INDICE RESUMEN .................................................................................................................. 1 CAPITULO I: INTRODUCCION ............................................................................. 2 I.
OBJETIVOS OBJETIVOS ...................................................... ........................ ....................................................... ................................................ ....................... 2
I.1. General .......................................................................................................... 2 I.2. Específicos ..................................................................................................... 2 II.
REALIDAD REALIDAD PROBLEMÁTIC PROBLEMÁTICA A....................................................... .............................. ....................................... .............. 2
III.
JUSTIFICAC JUSTIFICACION ION .................................................... ...................... ......................................................... ....................................... ............ 3
.......................... ................................................ ..................... 5 CAPITULO 2: MARCO TEORICO..................................................... IV.
ANTECEDENTES ANTECEDENTES .................................................... ........................... ....................................................... ..................................... ....... 5
V.
BASES TEORICAS TEORICAS ......................................................... .............................. .................................................... .............................. ..... 6 ...................................................... ....... 6 V.1 CONCRETO AUTOCOMPACTANTE ...............................................
V.2 METODOS DE ENSAYO DE UN CONCRETO AUTOCOMPACTANTE ................................................ ..................... ......................................................... ......................................................... ................................................ ..................... 9
V.2.1 ENSAYO DEL ESCURRIMIENTO O DE FLUJO DE ..................... .............................................. ........................ ... 9 ASENTAMIENTO (ASTM C 1611) ........................................ ........................... .......... 10 V.2.2 ENSAYO DEL ANILLO EN J (ASTM C 1621)..................................... ...................... ......................................................... .............................................. ................... 11 V.3 ADITIVOS .................................................... ........................ ......................................................... ................................... ..... 13 13 V.3.1 CHEMA PLAST ................................................... ........................................ ... 14 CAPITULO 3: METODOLOGIA EXPERIMENTAL ........................................... VI.
MATERIALES, MATERIALES, EQUIPOS EQUIPOS E INSTRUMEN INSTRUMENTOS TOS......................................... ........................ ................. 14
VI.1 MATERIALES:......................................................................................... 14 ........................... .............................................. ................... 14 VI.2 EQUIPOS DE ENSAYOS......................................................
VI.3. INSTRUMENTOS: .................................................................................. 14 VII. PROCEDIMIE PROCEDIMIENTO NTO EXPERIMENTAL EXPERIMENTAL .................................................... ........................... ............................ ... 14
A)
ENSAYO DE ESCURRIMIENTO O EXTENSION DE FLUJO (ASTM
1611) 14
B)
................................... ..... 16 ENSAYO DEL ANILLO EN J (ASTM 1621) ........................................
.............................. ..................................... ............ 18 CAPITULO 4: DISEÑO DE MEZCLA ....................................................... ....................... .......................... 19 CAPITULO 5: RESULTADOS Y DISCUSIONES .................................................
A.
...................... ................................... ..... 19 ENSAYO DE ESCURRIMIENTO ....................................................
B.
ENSAYO DEL ANILLO EN J ............................................................... 20
21 CAPITULO 6: CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES .............................. 21
A.
CONCLUSIONES ...................................................................................... 21
B.
RECOMENDACI RECOMENDACIONES ONES ................................................... ........................ ...................................................... ............................. 21
CAPITULO 7 ............................................................................................................ 22 BIBLIOGRAFIA ...................................................................................................... 22 CAPITULO 8 ............................................................................................................ 23 ANEXOS ................................................................................................................... 23
RESUMEN El presente trabajo estudia los ensayos de escurrimiento o extensión de flujo (ASTM C 1611) y el anillo en J (ASTM C 1621), en donde se evalúa la fluidez de un concreto autocompactante en estado fresco, analizando la influencia de la adición de 0.60% y 0.65% de aditivo reductor de agua Chema Plast 3000. Respecto al ensayo de escurrimiento, el concreto diseñado con una adición de 0.60% no cumple con las indicaciones establecidas en la norma, mientras que el concreto diseñado con la adición 0.65% de aditivo si lo hace, presentando una mayor fluidez al concreto mencionado anteriormente. Para el ensayo de anillo en J solo se evaluó el concreto con 0.65% de aditivo, el cual presento un bloque notable extremo en el anillo en J.
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CAPITULO I: INTRODUCCION I.
OBJETIVOS
I.1. General
Analizar la influencia de un aditivo plastificante para el diseño de un concreto autocompactante.
I.2. Específicos
Evaluar la fluidez de un concreto autocompactante mediante el ensayo de T500 o escurrimiento, norma ASTM C 1611.
Estudiar el ensayo del anillo en J mediante la norma ASTM C 1621.
II.
REALIDAD PROBLEMÁTICA
En nuestro país la industria de la construcción es una actividad de suma importancia dentro del desarrollo económico, constituyendo un verdadero motor en el progreso de una sociedad, es por eso que en la actualidad el concreto ha experimentado un gran avance de nuevas tecnologías que ha originado cada vez más considerar a los aditivos como un componente normal dentro de la tecnología moderna del concreto. En la actualidad el concreto es el material más usado a nivel mundial en las construcciones, debido a su fácil moldeo en su estado fresco adaptándose a cualquier tipo de encofrado que se presenta y en su estado endurecido presenta resistencias que son capaces de soportar grandes cantidades de cargas a la que son expuestas. Sin embargo no cualquier concreto logra adoptar formas caprichosas de tal manera que los resultados sean buenos acabados y con la calidad que uno desea esperar, para este tipo de situaciones se creó el concreto autocompactante, el cual logra moldearse con mucha facilidad a cualquier tipo de encofrado y presentan acabados muy buenos debido a su capacidad de autocompactarse por su propio peso y logran ingresar a lugares inaccesibles que no se lograrían ni aunque utilicemos técnicas adecuadas de vibrado. En los últimos años la aplicación del concreto ha evolucionado en gran medida debido a la aparición de nuevos aditivos que brindan al mercado soluciones a distintos requerimientos y que ofrecen innovadoras alternativas para mejorar procesos constructivos. La característica de la mezcla de concreto autocompactante (CAC) es 2
su capacidad para llenar completamente y sin segregación la forma del encofrado y lograr consolidarse sin la necesidad de aplicar energía de vibración. En el Perú, el Concreto Autocompactante necesita desarrollarse. Los materiales para su elaboración están disponibles en el mercado, entonces lo único que falta son investigaciones que logren adaptar dicho producto a nuestro país. En Trujillo las estructuras de concreto de grandes dimensiones se elaboran de una forma convencional de tal manera que casi siempre caen en los errores estructurales de las edificaciones, como son la inadecuada colocación de concreto dentro de los encofrados, la mala vibración, más aún cuando las estructuras son densamente armadas, el concreto no llega a cumplir con su calidad ni resistencia requerida, aparte los constantes golpes al encofrado para tratar de acomodar el concreto interiormente, donde estos se suele averiar, al momento de desencofrar quedan defectos visibles y no visibles ante la vista humana (vacíos al interior de la estructura), los tiempos en obra se vuelven más extensos, la entrega no puede superar su límite y si se fuerza en apurar las obras, y dejar de hacer trabajos esenciales en ellas como son el curado de estructuras, entonces es por este sentido que éstas tienden a fallar en los momentos que deberían trabajar como es debido, como por ejemplo en un sismo de mediana magnitud se requerirían estructuras que soporten la intensidad del mismo cosa que no se puede lograr con satisfacción si la estructura contiene este tipo de defectos. Mediante la aplicación del concreto autocompactante estos errores se verían corregidos, siendo necesario la aplicación de este de concreto en estructuras de similares características.
III.
JUSTIFICACION
Se define el concreto autocompactante como un concreto muy fluido, que se compacta bajo su propio peso, capaz de rellenar todos los rincones del encofrado, pasando entre las armaduras, y presentando suficiente cohesión para evitar que se produzca la segregación del árido grueso o el sangrado, pues así se consigue una puesta en obra fácil, pudiéndose aplicar en situaciones antes imposibles. El estudio y utilización de los concretos autocompactantes han tenido una tendencia creciente desde que se empezó a usar, por lo que genera una mayor rapidez y menor demanda de personal en el proceso del vaciado, la posibilidad de fabricar elementos de formas muy difíciles o muy armadas y el ahorro energético unido a la mejora de las 3
condiciones de trabajo debido a la reducción del ruido en el proceso de compactación son algunas de las ventajas de su utilización. Con la aplicación de aditivos de última generación (Súper plastificantes de alto rango) se puede obtener un concreto de alta trabajabilidad, solucionando problemas de vibrado en estructuras altamente armadas, reduciendo costos en obra, obteniendo mejores acabados, entre otros aspectos.
4
CAPITULO 2: MARCO TEORICO IV.
ANTECEDENTES JONHSON W., RIGUEIRA V (Valencia, 2007), en su investigación de tesis doctoral titulada “Estudio de la sensibilidad e influencia de la composición en las
propiedades reológicas y mecánicas de los hormigones autocompactantes”, se ha estudiado y caracterizado la influencia de los aditivos en el comportamiento reológico de las pastas de cemento utilizadas en la fabricación de los hormigones autocompactantes, asi también se ha estudiado la adherencia de los hormigones autocompactantes en armaduras activas determinando las longitudes de transmisión y anclaje. posteriormente se han comparado los resultados con los de hormigones tradicionales de referencia y finalmente se estudió la sensibilidad de las dosificaciones de los hormigones autocompactantes realizando variaciones en las pesadas de los materiales, para lo cual se utilizó un programa estadístico para analizar los resultados obtenidos en laboratorio. Por último se ha diseñado y aplicado el hormigón autocompactante utilizado en la construcción de las pilas del puente de la Ronda Norte de Valencia.
QUILICHE N., JHAROL S. (Trujillo, 2018), investigó en su tesis para optar por el título de ingeniero titulada “Influencia del polvo de mármol y superplastificante sobre la compresión, porosidad, capacidad al paso y relleno de un concreto autocompactante, Trujillo 2018”, cual es el porcentaje adecuado de polvo de mármol y superplastificante que se debe adicionar para la obtención de un concreto autocompactante que sea aplicado en estructuras medianamente reforzadas como el caso de columnas, placas y plateas de cimentación, para ello los niveles de polvo de mármol fueron de 0.50%, 1.00%, 1.50% y 2.00% respecto al peso del concreto en estado fresco, mientras que los niveles de superplastificante fueron de 0.30%, 0.35%, 0.40% y 0.45% respecto al peso del cemento. El diseño de mezcla se realizó por medio del método ACI 211 para un concreto autocompactante de resistencia media de 350 Kg/cm2 , el diseño se realizó a partir de una consistencia seca con una relación agua/cemento de 0.43 en peso y una relación agua/finos de 0.40 en peso. Se realizaron ensayos en estado fresco para evaluar las propiedades como la capacidad al paso y de relleno del concreto autocompactante mediante el anillo J y cono de Abrams respectivamente, también se realizaron ensayos en estado endurecido como la 5
porosidad del concreto bajo la norma ASTM C642 y la resistencia a la compresión a 28 y 56 días de curado bajo la norma ASTM C39. Los resultados obtenidos indican que a medida que se incrementa el porcentaje de superplastificante y polvo de mármol las propiedades en estado fresco y endurecido del concreto autocompactante mejoran, siendo así que al adicionar 0.45 % de superplastificante y 2.00 % de polvo de mármol al concreto se alcanzaron resultados en la resistencia a la compresión de 438 Kg/cm2 a los 28 días y 519 Kg/cm2 a los 56 días de curado, obteniendo un incremento del 17 % y 30 % a los 28 y 56 días de curado respectivamente. Además de presentar una mejoría en sus propiedades, al emplear el residuo del mármol en el concreto autocompactante hace que este disminuya su costo por metro cubico en un 2 % comparándolo con un concreto adicionado con microsílice.
V.
BASES TEORICAS
V.1 CONCRETO AUTOCOMPACTANTE El Concreto Autocompactante (CAC) es un hormigón muy fluido, que se compacta bajo su propio peso sin necesidad de energía externa. Es capaz de rellenar todos los rincones del encofrado, pasando entre las armaduras, sin que se produzca el efecto tamiz, y presenta suficiente cohesión para evitar que se produzca la segregación del árido grueso o la exudación. Así se consigue una puesta en obra fácil, pudiendo aplicarse en situaciones imposibles para un hormigón tradicional. Paralelamente el uso del CAC reduce el coste energético en medios de compactación y la contaminación acústica correspondiente, mejorando el entorno de trabajo. Todo ello se ve acompañado de una serie de ventajas adicionales, entre ellas su homogeneidad y fluidez a la hora de la puesta en obra que permite obtener superficies con un color bastante homogéneo y que reflejan exactamente las formas de los encofrados. Los CAC incluyen en su tecnología los últimos avances en productos para hormigón especialmente a nivel de aditivos (súper plastificantes de nuevas generaciones o cohesionantes), y en algunos casos en adiciones minerales, activas o no. Gracias a estos productos y a una concepción especialmente cuidada de su dosificación se consigue una serie de características que los hacen especialmente interesantes desde el punto de vista de su aplicación, tanto en hormigones de obra como en prefabricación. El proceso de endurecimiento de los CAC es idéntico al de los hormigones tradicionales.
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Sus principales características se presentan en el estado fresco, y se dividen en tres bloques:
• Capacidad de paso: Se define como la capacidad que el hormigón debe tener para pasar por sitios estrechos sin que el contacto entre los áridos cause el bloqueo de la mezcla. La obtención de esta propiedad se da incrementando la fluidez de la pasta con la utilización de superplastificantes, reduciendo el volumen de árido grueso de la mezcla y ajustando el diámetro máximo del árido en función de los espacios por donde el hormigón debe pasar. Así, la geometría de la pieza a hormigón y la distribución de las armaduras son los principales factores a tenerse en cuenta.
• Capacidad de llenado: Es la capacidad que el hormigón debe tener a la hora de fluir dentro del encofrado rellenando todas las superficies. Por un lado esta propiedad garantiza la calidad del acabado, de manera que este presentará una superficie lisa, con color homogéneo y libre de coqueras. Por otra parte, las armaduras deben estar perfectamente recubiertas evitando la ocurrencia de bolsas de aire en la parte inferior de las mismas.
• Resistencia a la segregación: Esta propiedad está relacionada con la estabilidad del hormigón. En un CAC la mezcla debe permanecer homogénea durante y tras el proceso de hormigonado sin que ocurra separación de los áridos o exudación. Este factor influye directamente sobre las dos propiedades citadas anteriormente afectando la calidad final de la pieza hormigonada. En general se busca la estabilidad de la mezcla por medio de la inclusión de filleres o por la utilización de agentes modificadores de la viscosidad (AMV). La utilización de cualquiera de ellos tiende a incrementar la viscosidad de la pasta evitando la segregación.
VENTAJAS El hormigón autocompactante de alto rendimiento ofrece muchas ventajas. Algunos de estos son los siguientes: a. Fluye a través y alrededor del acero de refuerzo bajo un peso propio y elimina la necesidad de equipos de vibración o cualquier otro medio de consolidación. b. Reduce el ruido y mejora el entorno de la construcción en ausencia de equipos vibratorios de hormigón. c. Requiere menos trabajadores para el transporte y la colocación de hormigón, y por lo tanto se vuelve más económico. d. Facilita las operaciones de colocación de concreto y, por lo tanto, aumenta la capacidad de construcción. 7
e. Reduce el volumen de excavación y apuntalamiento involucrado en las zanjas de cimentación. f. Permite que el encofrado dure más tiempo debido a la eliminación de los equipos de vibración. g. Favorece la colocación de una gran cantidad de refuerzo en secciones pequeñas, como las que se ven con mayor frecuencia en edificios de gran altura. h. Ahorra una gran cantidad de concreto debido a la sección reducida de los componentes estructurales. i. Proporciona un buen acabado sin poros superficiales y mejora la apariencia estética del hormigón. j. Da como resultado una mayor resistencia debido a la compacidad mejorada y la porosidad reducida. k. Confiere alta resistencia inicial, permite una reutilización más rápida del encofrado y, por lo tanto, mejora la tasa de producción. l. Proporciona una impermeabilidad mejorada y, por lo tanto, ofrece propiedades de transporte reducidas y mayor durabilidad. m. Simplifica la construcción de las estructuras de diseño complicado debido a la servidumbre en la fundición y el moldeado de las complejas formas arquitectónicas.
ECONOMÍA El costo total del material de CAC es más alto que el del hormigón ordinario. El costo involucrado en el control de calidad también es alto en el caso de CAC debido a problemas de inestabilidad. Sin embargo, el aumento en el costo de los materiales y el control de calidad se puede compensar a través del ahorro de cantidad concreta y la mejora de la productividad. El CAC es generalmente más fuerte que el hormigón ordinario. Por lo tanto, los componentes estructurales estarán hechos de secciones más delgadas, y por lo tanto se puede lograr un ahorro debido a una menor cantidad de concreto. La mejora de la productividad también reduce el costo involucrado en el encofrado. Además, CAC ofrece un mejor rendimiento mecánico y de durabilidad y una mayor vida útil que el hormigón ordinario, y por lo tanto puede ser aceptable por el mayor costo inicial. Si el análisis de costos se realiza en función del costo del ciclo de vida, la relación costoefectividad de CAC en la industria de la construcción será evidente.
8
El uso de CAC en edificios de gran altura, puentes, plataformas marinas y otras estructuras especiales será económico por el costo incrementado de los materiales y un control de calidad más riguroso. De hecho, el costo total será bajo debido a la drástica reducción en la geometría de los componentes estructurales, la reducción del número de trabajadores, la disminución en el porcentaje de refuerzo, la facilidad de transporte y colocación, y la reducción en encofrado y apuntalamiento. También se pueden obtener beneficios indirectos a través de la mejora de la durabilidad que conduce a ahorros de mantenimiento. Se espera que los costos de mantenimiento y reparación sean bajos en CAC. Por lo tanto, se lograrán muchos ahorros, particularmente para los grandes proyectos si se usa CAC.
V.2 METODOS DE ENSAYO DE UN CONCRETO AUTOCOMPACTANTE En la actualidad, existen una serie amplia de métodos de ensayo muy extendidos que nos permite caracterizar los CAC en estado fresco. Entre los más utilizados tenemos los siguientes:
Escurrimiento
Escurrimiento con Anillo Japonés
V.2.1 ENSAYO DEL ESCURRIMIENTO O DE FLUJO DE ASENTAMIENTO (ASTM C 1611) Consiste en hacer el ensayo de asentamiento con el Cono de Abrams en una sola capa y sin compactación. Se mide el diámetro expandido, que puede variar entre 455 y 810 mm (entre 18 y 32 pulgadas). Este método de ensayo se utiliza para valorar la deformabilidad del hormigón autocompactante recién mezclado. Es necesario observar la velocidad de deformación y el diámetro expandido de la muestra deformada por efecto de su propio peso. Tras levantar el cono y dejar fluir el hormigón, se mide el tiempo que tarda la masa de hormigón en alcanzar un diámetro de 500 mm (T500) y posteriormente el diámetro (Dmax) final alcanzado por la mezcla de hormigón. Este ensayo evalúa la fluidez del hormigón fresco bajo su propio peso. Además nos aporta, cualitativamente, una idea de si el hormigón tiene o no tendencia a la segregación.
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El aspecto final del hormigón debe ser homogéneo, presentando una buena distribución de la grava. Una concentración de grava en el centro de la masa de hormigón ensayado, indica una tendencia a la segregación, y el borde del hormigón no debe presentar señales de exudación.
Figura 1: Prueba slump flow.
V.2.2 ENSAYO DEL ANILLO EN J (ASTM C 1621) Este ensayo evalúa la fluidez y la capacidad de paso del hormigón a través de las barras de acero. El aparato consiste en un anillo compuesto de barras de acero. El ensayo se desarrolla liberando una determinada masa de hormigón en el centro del anillo. El hormigón debe fluir a través de las barras de acero sin que el árido grueso se quede bloqueado entre las mismas. En cuanto a sus dimensiones autores como Sonebi y Bartos (2000), la Guia europea de HAC o la norma española UNE 83362 coinciden que el diámetro del anillo sea de 300 mm mientras que el diámetro y el espacio entre barras pueden variar en función del diámetro máximo del árido que se utilice o de la armadura que se desee simular (Tam 2005). La UNE 83362 recomienda la utilización de 20 barras de 10 mm de diámetro sí el tamaño máximo del árido es menor o igual a 20 mm. Y 12 barras de 28 mm de diámetro si se utilizan áridos mayores que 20 mm. Al igual que en el Escurrimiento, se medirá el tiempo T500 y, tras la estabilización del concreto se medirá el diámetro final (Df) como resultado especifico de este ensayo se mide las alturas H1 y H2 alcanzadas por el concreto, en los bordes interior y exterior del anillo (fig. 2). El anejo de la EHE sobre CAC recomienda que los diámetros alcanzados por el concreto en este ensayo no deben diferir más que 50 mm respecto al ensayo de Escurrimiento del mismo concreto.
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EVALUACIÓN DEL BLOQUEO: Tabla 1: Evaluación del bloqueo
Diferencia entre el flujo de
Evaluación del bloqueo
asentamiento y el flujo del anillo en J 0-25 mm
Sin bloqueo visible
>25-50mm
Bloqueo mínimo notable
>50mm
Bloqueo notable extremo
Figura 2: Definición de H1 y H2 en el ensayo del anillo japonés.
Figura 3: Dimensiones del anillo japonés.
V.3 ADITIVOS Básicamente son dos los tipos de aditivos utilizados para fabricar los CAC: los reductores de agua y los cohesionantes. Los reductores de agua de alto rango o superplastificantes son imprescindibles en la dosificación de los CAC. 11
En la tabla 2 se muestra la evolución de estos aditivos a lo largo del tiempo. Tabla 2: Evolución de los aditivos reductores de agua a lo largo del tiempo.
Los Lignosulfonatos permiten reducir el agua en el hormigón como máximo un 10%. Presentan una tendencia a producir retrasos en el fraguado del hormigón cuando se utilizan altas dosificaciones. Los naftalenos son subproductos del proceso de refinado del carbón. Permiten reducir hasta un 20% el agua de amasado del hormigón. Pueden ocluir aire, aunque en cantidades no demasiado elevadas. Las melaminas son productos basados en polímeros sintéticos. Su capacidad de reducción de agua es similar al de los naftalenos. Como característica fundamental se destaca el aumento de la resistencia a edades tempranas. Estos superplastificantes de segunda generación han tenido como efecto negativo principal que la pérdida de trabajabilidad del hormigón es demasiado rápida, y a bajas relaciones A/C este puede producir un flujo demasiado viscoso. Los copolímeros de vinilo son productos más efectivos que las melaminas, permitiendo una reducción de agua del 30% y confiere al hormigón un mayor tiempo de manejabilidad. Los policarboxilatos pertenecen a la tercera generación de aditivos superplastificantes. Los aditivos, basados en éteres policarboxílicos, fundamentan su efecto dispersante principalmente en importantes cadenas laterales y mucho menos en la pura repulsión electrostática. Las largas cadenas laterales crecen más allá de los productos de hidratación del cemento formados, proporcionando una mayor dispersión y son responsables del efecto estérico. Así se logra una actividad más duradera en el tiempo. La alta trabajabilidad exigida por un CAC solo puede ser obtenida mediante la utilización de productos de última generación producidos a base de éteres policarboxilicos. Los fluidificantes normales producidos a base de naftalenos, sulfonatos, melanina e incluso los vinílicos no suelen ser suficientemente potentes para garantizar la fluidez necesaria.
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Los cohesionantes que, tal como su nombre indica, sirven para dar cohesión a la mezcla, son aplicados en los casos en que la mezcla carece de suficientes finos en su dosificación. Su utilización no siempre es necesaria. Estos aditivos también conocidos como “agentes coloidales” normalmente son derivados de la celulosa y de polisacáridos.
V.3.1 CHEMA PLAST CHEMA PLAST es un aditivo reductor de agua y plastificante de color marrón de uso universal, que hace posible diseñar mezclas de concreto de fácil colocación. Permite una reducción de agua hasta 10%, generando aumento en la resistencia a la compresión y durabilidad del concreto. Tiene además propiedades de reducir la permeabilidad del concreto. Cumple con los requerimientos de la norma ASTM C-494 tipo A. VENTAJAS El concreto tratado con CHEMAPLAST tiene las siguientes ventajas: - Mejor acabado: La plasticidad permite un mejor acabado, por lo tanto, aumenta la durabilidad. - Aumenta la trabajabilidad y facilita la colocación del concreto en elementos con alta densidad de armadura sin necesidad de aumentar la relación agua / cemento. - No contiene cloruros. - Aumenta la resistencia a la compresión y flexión a todas las edades; mejora la adherencia al acero de construcción. - No transmite olor ni sabor al agua potable, ni la contamina. Cuenta con certificado CEPIS. DATOS TECNICOS -
Apariencia : Líquido
-
Color : Marrón oscuro
-
Densidad : 1.2 g/ml ± 0.06
- pH : 9.00 - 12.50
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CAPITULO 3: METODOLOGIA EXPERIMENTAL VI.
MATERIALES, EQUIPOS E INSTRUMENTOS
VI.1 MATERIALES:
Wincha
Espátula
Recipientes para el mezclado manual
Varilla metálica grande
Cemento.
Agregado fino.
Grueso.
Agua.
Aditivo (Chema plast 3000).
VI.2 EQUIPOS DE ENSAYOS
Cono de Abrahams
Placa base (Placa de asiento cuadrada de un material rígido no absorbente, de 1000 mm x 1000 mm, marcada con un círculo que indica la ubicación central del cono de asiento, y otro circulo concéntrico de 500 mm de diámetro).
Anillo en J (material rígido no absorbente, de diámetro en el centro de 300 mm y de espesor 25 mm, con 16 varillas de acero lisas de diámetro de 16 mm espaciadas uniformemente alrededor del anillo y 100 de largo).
VI.3. INSTRUMENTOS:
VII.
-
Balanza analítica con precisión de 1 g
-
Cronometro con precisión de 1 segundo
PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL A) ENSAYO DE ESCURRIMIENTO O EXTENSION DE FLUJO (ASTM 1611) Proceso:
En una superficie plana, no absorbente, rígida y perfectamente horizontal marcaremos la base, trazando diámetros de 550, 650, 750 y 850 mm, además marcaremos el diámetro menor del cono a usar (uso particular del Cono de Abrams). 14
Humedecemos la placa base con un paño mojado, teniendo especial cuidado en no dejar agua libre. Humedecemos de igual manera el interior del cono y el embudo, y luego colocamos el cono sobre el círculo de diámetro de 100 mm (Cono Invertido).
Seguidamente sujetamos firmemente el molde (para asegurar que el concreto no salga) y rellenamos el cono vertiendo el concreto (7.0 +/- 0.5 litros) de forma continua y sin ningún tipo de compactación.
Nivelamos el concreto de la superficie con el borde superior del cono y antes de que transcurra 1 minuto elevar verticalmente el cono, de forma cuidadosa y continua (2 a 3 segundos), dejando que el concreto se extienda sobre la base sin interferir en el flujo.
Figura 4: procedimiento del ensayo de escurrimiento.
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B) ENSAYO DEL ANILLO EN J (ASTM 1621)
Proceso:
En una superficie plana, no absorbente, r ígida y perfectamente horizontal marcaremos la base, trazando un diámetro de 300 mm, además marcaremos el diámetro menor del cono a usar (uso particular del Cono de Abrams).
Humedecemos la placa base con un paño mojado, teniendo especial cuidado en no dejar agua libre. Humedecemos de igual manera el interior del cono y el embudo, y luego colocamos el cono sobre el círculo de diámetro de 100 mm (Cono Invertido).
Colocar el Anillo - J centrado sobre la marca de 300 mm. Luego sujetar firmemente el molde (para asegurar que el concreto no salga) y rellenamos el cono vertiendo el concreto (7.0 +/- 0.5 litros) de forma continua y sin ningún tipo de compactación.
Nivelamos el concreto de la superficie con el borde superior del cono y antes de que transcurra 1 minuto elevar verticalmente el cono, de forma cuidadosa y continua (2 a 3 segundos), dejando que el concreto se extienda sobre la base sin interferir en el flujo.
Figura 5: Medición del ensayo de anillo en J.
Los resultados de ambos ensayos, se obtendrán midiendo los siguientes parámetros:
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DF: Diámetro final de la extensión de flujo, una vez que la muestra haya dejado de fluir, determinado por la media aritmética de dos diámetros perpendiculares. El resultado se expresará en milímetros con una precisión de +/- 5 mm.
NOTA: Estos ensayos no deben diferir más de 50 mm, si los dos diámetros perpendiculares difieren más de 50 mm, se deberá repetir los ensayos con otra porción de muestra.
T500: Tiempo expresado en segundos, que tarde el concreto en alcanzar el círculo de 500 mm de diámetro, contado desde el inicio del levantamiento del cono. Se expresará con una precisión de +/- 1 segundo.
Además se indicará expresamente como observaciones si se aprecia la segregación de los áridos gruesos, manifestada por una mayor concentración de los mismos en la zona central, así como la presencia de signos de segregación o exudación de la pasta en la zona periférica.
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CAPITULO 4: DISEÑO DE MEZCLA Se realizó un diseño de mezcla, modificando el porcentaje de aditivo para así poder evaluar el porcentaje óptimo de este para preparar un concreto autocompactante. Tabla 3: Diseño con 0.60% de aditivo
Material cemento agua agregado fino agregado grueso aditivo
Peso (gr) 4890.00 1418.00 4530.00 4050.00 29.34
Tabla 4: Diseño de mezcla con 0.65% de aditivo
Material cemento agua agregado fino agregado grueso aditivo
Peso (gr) 4890 1418.00 4530.00 4050.00 31.79
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CAPITULO 5: RESULTADOS Y DISCUSIONES A. ENSAYO DE ESCURRIMIENTO Tabla 5: Resultados del ensayo de escurrimiento
% de
Tiempo
Aditivo
D1 (cm)
D2 (cm)
T500
final
0.50%
55
57
6.35
16.30
0.60%
80
81
5.86
47.32
0.65%
82.5
82.8
5.72
49.20
FLUJO DE ASENTAMIENTO =
D1 + D2 2
Donde:
D1: Diámetro mayor del esparcimiento circular del concreto del ensayo de flujo de asentamiento
D2: El esparcimiento circular del concreto a un ángulo aproximadamente perpendicular a d1 Tabla 6: Diámetros finales de cada mezcla de concreto
% de Aditivo 0.50% 0.60% 0.65%
Df (cm) 56.0 81.5 82.65
De acuerdo las tablas Nº 5 y 6, podemos observar que para la mezcla preparada con un 0.50% de aditivo Chema Plast 3000, el diámetro final o flujo de asentamiento no supero el diámetro de 750 mm que especifica la norma ASTM C 1611, además de presentar que el tiempo que tardo en alcanzar el diámetro de T500 (500 mm) fue de 6.35 segundos, el cual está por debajo de los 8 segundos que debe tardar un concreto autocompactante en alcanzar este diámetro según la norma ASTM C 1611, y por tales características, podemos agregar que este diseño presento un concreto viscoso pero estable al no presentar evidencia visible de segregación ni exudación de agua. Ahora bien, correspondiente al concreto elaborado con un porcentaje de 0.60% y 0.65% de aditivo Chema Plast 3000, es un concreto óptimo de acuerdo a norma, pues 19
superan el flujo de asentamiento de 750 mm y además alcanzan el diámetro T500 en un tiempo de 5.86 y 5.72 segundos respectivamente, el cual se encuentra dentro del rango especificado de 2 a 8 segundos. El concreto con 0.60% de aditivo en este caso es el mejor debido a presentar estabilidad, fluidez y no presentar viscosidad, andiferencia del concreto con 0.65% el cual presenta un pequeño anillo de exudación de agua alrededor del circulo formado por el concreto.
B. ENSAYO DEL ANILLO EN J Tabla 7: Resultados del ensayo de anillo en J. ANILLO EN J ALTURAS INTERIORES DIAMETRO FINAL(Df)
% DE ADITIVO PLASTOL 3000
0.60 0.65
35.00 35.80 41.00 41.80
Jf (cm)
TIEMPO FINAL
35.40
12.30
41.40
24.96
Hi 5.30 5.20 4.80 4.50
ALTURAS EXTERIORES.
PROMEDIO 5.25 4.65
He 4.00 4.10 2.50 3.50
PROMEDIO 4.05 3.00
FLUJO DE ANILLO EN J =
1 + 2 2
Donde:
J1: Diámetro mayor del esparcimiento circular del concreto del ensayo del Anillo-J.
J2: El esparcimiento circular del concreto a un ángulo aproximadamente perpendicular a j1
En la tabla Nº 7 se evaluó el diseño de mezcla preparado con el 0.60% y 0.65% de aditivo Chema Plast 3000 respectivamente, en el cual se verifica que de acuerdo a norma, al evaluar el bloqueo de flujo (diferencia del diámetro de flujo de asentamiento y el diámetro de flujo de anillo en J), este es de 46.1 cm y 41.25 cm, siendo este un bloque notable extremo, pero esta notoriedad de bloqueo le adjudicamos al tiempo en que demoramos en realizar el ensayo, pues transcurrió un tiempo largo en el lapso de pasar del ensayo de escurrimiento hacia el ensayo de anillo en J, pues al realizar los dos ensayos con la misma mezcla de concreto, esta empezó a fraguar y a volverse más viscosa, por ende a perder fluidez para realizar el segundo ensayo (ensayo de anillo en J). Así como al evaluar las alturas que alcanzo el concreto con respecto a las barras del anillo en J, también presenta una diferencia muy notoria. Por último añadimos qué a la mezcla elaborada con un 0.50% de aditivo no se evaluó el ensayo de anillo en J por presentar una alta viscosidad. 20
CAPITULO 6: CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES A. CONCLUSIONES
La influencia del aditivo en un concreto autocompactante es evidenciada en la fluidez de este, pues cuando más porcentaje de aditivo plastificante se añade al concreto, más fluido se vuelve.
La norma ASTM C 1611 establece los parámetros de fluidez o asentamiento de un concreto autocompactante, siendo el diámetro final de fluidez del concreto elaborado de 46.1 cm y tardando un tiempo de 5.86 segundos en alcanzar el diámetro T500 para el concreto de 0.60% de aditivo, el cual se presenta más óptimo para este tipo de concreto.
La norma ASTM C1621 es el complemento del ensayo de escurrimiento, por lo que los dos ensayos realizados verifican la fluidez de un concreto autocompactente.
B. RECOMENDACIONES
Evaluar la influencia de los aditivos superplastificantes en un concreto autocompactante.
Comparar la influencia de diferentes marcas de aditivos tales como EUCO, Zeta aditivos, Sika en la elaboración de un concreto autocompactante.
Elaborar una mezcla diferente para cada ensayo para asi poder comprobar la fluidez del concreto.
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CAPITULO 7 BIBLIOGRAFIA
Quiliche Neira, Jharol Sthiward (2018) “Influencia del polvo de mármol y superplastificante sobre la compresión, porosidad, capacidad al paso y relleno de un concreto autocompactante, Trujillo 2018”, (tesis para optar al título de Ingeniero Civil), Universidad Privada del Norte, Trujillo – 2018.
Jonhson Wilker Rigueira Victor (2007) “Estudio de la sensibilidad e influencia de la composición en las propiedades reológicas y mecánicas de los hormigones autocompactantes”, (tesis doctoral), presentada en la Universidad Politécnica de Valencia, Valencia – 2007.
Choquenaira Paccosoncco, Igor (2013). “Diseño de concreto autocompactante con agregado angular y sub-redondeado utilizando aditivos de las marcas chema, sika y euco, en la ciudad de arequipa – 2013”. Recuperado de https://core.ac.uk/download/pdf/54220896.pdf
Safiuddin, M. (2008). Development of Self-Consolidating High Performance Concrete Incorporating Rice Husk Ash (Tesis Doctoral). Universidad de Waterloo, Ontario, Canadá.
ASTM C 1621/C 1621M1. Standard Test Method for Passing Ability of SelfConsolidating Concrete by J-Ring.
EFNARC (2002). Specification and Guidelines for Self-Compacting Concrete
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CAPITULO 8 ANEXOS
Historial fotográfico
Foto 1: Ensayo de escurrimiento
Foto 2: Asentamiento con 0.6% de
aditivo
Foto 3: Medición de los diámetros del asentamiento con 0.65% de aditivo.
Foto 4: Ensayo del anillo en J. 23
