.2
268.5
Resistencia a la compresión (kg/cm2) según ficha técnica
170
265
320
410
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10. Conclusiones -
Los testigos de concreto se hicieron con una adecuada relación a/c según la norma NTP 334.051.
-
Los testigos cúbicos de concreto según el laboratorista lograron tener una adecuada Resistencia a Compresión(F´c)
-
Los testigos de cúbitos no lograron coincidir con la resistencia especificada según su ficha técnica, los valores que nosotros como grupo pudimos obtener son menores a lo especificado. Dias Resistencia Resistencia a la a la compresión compresión (kg/cm2) (kg/cm2) (Grupo 1) según ficha técnica 1 3 7 28
94.6 122.7 154.2 268.5
170 265 320 410
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11. Recomendaciones -
El laboratorio debe contar con más equipos para poder realizar ensayos en los tiempos adecuados.
-
Se debe precisar bien la relación agua/cemento para hacer un ensayo adecuado de los testigos cúbicos.
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