Instructivo Para Concreto Srh

SECRETARIA D E RECURSOS HIDRAULICOS

SEC~TARIO

ING. JOSE HERNANDEZ TERAN SUBSECRETARIO "A" ING. SALVADOR AGUILAR CHAVEZ

ING. ALBERTO BARNETCHE GONZALEZ

LIC. GUILLERMO IBARRA

JEFATURA DE IRRIGACION Y CONTROL D E RIOS INGENIERO EN

JEFE

ING. FRANCISCO MENDOZA VON BORSTEL

DIRECCION D E PROYECTOS

ING. EUGENIO LARIS ALANIS DEL

DEPARTAMENTO DE INGENIER~A EXPERIMENTAL

ING. JOSE LUIS SANCHEZ BRIBIESCA

f

PROLOGO A L A PRIMERA EDICION

El objeto de este instructivo es establecer la manera conw deben estudiarse los mt-s que componen los concretos que z4tiUzará en sus obras la Secretaria de Recursos Hidráulicos, a s b como e2 control que debe tenerse al trabajar con eüos. Las normas que se establecen en este instructho, timen carácter general y se refieren a la técnica que debe seguirse d efectuar Zas prmebas. La decir&& respecto a utilizar o desechar un materiul, debe hacerse, m s62o basándose en resultados aisis@&s de Zas pruebas, sino el con$unto de ca~act&s&cas fisfiswas y quimncaS de los ytenaZes y de Zas condmones econdmacas para su aprovecñamwnto.

Para dar mayor cluriüd a este htwctbuo, se presmta .con ibtraciones que marcm b s disthtos 'pasos que se segutrdn en cada prueba para obtener los rnejores resultados. Este instructivo se

dividido en tres partes.

La primera parte abarca generalidades sobre agregados y pruebas de laboratorio para agregados y concretos, smlamdo los métodos aprobados para el mejor c-hto de los materiales, e indicando @nw han de efectuurse el muestreo y las pruebas d e Zaboratom.

La segunda parte, comprende el estudio de elaboración del concreto. La tercera, trata de las obserwccDones en la inspecdón de2 trabajo en obra y control de los procedimientos usados durante la ccmstrucciólt.

Este instructivo se formukí por el Departamento de Zngenierta Expmimental de la Direcci&n de Proyectos de la Jefatura de Zmigaci6n y Gcrntrol de Ríos. Mdzko, D. F., noviembre de 1966

PRIMERA PARTE

AGREGADOS Obtención de muestras . . . . . . . 1. Exploración y clasificación preliminar . . 2. Muestreo . . . . . . . . . . . Procedimiento de muestreo. Incisos lV al 4v Procedimiento de cuarteo. incisos lV al 4v Croquis Núm. 1. Levantamiento a estadía y cuadrícula a 100 y 50 m. en la zona de bancos . Croquis Núm. 1A. Corte geológico de los pozos muestreados . . . . . . . . . . 1. AGREGADOS . . . . Prepsracibn de la muestra Incisos lV al A. Absercibn.

Absorción de l a arena Incisos lV al 10. Cálculo. Absorción de l a grava Incisos lV al 4* Cálculo.

. .

. . . . . . .

B. Densidad. Método de campo. Arena y grava Incisos lV al 4v Cálculo. Metodo de gabinete. Arena . . Incisos lVal 7* Cálculo. C. Peso volnm6tricO. Peso volumétrico suelto

. . .

AV

20

21 0-

Peso volumétrico varillado . . . . . . . Determinación del peso volumétrico suelto-arena Incisos lV al 4v Determinación del peso volumétrico varilladoarena . . . . . . . . . . . . . Determinación del peso volumétrico suelto-grava Incisos l9al 49 Determinación del peso volumétrico varilladograva . . . . . . . . . . . . Cálculo.

.

56 57

1. Determinación de la razón óptima grava-arena Incisos lV al 7O Croquis Núm. 2. Fases de operación en el mezclado de materiales en seco . . . . . . Cuadro Núm. 2. Valores h a r a obtener el peso óptimo de una mezcla arena-grava . . . . . Gráfica Núm. 3. Interpretación gráfica del Cuadro Núm. 2 . . . . . . . . . . . J, Resistencia . . . . . . . . . . . . a) Resistencia de la arena . . . . . . . Incisos l9al 99 b ) Resistencia de la grava . . . . . . . Incisos l9al 59 K. Determinaciones especiales . . . . 1. Clasificación petrográfica . . . . 2. Prueba acelerada de intemperismo

61 63 65

D. Determinación del porcentaje de limo por sedi-

.

mentación.. . Incisos lV al 7*

. . . . . . . . .

68

.

E. Prueba de colaimetría-materia orgsnica Incisos l9al 6'

. . .

. . . . . . . . . . . . .

F. Determinación de perdida por lavado Arena . . . . . Incisos lPal g9 Cálculo. Grava . . . . .

,

. .

11. CEMENTO . . Tipos de cemento .

. . . . . . . . . humedad . . . . . .

G. Determinación de la Incisos lV al 4v Cálculo. H. Determinación de la granulometrfa . . Arena . . . . . . . . . . . Incisos loal 69 Grava . . . . . . . . . . . . Incisos lV y Z9 Cuadro Núm. 1. Análisis Granulométrico . . . Clasificación de la arena por su módulo de finura . . . . . . . . . . . . . Gráfica Núm. 1. Granulometría media del banco. Gráfica Núm. 2A. Granulometría para agregados con máximo de 38 mm. (1%") . . . . . Gráfica Núm. 2B. Granulometría para agregados con máximo de 51 mm. (2") . . . . . . Gráfica Núm. 2C. Granulometría para agvgados con máximo de 76 mm. (3") . . . . . . Gráfica Núm. 2D. Granulometría para agregados con máximo de 150 mm. (6") . . . . . .

111. AGUA

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a) Fluidez en mortero Incisos loal

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134 134 134

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.

.

IV. CONCRETO . . . . . . A. Consistencia-revenimiento . . Incisos 1' al 8' B. Temperatura . . . . f!:; C. Fluidez . . : . . .

. .

. .

. .

. .

Cálculo. b ) Fluidez en concreto . . . . . Incisos lV al 9* Cálculo. D. Manejabiidad . . . . . Incisos lV al 79 E. Aire incluido . . . . . . . . . a) Calibración del aparato . . . . b) Aire incluido en el concreto fresco Incisos 1' a l 18. c) Factor de corrección agregado . . Incisos l9al 59

.

.

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140

147

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153 155 156

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171

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1 J

F. Resistencia a la compresión

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. . . . . . .

Gráfica Núm. 4. Efecto del diámetro del molde y tamaño máximo del agregado . . . . . ,Gráfica Núm. 5. Efgcto de la relación h/D . . Gráfica Núm. 6. Relación entre la edad y la resistencia a la compresión . . . . . . . a) Manufactura de cilindros . . . . . . . Incisos lV al 3v Compactación con vibrador . . . . . . Incisos lV a1 5? , Compactación con varilla . . . . . . . Incisos lV al 5v. b) Curado y almacenamiento de los cilindros de prueba . . . . . . . . .- . . . . Incisos Ival 49 c) Preparación de las bases de los cilindros de prueba . . . . . . . . . . . . . . . Incisos lQ al 12. d3 Ruptura .de cilindros . . . . . . . . al 5? Incisos lV

V. LISTA DE EQUIPO PARA UN .LABORATORIO DE ENSAYE DE MATERIALES PARA CONCRETO SEGUNDA PARTD

Generalidades sobre el concreto

. . . .

1. AGREGADOS . . . . . . . . . . . . A. Granulometria y famm . . . . . . . . B. Tamaílo m8xhno y subdivisiones-4Iasificmi6n C. Producción . . . . . . . . . . . . D. Transporte . . . . . . . . . . . . E. Almacenamiento . . . . . . . . .

Cuadro Núm. 3. Determinación del peso volumétrico, gravas N ú m . 1 y 2 . . . . . . . 221 Gráfica Núm. 7. Determinación relación gravas Núms. 1 y 2 en peso . . . . . . . . 222 f i i a d r n- Nílm. - .-. 4. Determinación del peso voluméd v a ~ N í i m s-. 1v 2-c o- -n- a r e n a . . . 223 -6;: trico, gra. Cuadro Núm. 5. Límites de oscilación de agregados . . . . . . . . . . . . . . . Gráfica Núm. 8. Detenninación relación, arenaerava Núm. 2 en peso . : . . . Gráfica Núm. 9. ~ranulometríaideal para agregados con máximo de 38 mm. (1%") . . . 226 j Cuadro Núm. 6. Límites de l a oscilación de la arena . . . . . . . . . . . . . 228;.i i Cuadro Núm. 7. Valores de la relacióh grava Núm. 1 y grava Núm. 2 . . . . . . . 230 Cuadro Núm. 8. Comprobación de resmltados . 231 Cuadro - --- -. . Núm. 9. Determinación de los límites de --- crava Núm. 1 .. - . . oscilación en Determinación del contenido Cuadro Niun. ideal grava Núm. 3 tamaño máximo 76 mrn. (3") . . . . . . . . . . . . . ciindro Núm. 13 Relación grava Núm. 3-grava . . . . . . . . . . . ......l. 2 . r á f i ~ sNiím 3 GIiU *....... ..-.l n RelariAn ideal grava. Núm. 3grava Núm. 2 . . . . . . . -3 Gráfica Núm. 11. Granulometria ideal para agre. . . gados con máximo 76 m m (3") 237 Cu'adro Núm. 11. Ajuste de valores para revolturas . -. - con tamaño 1%" cuadro Núm. 12. Ensayo para definir límite m&ximo de gravas Núm. 3 . . . . . . . 239 Cuadro Núm. 14. Oscilación para concretos tamano medio 76.2 mm. (3") . . . . . . 243 4

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1

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6.

~NCRETO . . . . I~-..-..... +n*amiento .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ~gua-cemento . . . . . . . . . Aiiicte n a r a consepi~ir de-la- maneiabilidad --- - -- b,i --,--.,------- . . . . .. . . . . . seada .

4

244 244 248

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11. LIMITES GRANULOMETRICOS DE LOS ,AGREGADOS PARA CONCRETO . . . . . . . . . A. Estudio-ejemplo . . . . . . . . . . . . . Croquis Núm. 3. Almacenamientos correctos e

incorrectos de agregados

. . . . . . .

Inciscc 01 91 , 1 A V a- _im. 12. Relación resistencias-razón A/C Gráfica- Ni n r n h n ~ i i í nfinal, c) coln.-,-----..--- - . .. .. . . - . - . . . . Incisos lV al 16. u-.

251 262

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20

INSTRUCTIVO PARA CONCRETO

mica, hay que determinar un límite a la parte triturada. Este material permite controlar, hasta cierto punto, las cantidades necesarias de cada tamaño sin desperdiciar nada de lo extraído, lo cual repr'esenta una economía.

a

1. EXPLORACION Y CLASIFICACION PRELIMINAR. Deben efectuarse exploraciones preliminares en las proximidades de la obra, p a r a descubrir los bancos aprovechables, recabando para cada uno, los siguientes datos: a) Distancia al sitio de la obra. b ) Cantidad probable de agregados que podrá suministrar. c) Calidad del material basada en inspección ocular, observando forma, tamaño y peso. d ) Facilidad de explotación. Para una apreciación más completa de los datos recabados en la exploración, conviene hacer un croquis, marcando en él: el acceso más fácil al banco, distancia aproximada al centro de trabajo y superficies de los bancos. Para esto Úitimo, una medición aproximada ya sea con cinta o por lo menos con pasos, puede dar una idea de las áreas explotables; de ser posible se procurará indicar también el espesor del manto. 2. MUESTREO. Conociendo los bancos probables para la obtención de los agregados, se-hace necesario conocer con detalle las características de los materiales que los forman, para lo cual se proceder& a muestrearlos. Los bancos de agregados que deban ser muestreados, el número de muestras, dónde y como deben tomarse, serán decididos por el encargado del muestreo. Para un muestreo preliminar, es suficiente abrir pozos cada 100 o 200 m., loealizados en los vertices de una cuadrícula. Si los resultados de este muestreo, indican la conveniencia de la explotación del banco, es necesario abrir nuevos pozos cada 50 m., para conocer con más detalle las características del material que forma el banco.

AGREGADOS

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CORTE GEOLOGlCO DE LOS POZOS MUESTREADOS

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-24

l'NSTRUCTIV0 PAK4 'CONCRETO

de acuerdo con el volumen de la ohra, pmhdimientos probables de .plotación, etc.

26


Procedimiento para el cuarteo:

leSe mezcla y se amontona la muestra sobre una lona, lámina o tarima, formando un cono.

AGREGADOS

c ) Número y coordenadas del pozo. d ) Profundidad del pozo a que fue tomada la muestra.

Figura 5

29 Se aplana el emo. con l a gala, extendiendo el material hasta formar un círculo de espesor uniforme. Se divide con la pala el círculo en cuatro partes .iguales.

39 Coi la pala se toma material de dos cuartos opuestos, y se apartah. Si.los otros dos restantes son suficientes para dar más o menos 100 kg., envásese el material y si no lo fuere, repítase la operación anterior tantas veces como sea necesario, para ir reduciendo la cantidad de la muestra al peso indicado. 49 Cada muestra será identificada de la siguiente manera:*

a) Nombre de la obra. r~ I U.. .

b) Ubicación del banco. informaciones se COnS&nar8n en tarjetas, una de las cuales .se colocara en el interior del envase y otra en el exterior del mismo en lugar vlsible. Adema se har6 unárelación del conjunto de muestras'

Figura 6

27

28

INSTRUCTIVO

AGREGADOS

PARA CONCREM

29

1. AGREGADOS ~reparacionde la muestra. El material obtenido del muestreo, estará formado por lo general de arena y grava. Todas las pruebas que se describen a continuación se harán con los agregados separados en su primera clasificación, esto es, arena y grava. Por lo que se hace necesario separarlos entre sí para proceder a los ensayos.

I

Mgara 8

-PO:

Dos charola$ de lámina galvanizada de 70 X 40 X 10 cm. Malla Núm.4 (4.76 mm.) . Báscula de 125 kg. de capacidad. Cuchdn. .

30

AGREGADOS

PARA CONCRETO

INSTRUCTIVO

-

Procedimiento: 19 Se pesa la muestra como se recibe del campo. Si el material esth tan húmedo que no permita una separación aceptable de los -diversos tamaños, será necesario dejarlo al ,biente, para obtener un secado superficial que permita ,&ibado apropiado.

7'. .

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% de grava = 7X 100 II

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la muestra como llega del campo (destarada). e la porción de arena. C &@: peso de la porción de grava.

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32

INSTRUCTNO PARA CONCRETO

Ya separados los materiales, se toman mediante cuarteos m i s o menos 2 kg. de cada uno,'y se dejan saturar en agua. Los materiales en estas condiciones servirán para las determinaciones de absorción y densidad. Procedimiento:

Se ponen 2 kg. de cada uno de los materiales en charolas de lámina, que llenas de agua hasta cubrir el material se las deja, en reposo por 24 horas.

Pisón metálico con peso de $6 gr., de 25.4 mm. de

en su cara de apisonar.

Placa de vidrio o cualquier otro material no absorl Estufa o parrilla. Cuchara de albañil. (Fig. 13.)

AGREGADOS

49 Se llena el molde. (Fig. 17.)

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42

INSTRUCTNO

PARA CONCRETO

39 Se seca en la estufa o parrilla, tantas veces como sean necesarias hasta obtener un E m @ @ n s mLas i pesedas hacerse estando el material frío.

m s o de .la muestra saturada (peso seco superficialmente [291 Fig. 27).

1

@ela. muest~aseca (peso can~Wt.eC P I Fig. 399).

;

;i;r

Densidad método de campo.

(Agrava.) * y

Pignrs 28

Serpesa el material-seco, y se anota el valor obtenido.

Figura 30

fiquipo:

Báscula de 125 kg. de capacidad. Bote vertedor de 15 o 20 lt. de capacidad. Charola. Cucharón. probeta:graduada de 1,000 ml. y vasos. (Fig. 30.) la determinaci6n de la densidad de un agregado, puede haagua potable y a la temperatura ambiente.

52


AGREGADOS

4v Se vierte en el frasco de "Le Chatelier" los 50 g. de la muestra. Esta operación se debe hacer con el brochuelo.

Figura 41

53

56


Ell:'&io ~ $ b l ~ ~ c o .,la e srelación entre el peso de un material y el volumen ocuwdo por el mismo, expresado en kilogramos por metro cúbico. Hay dos valores para esta relación, dependiendo del sistema de acornodamiento que se le haya dado al material inmediatamente antes de la prueba; la denominación que se le dará a cada una de ellas será: "peso volum6trico suelto" y "peso volumétrico varillado". La utilidad de uno y otro dependerá de las condiciones de manejo a que se sujeten los materiales en e1 trabajo.

I uipo (arena y grava) :

Báscula de 125 kg. de capacidad. I

Se usarti invariablemente para la c en'; es decir, p&ra conocer el consumo de agregados por metro ciibico de concreto.

.materiales Este valor se usará para el conoapilados s que están

I

sujetos a acomo~amientoo asentamiento prov&adós por el tránsito sobre ellos, olpor la acci6n del tiempo. El valor "peso volum~ico", en ambos casos, se deberá obt p e r con agregados secados a la intemperid

k. F<:

Medidas de volumen con su peso propio conocido.* $Varilla de 16 mm. (%") con punts' de casquete esférico y

<@- cm:de longitud

mero.

. Charola. (Fig. 44.)

Determinación del peso volumétrico suelto

- arena

Procedimiento:

I

l9 Determinación del peso volumétrico suelto de la arena. En la medida de 2.83 It. (0.10 pie cúb.1 Se vierte la arena dejándola caer con un deslizamiento continuo desde una altura de más o menos 50 mm. del borde de la medida, hasta que el material colocado forme un copo natural, cuyos taludes lleguen arriba de la junta entre la.,;e/xtensión y la medida misma.. La medida no deberá moverse durante la operación.

* Las medidas de volumen puecten ser de madera como las de la figura; pero de preferencia deberhn ser de flerio y iilindricas, con Su peso y volumen propio conocido.

60

INSTRUCMVO PARA CONCRETO

3Q A continuación se recorre el rasero sobre los bordes de la medida, tantas veces como sea necesario, para obtener una superficie precisamente plana, procurando no originar movimientos o vibraciones dqrante la operación.

49 Se pesa la medida con su contenido de arena, y se anota el peso obtenido.

I .

2% --.

* Las operaciones de ennise y pesado para este caso, son iguales a las descritas en los números 39 Y 49- (Flgs. 47 y 48.)

64


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Blgni9

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3P-Las- espacios vacíos tlejados en la operación de enrase, @ llenaran acsmodvdo grava en ellos, manualmente, pero sin ' efe~cer igun resión.

EVSTRUCTIVO PARA CONCRETO

.P .4 peso propio de la medida más peso del material en kg. 2): peso propio de la medida en kg. 17.

1.

volumen medido del material en lt.

La medida que se use deberá estar de acuerdo con el tamaño máximo del agregado. según la tabla siguiente:

TAMAÑO MAXIMO

CAPACIDAD DE LA

DEL AGREGADO

mm.

pulgadas

12.7 38.1

4

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MEDIDA

EN

EN

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lt.

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28.32

152.4

6

85 53

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1

P.50 1.00 3.02

Las medidas serán aproximadamente cúbicas o cilíndricas, de altura igual al diámetro. Cuando el tamaño máximo del agregado esté entre 76.2 y 152.4 mm. (3" a 6 ) se dificulta el varillado, por lo que se llenará la medida hasta la mitad, y se levantará un lado de la misma apoyándola sobre la arista opuesta, dejándola caer sobre la mesa de trabajo para que se acomode el material. Otro tanto se hará con la medida llena.

INSTRUCTIVO .'PARACONCRETO

Esta operación se rep~tirá10 veces, 5 apoyando la medida sobre una arista, y las otras 5, sobre la opuesta. Alternadamente. (Fig.55.) ,

D. DETERMINACION DEL PORCENTAJE D E LIMO

.

.

.. *

70

INSTüUCTIVO PARA CONCRETO

Procedimiento: lV Se toma una muestra de arena (1 kg.), tal como viene del campo, y se seca a fuego directo, removiendo la arena constantemente con la cuchara.

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boteiia,arena seca y frS&;$asta la p'hera

72


49 Se tapa la botella con una mano, y se agita vigorosamente durante dos minutos.

Figura 61

76

INSTRUCTIVO PARA CONCRFTO

Si el espesor de la capa de limo y arcilia es menor que la separación entre la primera y segunda marcas, que representa 3%, la arena se acepta como buena. Por el contrario, si el espesor de las impurezas es mayor, convenara lavar la arena tanto como sea necesario, hasta que este espesor no sea superior al 3%; en estas condiciones, el material es adecuado para la elaboración de concretos y morteros. E. PRUEBA DE COLORIMETRIA PARA CONOCER LA PRESENCIA DE MATERIA ORGANICA EN LA ARENA E N CANTIDAD SUPERIOR A LA ACEPTABLE. La materia orgánica es una de las impurezas de la arena, por lo tanto, se deberá conocer su contenido. La determinación aproximada del contenido de materia orgánica, está basada en la siguiente prueba de colorirnetría. ~ ~ " 1 ~ 0- :

_ .. ,Bptellas'de vid~ioincoloro de 250 a 350 hl. con tapón de huiilg y con marcas cada 25.ml. (biberones). Solución.de-sosa 'cáuktica (30 E. por It. de solución).* -.

vidrio: ~blor~normal. Balanza a'dertürsión de 1 kg. de capacidad. Charola pequeña para secado de la arena. Cuchara de albañil pequeña, o esphtula. (Fig. 64.)

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m ~a solucidn de sosa, se prepara disolviendo 30 g. de hidróxido de sodio comercial (NaOH) e11 agua besti!ada, hasta completar un Utro de solucibn.

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82


Aprovechamiento de la prueba de colorimetria yara conocer la cantidad de arcilla y limo contenidos- en la arena. Cuando

se hace la prueba de colorimetría para conocer la presencia de compuestos orgánicos, se puede aprovechar también para. conocer de ima manera aproximada. la .cantidad .de .arcilla y limo . contenidos en arena., . . . . . . .. . . . . , .& Presencia de 15 :m11..C%: '3nzaY 'de :limo' o' grkilla sóbre' la' capa':d e arena, corrbsponden 'ap~3ximadamente.al, 3%- en peso, que3es .lo que Se acepta como:.máxirno . . de tontenido de dichos .. materiales. ' . . ,: . ... ., .... . . . , ., . . '

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. . . .

P;' D~TERM$NACION DE PERDIDA POR,LAVADO. La: presenciá. de material ,-de.,t$naño menor- de-0.074 mm. . (malla Núm. 200) en una arena,,pqec&".ser cbnsideqada..como impureza y, pqr l o tanto, es. necesario. conocer cantidad, .. :1 . . .. .. ., .. . ... . . . . .

.+

.

%

. .. , . ... Balan& de tbr&i& de; Y :,d&:senci-. ... bilidhd: .. . ..C<.. . . ,. Charola o recipiente de tama$io suficiente para iontener la m u q t r a cubierta con agua Y p@mitSr-agitaciones vigorosas sinperdida de muestra- o" agua .. Malla Núm. 200 (0.1374 rnm.1:- 5' . . . a . . Y Parrilla. . I . . -:f. 9;.-.&&a. (Fig.69.) i ' .

' ,

<

.;

...;

w.

..

-

84

INSTRUCT*VOPARA CONCRETO

3QDe la muestra seca se pesan 500 g. y se registra dicho pern

4v Se, vierte esta cantidad de muestra en la $harola y .se . . cubre con -a. , ..- . .

1.1

Figura 75

86


79 Se regresa el retenido en la malla Núm. 200 (0.074 mm.) a la charola de lavado.

.

. , . . . . .. . ~ @ m , e ¡ia eitufa & .parxiila'hasta .ob~&Lr &M"kn~c+-+Flg. .. .; . , .. . ., . .. . . . .. . . . . . ..,".. $.. .' .'.: . ' '. . . .. .. . . \-.y: Se el .material:ya sicqi~. $e reg&% -U pesp. ,. . .^._ . . .',t. 2:. .; t.:.: ,, . 72;) ' . . .. . .+-r':.. . .. ' - : . .'., . . . .. . . . . . ,::k '. i C&lcn'o: . . . . t. . ,,. . t. . - . , . - . .' < '. t.' .. porcentaje de mateiial ?&$'que pasa "' '

'

;.

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.

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'.&a.

J . < ' ,

a

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S-

.$

'

Ppor ia malla Nfim. 200 (0.074 mm.) = 2

P

P: peso original de ia m,uestsa-l3*i. fmg. n.) ' p.. peso seco del material lavado (9Q) (Fig. 72.

.

Charolas de lámina galvanizada.

'

.

3o 'Vertida la la operación de sobre los dedos golpeando sus c

.L

.

-. .

.. -

m Ritenido.

Que p o i a

%

Y.

5%

O

UI

E

0

Y-

102

AGREGADOS


GRANULOMETRIA RECOMENDADA PARA AGREGADOS TAMANO MAXIMO DE Baleo p.ristas vivar

----e----------

Tamices.

35 ñ arena. 45 % arena.

r;zt

24 % arena. -34 % arena

103

104


El módulo de finura de una grava se obtiene por la suma de los porcentajes acumulados retenidos en las mallas usadas, dividida entre 100, m8s cinco unidades (número de mallas para la arena).

Grava M.F.

=

296 + 5 = 7.96 (en el cuadro Núm. 1) 100

Equipo:

Báscula de 125 a 250 kg. de capacidad. Medidas de volumen con - peso propio conocido. Charolas. Cucharón. Pala. Rasero. (Fig.91.)

.".a

, {

-.,

3 FASE

\ -

S , .

%'.l..

-.,

5FASE

,

.

. .:

-...,

4 FASE

2 FASE

.,L/.....

i .

*:;p.:: * . ,.::,:::

r

-.
.2

.,

CROQUIS N02

DISTINTAS FASES M OPERACION -PARA ,OBTENER UN BUEN MEZCLADO DE LOS MATERIALES EN SECO , ,

.

:;>.;;:;;:,?

;,; .:+:, :.,... :. . ..

1

S

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S n O

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+

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"

-

Q*

i,

A d i 6 i 0 n ea. en Kg. orena grava. tO.OOO 0.000 1.315 u + 1.465 t, t 1.630 M t 1.830 t 2 090 t 2.380 -* t 2 730 si t 3.200 t 3.790 4 570 9.000 -4.k70 , ? T3.7S0 n 7r3,200 -2.730 -2 ,380 *i -2.090 n -1.830 .i -1630 it 1.465 e* 1.315

Fecho.

m

22.270 -

2 1 175

22.250 -

11.200

2 1.800 22.400 23.000 23.500'%% 23.500 23.510 23.400 23.395 m 23.150

*

21.205

21.193

- 22.255 - - -

22.245

ii

m

n

w

1'

ii 21.805* 22.390 n 22.998 23.502 * 23.505 • n 23.400 " 23.372 23.125

m * - -

23.400

2l.8lO 22 3 9 0 22.995 23.505

1.533

1.610

-

-

1.620 1.663 4.700 1.700 1.693 1.691 1.673

1.577

-.......-...................... - - - - -

........... N9

P i w d a a individualar. promedio volumen. peso volu. ~g lneloa 1 pesodos. rocipianl~ mé&ico. lo. 20. Sd. kg. Lt k&&' l0.150 ('8.765 18.750 18.755 13.824 1.357

.

. t

.

.

grwo y 75% orena para definir corrlcloments 1; curva.

Dcupurs de Mbri apreciarlo en la# valorar Piglm'I un franco obatimirnto 8n los paroa se lomi uno mas @n:25%

~ r o m i d i ode dos pesados rolomnie por l8n8r una de ellas una difarrncia r n peso rolumitrico nioyorda5mS

..... :.... . . ........ Operador:

+ NOTA:

.

.

constante. ,Vorioblr gfouo. arena kg. */e ' l . kg. 25.000 100 O 0.000 n 95 5 1.315 18 90 16 2.780 is 85 15 4.410 r 80 20 6.240 75 2 5 8 330 70 3 0 10.7 l o 13.440 65 3 5 S 60 4 0 16.640 ii 55 4 5 2 0 . 4 3 0 50 5 0 25.000 20>439; 45 55 1 , ** 16.640 "& 6 0 13.440 3Pq 6 5 81 10710 30'70 h 0.330 25 7 5 ry 6.240 20 8 0 4.410 15 8 5 2.780 10 9 0 1. 1.3 15 5 95 0.000 O 100 **

DE UNA MEiCLA DE ARENA Y. GRAVA Y DEFINIR Moterioles procedentes de: Bonco N* ................. . .Pozo

TABLA PARA ORDENAR LOS VALORES NECESRl

'?

1i2 -


Figura 95

Bases para comparacíón Z9 El agregado fino se comparará, basándose en un mortero preparado con una muestra de1 mismo agregado que se haya lavado en una solución al 3% de hidróxido de sodio y que despues se haya enjuagado. El tratamiento se repetirá un número suficiente de veces hasta producir un material ycil;lavádo que tenga un color inferior al límite en la prueba de .colonnietria. %1 lavado se palizará de tal manera que se reduzcan a un mihimé las perdidas de finos y que el agregadjo. ya lavado tehga i Z n módurp de finura que no difiera en ' ~ á de s 0.10 ciel mrjdulo de finura del agregado sin lavar. El a regado lavado y enjuagado se verificará con un indicador a%e@ugdo,tal~comofemftaleína o tornasol para asegurarse de que,%do el hidróxido de sodio se haya eliminado antes de prep&far.~lmortero.

Preparación del mortera 1 9 Para obtener 6 cubos de '5 cm. son necesarios 600 g. de cementd .y 360 ml. de agua ,aproximadamente. La cantidad de arena usada con esta cantidad .de cemento puede variar de 1,200 g. para arena fina a 2,'080 p.' o más para arena gruesa. Se tendrá una relación A/C de 0.60 en peso. Prepárense morteros con la arena sin tratar y con la arena lavada.

AGREGADOS /

rciiaa u

nuto mi

116

INSTRUCTIVO PARA CONCREM . . . ..

,

79 Se llena la mitad restante y se -vuelve a golpear con la

varílla otras -5 yeces, procuranao .que la varilla no penetre m8s del espesor a- l- *í.itima.capa.

89 Se enrasan los moldes y se dejan en el cuarto de curado.

INSTRUC

1

PARA CONCRETí

Figura 106

l9 S e toman fragmentos del agregado, lo suficientemen grandes para poder obtener de ellos cubos con aristas no m nores de 50 mm., y que a la vez representen las distintas clas petrográficas que se encuentren. 29 Mediante la sierra, se cortan los dos para formar las piezas cúbicas.

3v Se identifican estos cubos y se determina su l a s caras que han de servir para la apl gistrando estos valores. 49 Las caras que con azufre, y 5v-Sehace la prueba de com Cuando un mate trográficas y al probarse gan resistencias unitarias para el concreto que se estas piezas débileS

o algunas de ellas de la resistencia e porcentaje que r

L

peso, aun cuando la resistencia media pesaque el valor especificado o necesario.

Guando el examen macr~scópico no es suficiente, se hace i el estudio petrográfico microscópico.

pecesario m..%

Breve descripd6n de estos materiales nocivos

K DETERMINACIONES ESPECIALES. Como complemento al comcimiento t o t d de los agregados con los que se ha de formar 'un c~ncreto,se hace necesario conocer los aspeetos siguioiter: clasificación. petrogrBfica del agregado, poder reactivo con ias aicaIis del cemento y rsistencia al intemperlsino. , ¿as pruebas antes citadas deben considerarse mmo especi'ales, se presentan en este instmctivo someramente para que el ingeniero pueda tener idea general de su i m p o r t a n ~ ay aplicaciún, así como de las consecuencias derivadas de los resultados obtenidos en ellas.

Opalo. El ópalo es un material que puede estar en ígneas sedimentarias o metamórficas, ya que siempre se forma por descomposición de soluciones acuosas, por lo que cuando se establece en rocas volcánicas, es de origen secundario; se presenta llenando cavidades, revestimientos, o reemplazando materiales orgánicos como en maderas petrificadas y , s e establece también como cementante de areniscas. Químicamente consiste en sílice amorfa con variables contenidos de agua. Calcedonia. Considerable número de investigadores han. de, mostrado que la calcedonia no es simplemente cuarzo microfibroso, como ha venido definiéndose en varios libros aún en uso; es un mineral de características propias, de forma m?crocristalina, brillo de cera y de color variable. L a calcedonia se encuentra en el pedernal (chert), siendo éste un compuesto de cuarzo u ópalo, o mezcla de ambos, con calcedonia como material predominante. T r i d i i t a . L a tridimita es un mineral formado durante la solidificación de rocas igneas, tales como rinlitas v andesitas.

124

INSTRUCT~VO PARA CONCREM

Escasi común encontrarlo en ellas; pero siempre en cortas cantidades. La tridimita es una modificación de la suice por altas temperaturas que la diferencian del cuarzo. Se presenta en cristales del sistema ortomómbico.

11. CEMENTO

Vidrios vol-08 udoiir O htermedias. Los vidrios volcá"cos aparecen en todas las variedades de rocas voIc&nicas,

y .su presencia es .t3im~lementeindicación de que, por enfria? a t o raPld0,. no tUK0 'lugar una cristalización completa. L~ Obsidíanaes otra roca v o ~ ~ h i cque a por su rapidez de enfriamiento quedó totalmente en' vidrio volcánico. Las rocas igneas se definen como 6cidas s i contienen silice en un porcentaje mayor de 65.j intermedias si este porcentaje oscfia entre 55 y 65% Y bhacas si SU contenido de sílice es menor de 55%. E] vidrio volchico, mas comúnmente encontrado en 10s agregados Para concreto, se encuentra rellenando los intersticios en forma de cristalización incompleta. Por 10 dicho anteriormente, puede apreciarse, en términos generales, con c u h t a &facilidad en los agregados para concreto, como comúnmente-Se Usan, se presentan entre .sus constituyentes-algunos InatWideS I ~ Q c ~ v O Sde los que pueden depender la durabilidad Y estabilidad de los concreta. De cualquier manera, cuando uno de estos materiales reactívos se encuentra Presente' en. los agregados para concreto, el efecto Perjudicial PUede prevenirse con tendencia a ser elirninado? Por 10 que el ingeniero deber6 valorar, y.. recurrir a 10s s i a m a s generales de prev~nciónen estos casos. LOs.anusis que se efecttían con sbjeto de deteminar el poder reactiva de 10s agregados, son: por reducción de &alinidad~.c sílice puesta en solución y medición de expansiones sucesivas a distintas edades, mediante barras de mortero almacen~dasa temperatura constante y en recipiente cerrado.

2.

Prueba aoeleraüa de fntemperismo

Esta Prueba tiene por objeto conocer la resistencia al intem~erismoque PreSenta un agregado y consiste en someter 10s diswtos f-afios de éste a la accidn alternada de inmersión en solución saturada de sulfato de sodio y secado.

resistencia alta" Proporistencías que 10s comunes esto se +?b@a la mYor gran.fmura. Los tieméstos ce-mentos, no se mo-

,

..

2O Se d g e a el gbX$ite~obxeuna suptx-ficieplgna, riada y no a b s ~ e * sirj&~p$b3i@~h -81s r>res. r-.

-

'

> S

^

39 Mediante el cucharón se vierte el concreto fresco en el interior del molde, hasta ocupar una tercera parte de su vo!umen. s

5q.El cono deberá llenarse en tres capas, la8 ~tX&?s se trabajaii cada una cqno se Wrdkq en. (39 y (491, solamente que al golpear con ia v8rilla. la s e g u n e y tercera capa, deberti tenerse la precaución.de que aquella no etre mas de 25.4 rnm.

fl

W1, -,h. &pa c~l@ad$.,arxte~onn _.a,

.i;&%t;p .;w 'm?. !

....;?;?*d:y.~,

132


'i9Inmediatamente después de la operación anterior se quita el molde, para lo cual debe sujetarse por sus asas; se quitan los pies de las orejas y se tira hacia arriba verticalmente y de una

manera continua.

W I

Figura. 136

CON

a-

. eseal i e del m so

-

-

la rnuestra de conc ada se toma la dif x> es; muy irregulaT de SUS diámelm

136

INSTRUCT~OPARA CONCRETO

'.-.M$zeliid$ra mecánica de dos velocidades (141)y 285. r.p.m&

(h$ . :l-%9.)* -

.&$&iente par$ mezclado de 5-lt de capacidad, en caso de fie

c ~ a t a i ,con la mezladora mecbica.

'

..

,

CúicEiarüla de'alb;Lñr~. .. 66metro. :. I?&sdI!: de wáteed 'k? absorbente, de -D:? -m.X 25.4 mp~. dees@,aabn ~ m t .~.152 a mm. de longitud. --. , .

' F b d o r . (Pis.-.1B119.1. . .. . r

< . S , -

I

s~p.p--'!g+.=:-,+ ;. .-m8$~&&a~i - . ..->y* . *fi ;amo i; .a+-*

.

..

,

'

a (3'). re intiiea en J . ' . EOW+&+ -el &no. 90ñite:,& ;Platillo,.previa. "".-:,m ,@%as?,<;,., .4 ' . -1 .. ~ W : @ v d a ~ e n td~tarrei e de &dad* d~rno&& 2;, Csíóca en el molde basta Renarlo. .\

'

3&-pnF~ A

C...>,-

-

.-/y

'.S,

-

1

INsTRUCWO P A R A

CONCRETO

5*,$e enrasa con la cucharilla, al nivel. superior del molde y se limpia el m.ortero que haya caido al exteria

6*'+Se quita.el miside ltivantándolo verlicaimente y de una manera continua.

142


29 Se centra cuidadosamente el molde c6nico sobre el plato de la mesa de fluidez.

-

12

'-

:.s. +

*

S. - . 148

.

8

-

149

, (&-LA c. INSTRUCTIVOPARA CONCRETO

E

Figura 137

..

l9 Se coloca el cono de revenimiento sujetándolo y centrándolo en el ciiindro, a la vez que el anillo de inmersión.

1

CONCRETO


mordazas cuidando que no existan fugas entre la junta del recipiente y la tapa. Una vez cerrado el dispositivo se pone en posición vertical y se llena con agua hasta aproximadamente la marca cero del tubo graduado. Se cierra el tubo de vidrio con el tapón y se inyecta aire a presión mediante la bomba, hasta más o menos. la marca 6 del tubo graduado. Se hclina e l dispositivo unos 30" de su posición vertical, y usando el fondodel .recipiente como centro, 'se le hace describir círculos con el

ta el tapón superior del tubo graduado. Agregando agua hasta super& al cero, en estas condiciones~seafora a cero con el menisco inferior del agua, abriendo poco a poco la válvula de purga- de l a -tapa cónica. Se cierra nuevamente y se aplica una presión' suficiente' para que el agua descienda en la columna. graduada, hasta la marca que coincida con el valor de la constante de calibración previamente calculada, más 0.1 a 0.2% d e a i h . Con toda precaución y lentamente, se hace escapar el aire por la válvula de inyección, para abatir la presión lo necesario p-a que el menisco inferior del agua coincida exactamente con

b) Aire.incluido en el ~ o n ~ e t o ' f r e s c o Procedimiento:

IQ Con una muestra representativa del concreto fresco que se va a probar, se llena el recipiente en tres capas iguales, golpeando con el pisón cada una de ellas 25 veces consecutivas.

I

160

161 INSTRUCTIVO PARA CONCRETO

Se quita la tapa superior de la columna de v m o , Y el embudo Y el tubo dispersar, se vierte ama nar la mitad de la altura del tubo Con bdice de 69

roscas.

K

"

-

INSTRUCTIVO

PARA CON(

11' Se con-ectala bomba y uniforp-m ente se sidn hasta la correspondiente para valor determina?-

--

1-

--y:.

e -

'O,

168


CONCRETO

13? Con la aguja del manómetro marcando el valor de P, se hace la lectura de la columna de agua sobre el índice de

vi-

drio graduado, a la altura del menisco inferior, con aproximación de 0.05. Este valor es el correspondiente a hi y d6berA re-

-

tapa 'del tubo con el índice! de vidrio, para la presión, hasta llegzir a la marca 0.07' kg./ , y en el transcurso 1de un minuto se quita tal

170


15? Se hace una nueva lectura del nivel de agua, sobre el tubo de vidrio graduado, con aproximación de 0.05. Este valor corresponde a h2.

Procedimiento:

174

CONCRET'O

INSTRUCTnrO PARA CONCRETO

F. RESISTENCIA A LA COMPRESION. La resistencia a la compresión directa en un concreto, es un lndice de su calidad, pudiendo derivarse de ella todos los valores de los distintos esfuerzos que se necesitan conocer para prever SU comportamiento estructural. para det"piaar> este vaior se r.equieren especbmee de dfmensionp defmidas que parden cierta ~dacróncon el tamaiio de los ?gregacl?s queres.tienfamando el m ~ c r e t oque se desee ensayax. enfe,. .&%do se parte.de concre@g+firescos, d molde s l c a r i n ai ~ espedmen d e pmb* es *cmdrico y SU tarnaiío depender&-de las dime$qn_p $e los agregados qye integren &nm*et& según el Síguleh e cuadro:

M&IMO

-6 . 4 o menos

-?= a

DB A O ~ Q A D Q

"

puiiradse

M o menos

M%

. h .

-

-

A LA

COMPRESION

D

pulsades m*. --mmz

102

pulgadss

4 '

-51

2

102

4

203

8

19.1 a 3 8 . 1

%al%

305

12

152

6.

38.1 a 76.2 .

ls.k.3

610

24

305

12

76.2 a 152.4

3

914

36

457

18-

& 6

UN CO-O

2.0

%

6.4 a 19.1

EFECM DEL DlAMETRO DEL l v i 0 ü E Y TAMAmO MIMO DEL MREGADO EN LA RESEKm

~ h A ~rbmzm A D:

Ra~dc16 A~

T U 0

175

,

Cuando el diámetro 4el molde no es el correspondiente para el -t0 máximo del agregada que se ha usado en el concreto qué &*a el espécimen, las resistendas vade acuerdo con la m a c a Nfh. 4 gcte muestra los porcentajes de resistencia aJ,canwdos en funci6n de 10~. aiámetros del molde y del tamaño miiximo de agregado.us@@G~a$diámetro no. es igual con a 2.0, sera corregida de. acuerdo la

m

'

El efecto de la'dad sO4& la resistencia de un concreto se muestra en la 6 y corresponde a los concretos hechos con distintw thPO~~&e. ~ n e n t o .Deben . considerarse co= rno una aproximacf'bn,~~ Cementos ae un mismo tipo pueden diferir en el desarol10.de su .mistencia; de cualquier modo,.constituyen .ma @fa Y san. de utilidad para conocer la relaadn entre ~esistenCIaSa dIstuitas edades. Los valores dados por la gráfica C O I ' W P O a concretos ~ ~ ~ ~ curados normalmente.

GRAFICA ~ 0 . 4

5

! t.

1

E D A D EN DIAS.

RELACION ENTRE LA EDAD Y LA RESISTENCIA A LA COMPRESION.

184

XNSTRUCTIVO PARA CONcRmO

s9 Después de vibrar o compactar la segunda capa, se adiciona una pequeña cantidad de concreto con la cuchara y se enrasa' al borde del molde, alisando la superficie.

CONCRETO

185

Compactación con va-

.. %a: . I

2v En este caso, el molde se iienará en tres capas, operándose con la primera de ellas (% del cupo del molde) tomando las mismas precauciones marcadas en Conaparctacih c m GWador (19.

I ll

194

INSTRUCTIVO, PARA CONCRETO CONCRETO

195

Preparación de la mezcla para emparejar las bases. Tres partes en peso de azufre en flor para una parte de arcilla que pasa por la malla Núm. 48 (0.297 mm.) constituyen los elementos para la elaboración de la mezcla. Esta es calentada entre 175 y 200°C, para fundirla, la cual después de logrado tendrá una apariencia viscosa y espumosa; para el empareje deberá dejarse enfriar un poco hasta que disminuya su viscosidad quedando más fluida, y desaparezca la espuma. El punto correcto de consistencia debe determinarlo la experiencia propia. El calentamiento y enfriamiento alternados de la mezcla después de una serie de ciclos proveen a ésta de cierta elasticidad que la hace impropia para usarse, por lo tanto, aun cuando'la mezcla pueda ser aprovechada repetidas veces, esto tiene un límite. Procedimiento : 19 Al ser tomados los cilindros del sitio que ocupaban duran-

.S-, .

.

. . ; ~ h w m a p u L n a dprovista a

de. gula; normales a *la base, con ¡Xe~re@6:'ti~iular en eí centro, de un diametro su%eiente o

,ha$oi; a -- . g l & la base del cilindro. M.a?Wo de cabeza de hule. ' E~Mtulas o cucharilla de albañil. .?

a t a s de papel impermeab~eo banda de hule-y'Ugw. CI'kol O recipiente. petálico para fundir azufre. ~ & ; i u a eiét&rica.

..

,

4.

Azqfre y arcüla fina cribada.

.

Cineel. _ . I

. Nivbl.

Cepiiio de alambre. (Fig. la.)

-

-

1- S e golpea ligeramente con el martillo la placa para despegar dq ella la mezcla de azufre.

204


l l

2* En la máquina de compresión hay que cerciorarse e que la aguja marque cero sobre la carátula.

d

CONCRETO

205

3* Se hace funcionar la m&uina de modo que el ciiindro de prueba se aproxime lentamente a la cabeza de c encuentre apoyo completo, sin ocasionar

209

CONCRETO

Descripción

placa base de cilindro probeta graduada de 1,000 ml. probeta graduada de 500 probeta graduada de 100 ml.

pás Para medir diámetros exteriorCono Para absorción Cono revenimiento

Revolvedora para concreto Sierra cortadora Tamices .'nlerl' (76, 38, 19, 9.5 mm. de 30 cm' de Y N ~ S4, .8, 14, 28. 4 8 1009 200< Y taw de 20 cm. de diámetro). (Juego) de Y 60' Varilla de fierro de 16 mm. entímetros de largo Varilla de fiemo de 9.5 mm. ( 3 ~ " )de d i h t r O Y 30 de largo Vibrador de inmersión vidno de colorn o m d para materia Orgánica

Cuchara de,albañil C h ~ l a ctfle - cada tamafio empleado) . Charola para secado Dispositivo de epowers~~ ' Escalas graduadas (30 m.) J Q ~ ~ á d de r a mrpintero A

Guantes de hule

aabeza de 'gma y dolumen conocido (2.83, 14.16,28.52' Y lt.1 (Juego) Medidor de aire uicigiao Mew Para la determinacion de la fluidez con de 244 min. (10") de d f h e t n , Mesa para l a determin~ciónde la fluidez con plato de 762 m. (30") de &&metro M o-

Mdi* de PSO

150

Piceta de 1,000 rnl.

.

Bisón met$lico para Placa de vidrio

m.de

diámetro y 300

Número de piezas 6

.

2 2 2 2

1 1 1 2 2

1 1

214


un margen bastante grande, pero sin embargo, mientras más se alejan de la proporción ideal gravan más el costo del concreto, ya que al aumentar el volumen de huecos, habrá que llenarlo con finos, cemento o adicionantes, que cuestan más, y aun con ellos, no se igualan las características de manejabilidad, con las de un concreto con materiales inertes idealmente graduados. La "manejabilidad" de un concreto, depende principalmente de la granulometría de los agregados, y manifiesta además, si esta manejabilidad no es adecuada, la pérdida de impermeabilidad y resistencia, debidas al acomodamiento deficiente del concreto en las formas; a su vez incrementa los costos de la mano de obra, de acuerdo con la mayor o menor dificultad que presente para su elaboración, transporte y colocación. Como uno de los objetos es conseguir mezclas lo más densas que sea posible, o sea, con el mínimo de huecos una vez compactadas, y esto sólo se logra mediante una combinación adecuada de los distintos tamaños de los granos de los materiales inertes, por tanto, debe verse con toda atención el aspecto granulométrico, el cual, para los casos generales, mientras más se aparte de las curvas granulométricas ideales, será menos eficiente, pues las oquedades tienen que ser llenadas con cemento, material que grava en forma definitiva el costo de los concretos. Como puede observarse de lo anteriormente citado en lo que a los agregados se refiere, el problema de obtener el mejor aprovechamiento de éstos, no sólo se Limita a conocer sus características físicas, como densidad, absorción, peso volumétrico, etc., sino a combinar todos los motivos de variación presentes y tratar de compensarlos para obtener la mayor eficiencia posible. Forma del agregado. La forma de las partículas de un agregado influye grandemente en la manejabilidad de un concreto, Pues a medida que su forma es más irregular, el problema de acomodamiento entre sus partículas, es mhs difícil, se presentan mayores porcentajes de huecos mayores que tienen que ser ocupados por finos, los cuales por su superficie específica mayor, requieren mayores consumos de cemento y por otra parte, la lubricación necesaria para proveerlos de la manejabilidad suficiente, hace que se requieran lechadas de cemento Wás ri'cas, lo cual en ambos casos aumenta el costo del concreto. Por su forma, puede dividirse en tres grandes grupos: canto rodado (boleo), triturado (aristas vivas) y mixto (producto de un canto rodado con trituración de partes boleadas). Las características de los concretos, usando 10s tipos de agregados que se citan, se Ponen de manifiesto al hacer observaciones sobre la manejabilidad del produeto y considerándola como función del contenido de cemento resultante. En otras palabras: para prove. a una mezcla de la manejabilidad necesaria para el traba30 a que se quiera destinar, se observará

,

,

. ,-. 216


7

o de los tamafios r~aginnosde 10s &egados tener 3

1

I

DIMEN~~ON MIN~A EN UNA SECCION

-

'

.

TmAo

mm.

~ n x w DEL o AQBEQADO EN

l

1

I

Losas

mm.

5 m.,13 m.,2a mm.,y 50 DTCQ. '(Ytá'.

01 PRODUCCXON. 762 o mayor..

1

38 a 76

1

152

1

38 a 76

1

76 a 150

4 sub:

1 fio&

1

O

1

Subdivisiones (clasificación). Uno de los factores más determinantes de las características de un concreto es la subdivisión en que se encuentran los agregados, puesto-que-dicho concreto debe considerarse homogeneo para un mismo aspecto de la obra. En muchas ocasiones parece lo más sencillo usar los agregados tal y como se encuentran en los bancos sin ninguna subdivisión previa, ya que frecuentemente la formación granulométrica de ellos se apega bastante a las condiciones ideales que se deben usar, sin embargo, esto no es conveniente, puesto que los agregados, en su expiotación, transporte y almacenamiento, sufren movimientos que .originan cambios verdaderamente notables en su granulometría, de tal manera que al tomar una cierta cantidad de ellos, pueden presentar características granulom6tricas verdaderamente distintas a las que inicialmente presentaban. En vista de esto, siempre será preferible separar los agregados en distintos tamaños, porque así la relativa uniformidad de cada uno de los grupos reduce en un alto porcentaje la segregación debida a las diversas fases de la operación. Las subdivisiones van generalmente de acuerdo con el tamaño maximo del agregado y con la clase de control que se requiera llevar en una obra. Debe considerarse como mínima la separación en arena y grava, pero siempre es conveniente, y se obtienen los mejores resultados, cuando la grava todavía se subdivide en distintos grupos. Asi, la subdivisión o clasificación que debe darse a los agregados es, en términos generales, la siguiente: Para agregados con tamaño máximo de 38.1 mm. (1%") convendrh tener: arena o sea material menor de 4.76 mm. (%/le"), grava con tamaño de 4.76 mm. a 19 rnm. (9í6"a $ k m ) y gravas con tamaños de 19 mm. a 38 mm. (%" a 1%:); si el tamaño máximo del agregado es de 76 mm. o 152.4 m. (3" o 6") las siguientes subdivisiones deberán hacerse precisamente en los tamaños indicados, correspondiendo entonces a cada

?!a7.,1"Y 2 ' ) .

Pr0duedeia.4 10s ae;rqa
3

218

.p~oPoBc;rON~ --

% ~ U ~ I V OPARA CONCRETO

. -- --.-

-

-

z=

por 10 ~ i & a ~ - h t e r i o m ila~ producción ~t~, de 10s agregada tiene un aspecto de verdadero interés, porque de ella pueden depender diversas condiciones económicas que influyen grandemente en la continuidad de la coi1strucci6n y costo de una obra. Siempre Será convenia+e conocer el volumen aproximadamente necesario de agrL&ados que se van a usar para la de una Parte o de la totalidad de una obra; así los diversos tamafio~necesarios para la integración de los concretos. Muchas veces ocurre que si la producci6n de 10s agregados no ha sido hecha con la anticipación debida o con la rapidez suficiente, la obra puede suspenderse en un momento dado; en otras ocasiones, sucede que la distribución de obtenida al clasificar los agregados, es deficiente en uno de ellos, originando por lo tanto su escasez y como consecuencia de ello, la imposibilidad de hacer un concreto determinado, salvo con grandes desperdicios de los otros tamafios sobrantes, con el Con~ig~iente entorpecimiento y encareairniento de la obra. Por las razones predichas es muy importante las variaciones que se refieren a este aspecto. ~n la Tercera Parte inciso A), párrafo a), se trata con entera claridad este aspecto.

I

D, TRANSPORm. E1 transporte de los agregados debe ser cuidadosamente vigilado, desde el punto de vista de las que en este movimiento pueda tener el material de que se trata; la atención que se debe prestar a este aspecto llega a su mínimo cuando Se tiene un máximo de subdivisiones, puesto que en estas condiciones el manejo de 10s materiales origina menos alteraciones granulométri~a~ que en los otros CWS.

El Control que debe llevarse durante esta operación se trata también en la Tercera Parte inciso A), párrafo a). E ) ALMACENAMIENTO. E1 almacenamiento de 10s agregados para poder disponer de ellos en un momento dado, debe hacerse también con determinadas precauciones, puesto que también hay que hacer movimiento de los misma agregados Y por 10 tanto se originan segregaciones importantes que pueden alterar las características granuiométricas y las cualidades finales del concreto.

.

~ k CLe1 ~ ~ lo cual - 0-a fuertes segregaciones y meto a medida que se v a tam8~idalos agregados de lQS alnsia,lo tan% debe *me c a a m i a t m hechos previamente; cu@quíaa otra condici6n de w c m e n t o que no el requisito de conservar más O m a o s l D @ O m e s las c-cterktic~ granuiométricas del agregado.

n. L

~ ú mS m ~ 1 1 ,.?W 1 IA)S A P

A

~

w

w

.~

n

~

~

~

~

siguiendo el criterio genera de pf::od~circ~n-ebs de buena de .1 awgados ,calidad y,costo -0, el ~ P O C ~ S O &, .qolver y cmcretos se a tratar mejor aprovechamento de &&OS; ofl-do . las mejares caJjdades, minwos desperdicia Y a ~ m ~ del m =tab m ~ ,twaj, de 10s materiales hasta donde no' p u m perjudiw general con la bon&& de $os. pmg$u&os. .Es~ 0 d - m k a%@owuebas*losar que el labomtorio debe, mediaate su cometi&o de conixol, e&& p~oit~e@n Y BLWa enlas labores que a 61 le atafLen.

hcm

~

-

221

PROPORCIONAMIENTO

Durante el desarrollo de este estudio se van obteniendo, simultáneamente, la granulometria "ideal" y las variaciones permisibles de las distintas fracciones que integran el concreto, . por lo tanto, siguiendo el orden progresivo de los cuadros y gráficas que a continuación se presentan, se observará el desarrollo del estudio, hasta llegar a las especificaciones finales, lo cual practicamente es el objetivo. Según la definición dada de lo que se llama concreto, el cual se origina por la adición sucesiva de los materiales que lo integran, este estudio se inicia con un concreto que únicamente tiene un tamaño máximo de 38.1 mm. (1%"), por lo tanto las fracciones separadas en que se encuentra subdividido el agregado serán: arena menor de 4.69 mm., grava Núm. 1 mayor de 5 mrn., y menor de 19.1 mrn. y grava Núm. 2.mayor de 19.1 mm. y menor de 38.1 mm. Basado en lo anterior el primer paso es definir las curvas granulométricas "ideales" para los agregados hasta 38.1 mm. (1%"). El procedimieiito empleado para la determinación de las curvas "ideales", está basado en la obtención de mezclas por pesos óptimos, en estas condiciones se obtendrán para dichas mezclas, la menor cantidad de vacios y por lo tanto los mínimos consumos de cemento. En todos los casos los pesos obtenidos por cada una de las fracciones, se relacionan con el peso de la grava Núm. 2, por lo que éste representara siempre la unidad (G2 1.0).

-

-

Determinación de pesos volumétricos de las gravas N Núm. 2 revueltas. Se inicia la formación de la curva gr ulométrica "ideal" (Pesos Optimos) . Peso volumétriw

-

kgJrn.8

1 439 748 759 756 762 750 728 723

1 1 1 1 1 1 1

.

222

INSTRUCTIVO PARA CONCRETG

Cada renglón representa un ensayo, en los cuales varía la :mt I de grava Núm. 2 y en la grava Núm. 1 se conserva Ón l a y lb. a rc

CUADRO N ~ M 4.*

DETERMINACION GRAVA

N= I /

GRAFICA DE L A R E L A C I O N GRAVA

G R A V A

N= 2

E N PESO

N= 2 = 1.0

25.0

1110

0.71

1760

1.40 n

8

'

.

60.852

1750

P o U

=

1740

%

*

2

InGpretaci6n en la gr&flca Núm. 8.

o 2 .

1730 O 0

a

1720

'1710

LO

.

I

I

I

I

I

Arena/Grava Núm. 2

1

; I

1.2

13

1.4

15

Ralocion Gr N* 4/61. N* 2 en pew ~ i l a k i c i n~ t i ~ ó i ' . i . i i s I

.,: e.="

l

..

'

-

GRAFICA

N*7

TRUC1lVO PdRA CON-

Q n F: ar&a/graVa Para el efecto, se establecen ias condieioncr que deterw-

n a r h 1- valore&?himo y máximo en el contenido de sena. 1. -0. Este valor del contenido de arena en 9% del totd de amegadas, quedar8 defuiido por 4 &&e de manelabilidad del concreto.

..

2-Límfte m-0. %te valor del contenido de arena en % del total de agregad- quedar6 definido por el m-0 c?9nsumo da cemento aceptable para conmtos con m. m b o de agregados de 38.1 &. '

'

a

CUADRO N m .5

1.85

260

OMETRIA IDEAL PARA AGREGADOS CON TAMAÑO M AX I M O DE 38mm. Ilb2*) 1.-

Curva

2.-

Curva r i a ~msdla del banco

Ideal para gravar

3.- Curva combinada, rel. WA.r 163

GRAFICA

N19

I

MCH

Nota:

I

70

30

4.56

Muy

OSO

i?Ar.M.Ar,

4.96

11.4

indican:

10.0

(

l

1.00

2.28

1.02

1.80

CI

CUADRO

2.48

260

I/d8 1

p r o p o r c i 8 n resultanla

38 m\

e N.

No.6

ña

O

EN CONCRETOS CON

y Muy Arenoso; rerpectivmntr.

- -

Buena. Pupero. Paso Aspero, Poco Amnow

RAs.

2.04 UiO

N,R, B. MB, As,

2M)

DE

DE L A ARENA

MAXIMO DE AGREGADOS

proporclanamien t o

Nuia, Rspula, Bwno.

Laa hlm

>

C

TAMAnO

LIMITES DE L A OSCILACION

Fil r

Noto:

O

':

_.

,a O

- -

O

o.

O

;

tocm.

re,,enimisE

O 6 0 10.0 11.0

4

;E""":$*; 1.13 2 0 0 5 . 3 2 1.98 3.24 4 . 6 0

"-

$'

~2

*$ 1.0 2.66 0 . 9 9

0

E

5, 2 0u .o.z O

CUADRO

N* 8

O

8.

2

:a:

-O

"E B ;E S ,

N

1 6 2 2.30 2 6 0 8.

9rovo N.l

proporción en P O S O resultonle.

8.M8,PA.MA. indican: Bueno, Muy Bueno,Poco Arenoso y Muy Arenoso respectivomente.'

'

3 5 1.15 1

I

y

b

4

0

u.:; : ? n

o

0 -

provo N*!

rel. opreaodos kps. de molerioles por pruebo

? a s ,

O

LIMITES PARA L A RELACION DE GRAVA NEtlGRAVA N o 2 DEL CUADRO N= 7

COMPROBACION DE LOS RESULTADOS OBTENIDOS EN E L CALCULO M LOS V A L O R E S

232

I N S T B U ~ O psRa CONCRETO

material deno-

Grava N b . 1 Grava Núm. 2' Grava N b . 3

.

Lo drterminocl6n

CUADRO

do1 p u n t o óptimo se represento en lo g r á f i c o

D E AGREGADO DE 76mm. ( 3 " )

gráfico

MAXIMO

N * 10

W11.

DETERMI NAClON DEL CONTENIDO IDEAL DE GRAVA No3 EN GONCRUO CON TAMAÑO

-

wa

?1

02 Q3

04

a5

üB 09

Reloción

a6 0 7 lJ

W

t3

14

15

1.6

Gravo Ng 3/Grova No2 en peso.

í.0

l.i lñ

i9

2.0

21

2.3

GRAFlCA NPy)

22

DETERMINACION DE LA RELACION IDEAL GRAVA N231GRAVA N22 POR SUS PESOS 0PTIMOS.-VALORES TOMADOS DEL CUADRO N= 10.

M*=

O

-

Nolo:

O

' O

MUY &ano,

Busno.

a prueba.

indinm:

Regular. Arenoso Y Poco a-,

.

maNo.i

material

Las Istras MB. B. R. A y Fü

b

de oprwdcr en peso

P W

mkntaa

kwn& Proporción par

respeciiwmnle.

O

5 2

O

v

0 2

CUADRO NO.l l

o

a o resultante

AJUSTES A LOS VALORES OBTENIDOS EN EL CUADRO NO. 8 PARA REVOLTURAS CON MATERIAL DE l lh" TAMARO 'MAXIMO, CON EL OBJETO DE ESTUDIAR LAS OSCILACIONES EN CONCRETOS CON MATERIAL DE 3" TAMAIJOMAXIMO.

5%

P R O P O R C I O N ~ O


VeIores conodd~ü:

Determinación del limite mínimo de la relación grava Núm. 3/grava Núm. 2. El límite mínimo queda definido por el más alto consumo de cemento que queda aún dentro de In ensten- - --- - -ble, para la manufactura de concretos con tamaño máximo de agregados de 76.2 mm.; por lo tanto, y con la seguridad de obtener concretos manejables, bastará conocer los contenidos de cemento requeridos para concretos con el máximo contenido de grava Núm. 3 y, apoyándose en ellos, deducir por cálculo el contenido de grava Núm. 3, para el más alto consumo de cemento eqecificado. Se considera que'para el concreto con tamaño máximo de agregados de 76.2 mm., formado por un agregado del tipo "canto rodado", el consumo de cemento no debe excederse en &gún caso para los fines prácticos de 290 k c / m '.a . ---- De acuerdo con lo explicado anteriormente, se procede al cálculo del límite mínimo de la relación: Grava Núm. $/grava -Núm. 2; para ello se hace necesario conocer los siguientes gatos tomados del cuadro-Núm. 12 y que a continuación se citan: Cd,P,Pi,P,,Po y el contenido de cemento considerado como máximo más conveniente en cada caso (Cc).

-

-

-113.3 22.3

4

195

245

73..3 40.0

4

208

258

67.9

37.'0

104.9

19.4

3

233

283

63.3

39.0

102.3

16.~3

3

237' 287

57.6

37.0

94.6

13.4

Valores por conocer: -

Cd: Contenido de cemento en kg./m.= resultante para cada uno de los cuatro concretos elegidos en el cuadro Núm. 12. Cc: Contenido máximo deseable de cemento en kg./m.' fijado estimativamente, no debiendo en ningún caso ser mayor de 290 kg./m.a. (Para definir el límite mínimo de grava Núm. 3.)

VI: Volumen absoluto en lt. de la lechadri. que con el contenido de cemento (Cd) y la razón A/C de 0.60 forman un m.$ de concreto con tamaáo máximo de agregada de 76.2

P: Peso total en kg. de los agregados que integran las mezclas con tamaño- máximo de 38.1 m. del cuadro Núm. 12. PI: Peso en kg. de grava Núm. 3 para la formación de las mezclas con tamaño máximo de agregado de 76.2 rnm. del cuadro Núm. 12.

VLP: Volumen absoIuto en lt. de l a lechada que resulta de las mezclas de prueba para los -e se obtiene el valor (Vi).

J

',??k

P f Pi = Total de agregados que forman las mezclas %.tamaTio máximo de 76.2 mm. del cuadro Núm. 12. P3: Peso en. kg. de grava Núm. 2 incluida en los concretos con tamaño máximo de agregados de 38.1 rnm. del cuadro Núm. 12.

Razón A/C usada en las pruebas 0.60 Dn: Densidad de los agregados 2.50 Dc: Densidad de cemento 3.16 Pvol: Peso volumétrico de los agregados 1,620 kg./m.' (promedio). A continuación se dan a conocer para cada tipo de concreto y número de ensayo correspondiente los valores que servirán

de'base para el cálculo, tomados del cuadro Núm. 12 como antes se indica.

-

Vn: Volumen en lt. de los c i c r e t o s que resultan de las mezclas de prueba con tamaño máximo de agregados de 76.2 mm. para el contenido de cemento (Cd), del c u a a o NOm.

a.

-

kc: Contenido de cemento en kg. en el volumen (Vm).

e

'

VI: Volumen de concreto en lt. que resultaría a l consider m e las mezclas del cuadro Núm. 12 con el contenido de cemento (Cc) en vez del que les corresponde (Cd) .

p4: Peso en kg. de grava N@n. 3, en los concretos con tam& máximo de agregados de 76.2 mm. y el contenido de cemento (Cc), para obtener el W t e mínimo de grava Niun. 3Límite mfnimo buscado de b relación grava N b. -. 3/grav8 Núm.2 = P,/Pd. - - . C I

*.v.

*

3piigOdor

el aioQo No. IZ mwpmdWa d rrhiao dd mhml& mQtiro wn~blblods gmvo

Lakrcmchkbx se gkmiromn cmsldmndo u, emuno d. S O t q m a d r wnno por mt
TAMAÑO MEDIO DE 3"(76.2mm.)

CARACTERSTICAS DE OSCILACiON PARA CONCRETOS DE

CUADRO

No. 14


LIMITE MATERIAL Mínimo

1

IDEAL M
Arena .................

1.16

2.13

1.300

Grava número 1. . . . . . . .

1.11

1.63

1.125

Grava ndmem 2. . . . . . . . Grava número 3 . .......

1.00 0.59

1.000 2.76

1.400

Porcentaje de arens.' Porcentaje de grava 1. Porcentaje be 2. ercestaje de g r a 3. ~ porcentaje de gmva 4.

.

246

INSTRUCnVO PARA CONCREl'!3

vi

-

P R O P O R C I O N ~

0.58 1.50

w =

1,ooo- vag

W =

+2.68 X 23.6 -'2.63

v = 1,000

-790 = 210 lt.

.

'

S-

1+0.58X3.15

C s74X3.15 =233kgba

PB - 1 : - : -a. - G - A c c c

+ Vc - Va

1

.

GEUW 1 = 2077 x 36.4 = Grava 2 = 2077 X 23 .'6

Vi

Vc =

Deduecidn de la fórmula:

Vi = Va Ve e Vi

2.83

+'( A / C X Dc)

E

756 kg/m.a 490 kg/m.'

-

Po = 1 : 3.57 :5.35 : 0 . 5 8

Subst. Va = A/C Pc

Va da la fórmula A/C = Vc = Vi

-A/C Pc

Pc

Subst. Pc = Dc Vc

V c - V I - A / C D c Vc Vc V c A / C D c = Vi Ve (1 A/C Dc) = V I

+

+

Pc dwpejando de Dc = vc

Agua

. .

Mediante la sustitucidn de las literales por los valores conocidos y siguiendo el orden de las ecuaciones antes expuestas, se llega al conocimiento de la proporción básica. Ejemplo:

Proporción básica para concreto de f'c = 275 kg./cm.' de resistencia a la compresidn a los 28 días de edad, con revenimiento de 6 cm. y fluidez de 50%. Carsctarfsttca de 1-

Cemento = 233 s 3.15 = 74 1t. = 831 + 2.57 = 323 lt. Grava 1 = 756 s 2.65 = 285.1b. Grava2 = 490 + 2.68 183 lt.

Arma

materiales:

-

= 233 X 0.58 = 135'lt.,

1,000 lt. (1,000 f S lt.)

Cuando la grava se encuentra dividida en porciones, habrá , necesidad de subdividir el valor básico encontrado para d a d encuentre dividida, Por 10 tant+b en tantas partes como ésta será necesario conocer, o bien la granulometría real encontrada en los análisis granulom6tricos iniciales, si es que éstar' se apega lo suficiente a la curva grandométrica ideal, o S& pretenda usar la totalidad de agregados porque así convengd en algún caso. Es entonces cuando el valor básico encontrado para la grava se repartira sencillamente en los distintos por7 centajes que cada una de las porciones de material (agregadq grueso) muestren las granulometrías estudiadas. Estos diversos tamaños de grava frecuentemente conduc a errores de interpretación en el modo de designarlos, tando bastante molesto estar recordando los tamaños y máximos de cada fracción para distinguirlos; por 10 ha convenido que los distintos tamaños de grava S nados por los números 1,2, 3, etc., siempre en forma te al tamaño; así el proporcionamiento básico de Un

.

.'

248


cuyo tamaño máximo es el de 152.4 rnrn. ( 6 ) y por tal razón la grava tenga 4 subdivisiones, deberá expresarse como: cemento, arena, grava Núm. 1, grava -Núm. 2, grava Núm. 3 y grava Núm. 4. La proporción básica calculada en la forma que se explica anteriormente es netamente teórica: los resultados, en lo que respecta a consistencia (revenimiento), que se obtengan de ella, pueden diferir de los deseables; esto se debe a que la cantidad de lechada es solamente un volumen igual al de vacíos de la mezcla faItando la necesaria Para envolver todas .v cada una de las partículas que la integran; esta película, que recubre los agregados en conjunto, presenta un volumen considerable y de ella depende el revenimiento y fluidez de la mezcla que se estudia, como este último valor queda definido por las condiciones de manejo y acomodamiento de acuerdo con los moldes deberán ajustarse prácticamente a lo deseable, en donde la única variante será el volumen de lechada. Teniendo en cuenta lo anterior, el volumen de lechada calculado por el sistema antes descrito. siern~remarcara iin --- vnliimen menor que el necesario, debiendo aumentar éste más o menos según el revenimiento y fluidez que se le haya asignado a la mezcla. De cualquier manera es la Única guía cierta para aproximarse a la proporción básica corregida, con resultados satisfactorios. El ajuste de la proporción básica teórica a la proporción básica corregida se logra mediante adiciones de lechada A/C hasta conseguir el revenimiento, fluidez y manejabilidad deseada. El procedimiento se describe en esta Seainda Parte. -~ a) Razón A/C. Se entiende por razón A/C a la relación que existe entre un peso determinado de cemento y el peso del agua necesaria para obtener en el concreto la resistencia y manejabilidad requeridas. Haciendo breve historia, la razón A/C es un valor que vino a revolucionar y por último a definir el comportamiento de la resistencia de un concreto. Contrariamente a las teorías antiguas en donde este aspecto no habla quedado definido, pues se suponía que la resistencia de un concreto dependía exclusivamente del grado de acomodo de sus partículas, el cual debía ser lo suficientemente bueno cualquiera que fu-era la cantidad de agua adicionada a la mezcla, se demostró que no era verdad, a pesar de los distintos medios de com~actaciónque trataron de dárseles a los concretos y que variaron desde uno tan seco como fuera posible, compactado a pisón, hasta lo que comúnmente se le liar--ku a w a <
---

o---nnr

.

250

INCTRUCTNQ .PASA CONCRETO

vez que use mara de cemento distinta. Por las razones expuestas .antes, ia gr8fica Núm. 12 d&e constituir solamente una guia preliminar, la cual jr& -8ndose a medida que las observaciones obteaidas en resistencias

d9d deee#rda Se llama

o.satjsfacen la candi ones, r+rrmtes al peso de agiiia adicionada a ia mezcla,

252

, 4,

.

253

PROPORCIONAMiENTO INSTRUCTIVO PABA CONCRETO

teriales, para obtener las cantidades en kilogramos que hecha la mezcla, satisfagq el requisito de con.ción y superficialmente seca en los agregados, es mediante que a continuación se muestra, éste permite una viclara y sencilla en las operaciones.

directamente el proporcionarniento. basico, hacer la mezcla de los materiales y observar la manejabiiidad del concreto obtenido. Si la humedad de los agregados difiere en más o menos de la que debieran presentar para estar saturados y superficialmente secos, deberán hacerse las correcciones por los valores de humedad total y absorción.

CANTIDADES PARA U N

Corrección por humedad t o t a i y absorción. Se*

la definición que para humedad se da en la Primera Parte 1-G1-(19 a (4v), y que dice: "la humedad en un agregado esta compuesta por dos valores: humedad de absorción y humedad superficial y se expresa como porcentaje en peso del material húmedo"; en la que el valor de la absorción queda incluido. El peso final de los materiales con relación al peso inicial de los mismos, o sea el que marca la proporción bhsica, sera:

PRO-

Cemento. 1.00 2.000

HUMEDAD

...

...

AJUSTE

ABSORCION

...

...

finale Pesoe

2.000

Pf:Peso final requerido para satisfacer las condiciones de sa-

turado y superficialmente seco. Pi: Peso inicial del material saturado y superficialmente seco considerado y tomado directamente de la proporción bksica Ht: Porcentaje de humedad. Ca: Porcentaje de absorcih.

;4

# - .

Si a cada peso inicial ( P i ) de los materiales arena, grava 1, grava 2, etc., se hace la corrección citada, se obtendrh los pesos finales (Pf).de cada una de las fracciones que satisfagan el Peso requerido de material, equivalente al peso saturado y superficialmente seco dado en la proporción b5sica. Ahora bien: si los materiales se encuentran fuera de la condición de saturados y superficialm~tesecos, el contenido de agua, propio de la razón A/C escogida, se vera alterado en más o menos si no se toman en cuenta las cantidades de agua que c%mtengan los agregados para considerarlos saturados y superficialmente secos; por lo tanto el contenido de agua final ser&: Af = Ai

-

La finalidad que se persigue con las correcciones de humedad total y absorción es: exclusivamente no alterar las cantidades ni características de los agregados considerad@ 9 la proporción bbica, y especialmente, conservar la razón A/C en peso especificada. El procedimiento meclinico para hacer el ajuste y observar su comportamiento a la- manejabilidad de la mezcla resultante, se describe a continuación:

+ PiA ( "

) + PiG1 ( HtGl ,+ CaGl

+

l

las mismas correcciones y que conduce también a los pesos finales de cada uno de los

7

Charolas de lámina galvanizada de 70 X 50 x 10 cm. Báscula con capacidad de 125 kg. Guantes de hule. Probetas graduads. Cronómetro. ~ revenimiento.* -a*u i- r t opara Equipo para fluidez. ** Equipo para manejabilidad (esfuerzo de remo1deo)-***

256


39 En una charola, previamente humedecida con un lienzo mojado, se vierte la arena, se extiende y sobre ella se vierte el cemento.

4q Se hace homogénea la mezcla, la cual se conoce en que el conjunto presenta un color uniforme. .

-

260


12? Para lograr que la mezcla de la consistencia requerida, se le hará adiciones sucesivas de lechada con A/C igual a la especificada. Esta operación conviene hacerla, colocando el cemento seco en una oquedad hecha en el centro e inmediatamente poner el. agua correspondiente para la -ón A/C en uso.

determinar la consistencia

" C.tidades

el ajuste: .según p.i;opor-

de materiales pb8sica en (15). Grava Núm. 1 Grava NCim. 2

Ffgnn 208

139 Se mezcla el agua uniforme.

Y

cemento, hasta obtener una lechada

- 179 Cantidades

4.180 kg. 1.160 lt.

.

.

adicionales de cemento y agua requerida,

a obtener la consistencia deseada.

0.150 kg. Agua (razón A/C =0.58)

0.087 lt.

MATERIALES

Arena.. ................... .- .

. Grava i ... :,.............,... Grava 2. ..................... - Agua (lt). ....................

7.140

- 6.520 4.180

1.-160

-

7.140

-

6.520

-

4.180

+ 0.087

1.247

, *., ; .1

íNSmuCMv0 PARA c o N m

262

PROPORCIONAMIENTO

19P Usando la fórmula (8) queda la proporcib basi& teórica Y tituy tu yendo en ella las literales por los pesos correspondientes a los finales del ajuste, se obtiene:

CA

. 2

Q í

,G

:

l.--.-7 140

6.520

Ag ............................. 4.180 -.-

1.247

, . - '..2;150 . f .'. 2.150 ','2.Xm ,' 2.150

.

.

.

~ P r d r c i 6 n - b & a corre&& : 1:3.32 :3h3 . :1.94 :0.5&.

k el cont.&do de cem&to'k&ante . . pwerida . , . sertí: . - . - -. .

1.000

:

para la .bnsistenda

. . sustituyendo '

.. .- .

.4

-

..

-.

..

+ -

=

-. - .; '

'

1 3.15

..

>

-. .

*

' +

-

3.32

2.57

t..-,

.

1.000 +

.

8 . 9 fl.94

2.65 - 2.M

de donde se obtiene:

+

0.58,' 1.9

.. .-

'* 'de:. klq-&i& pukde -observarse, la'diferencia entre el consumo eemento calculado
w s t e , lo cual representa t m 4.68%, rnisrno que ha sido suficiente para cubrir las partículas del agregado y obtener una mezcla con el revenimiento, fluidez y manejabiiidad requeridas.

--

Gomprobací6n fina& Partiendo ae la proporción basica hacer una vez m& una comproba-d6n de la mezcla en .cuanto a sus características de manejabi'lid& y &unbien de ~ e n c i aa las diferentes edades, o a las ,q3e se hayan especificado. Para 'ello se darán los pasos siC)

- .qwegf.da (191, se reQuig-entes .

:

.

~E&jp0:

; *BBSC&~ 'dg 125 t

a e r-?apacf&d. ~ 0 1 v e ~ o r a . a ika&.@dztd .i m5ninia 'de 0.5 saco. 33-5o 98 l t Ghar~las.de1-B. bizada da de 74 x 50 X .lQ.cm: Bote con'capatidad nSdqa. tic 15 lt. 5.' ori>betas .graduadas de lf@C) .d. Cron6m&tl.o. Esuipo para consistencia ireveními&to). Equipo para fluidez '

. >

Equipo para esfuerzo de remoldeo. Equipo para fabricación de cilindros.*

263

S4

, 1 1'

I N S T R U ~PARA ~ . CONCRETO

19 Se pesan w r separado cada uno de los materialed que se necesitan para. la formacirin del concreto y se manti en en Gharolas hasta el momento de mezclarlos. P %-de cwágo$ain~te.eI agua necesa@t+,para b d a -.

en

yo^^(. ,a . ,

l

+

'

":'';?+y y.:., -;.

S.'.

',

,,t.

-

en: Primera - ,--. Parte .- . -N-Ade (ZQ) a (8Q),'C)-b) de (lQ) a (89) 129 Observadas las características de manejabilidad de la mezcla resultante. las cuales deberán- coincidir. rnn las -- nrevistas y obtenidas' ya en el ajuste, dentro de pequeñas va%ciones normales por la diversidad de los procedimientos, se vierte la totalidad del concreto en las charolas, se desprende el mortero que pueda haber quedado adherido en las paredes de la olla y se llenan los .moldes cilíndricos en la forma señalada en: Primera Parte IV F) a) con vibrador (lQ) a (5*) o con varilla (2Q)a (5'1, dependiendo del equipo disponible para elio.

13? Se toman las precauciones de descimbrado, curado 9 aimacenamiento S-aladas en : N F) b ) (1') a (4Q),se esvera a la edad de vencimiento para su prueba a la compresión; para lo cual se seguirán las instrucciones marcadas en: Primera Parte IV F) c) y d ) . Ggneralmente, los ciiindros elaborados deberán probarse a las edades de 3, 7 y 28 días y especialmente la reiistencia unitaria obtenida a los 28 días de edad es la aiie define la . -.~..- --. resistencia real del concreto obteni'do. Sin e m h a r ~ ~ . - r ñ"-~ ~ n desee obtener una resistencia aproximada a 28 días, cuando apenas se conocen las de 3 a 7 dias, se deberá usar la g-ráfica ---- -Núm. 6 Y ésta dará úna apreciación de lo que a 28 días se puede obtener.

m 1

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0-

-

15QSobre la gráfica Núm. 12 se deber5 investigar- si a -ra-- I --zón A/C escogida para la prueba reaimente corresponde a - l a -- rementn ---- ----- en i---, deseable. lo cual permitirá cataloszar el i c n aciu1nándole.el valor a e A a que corresponde, para que en ensayos subsecuentes ya se tenga conocimiento de su comportamiento a la resistencia y sea posible elegir certeramente la 1-azón A/C conveniente para cualquier resistencia aue se desee. 16QLos datos finales del ensayo podrán entonces reportarse, asignándoles un coeficiente de seguridad. - , el -- cual denoniíerii del equipo y sistemas en uso en la o % r < - ~ s taspecto e se trata en: Tercera Parte: B. '

1

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--

--F-^^---

e

-

Los adicionantes son productos que se añaden al concreto para proporcionarle ciertas ventajas. Entre ellos, y diviados en grupos, podemos citar: a) mxoZalzas; b) dkpersantes; c) aceleraates, y dj i n ~ z u s o ríie ~ aire. A continuación se hace una breve descripción de cada uno de d o s y la función que desarrollan al mezclarse en el concreto. a) Puzoium. Desde hace mucho tiempo se descubrió que ciertos materides silíceos, finamente moIidos y mezcIados con cal,

. --

1


Propiedades del concr@o fraguado. Besistends a la compresidn. En general, en concretos ricos y cuando se toma como base un igual revenimiento, las resistencias iniciales ion bastantes menores; a edades de tres meses se igualan y a un año super* a .las obtenidas mediante. concretos hechos con puro cemento Portland. Su influencia a este respecto, cuando se usan en concretos pobres, es menos fuerte; pero debe aclararse que la comparación de mezclas, igualando revenirnientos, no es Correcta en tal caso, pues con la adición de puzolanas la manejabilidad se incrernenta grandemente y las características de la misma definen la posibilidad de manejo de las mezclas, que pueden ser usadas con revenimientos menores, lo cual significa menor contenido de agua y, por lo tanto, mayores resistencias. La prueba comparativa que realmente d fine la^ caracterkticas de manejabilidad es la de "esfuerzo l e remoideo" incluida en: Primera Parte. En estas condiciones las resistencias a edades distintas son substancialmente iguales a las que se obtendrían en concretos con puro cemento Portland.

Intemperlsmo. El intemperismo se determina mediante pruebas -de hielo y deshielo: Adicionado. el conqeto con puzolanas,.la resistencia al intemperismo decrece en relación a la del concreto de puro cemento Portl-6; pero si al mismo tiempo se le incluye aire, se obtiene un resultado distinto, mejorando -demente la resistencia al intempensmo.

Calor de hidrstacibn. El calor de 'hidratadón es siempre mayor para un cemento Portland dado, que para una mezcla de ese mismo cemento y una puzolana conocida. Este aspecto es de gran hportancia cuando se cqnstruyan blogués de concreto en masa para presas.

L

272

ZNSTRUCTNO PARA CONCRETO

esta última que pone de manifiesto la necesidad de menores contenidos de agua. No sólo es necesario hacer resaltar el hecho de restar agua para disminuir los efectos perjudiciales de su exceso dentro de la..masa de concreto, sino que automáticamente viene un descenso en la razón agua-cemento, la cual, como primer paso, provee al concreto de resistencias más elevadas en todas sus edades. Conjuntamente con la ventaja citada, el uso de los agentes dispersantes proporciona al concreto otras más,como: manejabilidad, uniformidad de la mezcla, sangrado reducido Y, por Gltimo, disminución de contracciones en la masa de concreto aun fresca. Ya fraguado o endurecido, provee al concreto de las propiedades siguientes: más durabilidad, más densidad y en consecuencia, mayor impermeabilidad y menor absorción. Los dispersantes pueden servir en otro sentido, aprovechando sus propiedades, o sea, para obtener concretos con características semejantes a los fabricados con puro cemento, a un costo menor, es decir, disminuyendo el consumo de cemento a medida que se aprovecha la eficiencia del mismo. Este efecto de ahorro es variable y depende de muchos factores, tales como: tipo de cemento, finu~adel mismo, consumo por metro cúbico de concreto, forma, tamaño del agregado y consistencia del concreto.

c) Acelerantes. Los acelerantes son materiales que se usan con cualquier tipo de cemento, y sus efectos pueden ser iguales, cualquiera que sea el tipo de agregado, diseño de mezcla o calidad de concreto, puesto que sólo reaccionan con el cemento. El efecto principal de este tipo de adicionantes se registra en la reducción del tiempo necesario para el fraguado inicial del cemento. Generalmente proporcionan resistencias tempranas mayores que las del cemento solo, pero a edades posteriores presentan poco o ningún efecto. Otra propiedad digna de tomarse en cuenta es que, durante la aceleración del fraguado, tienden a elevar la temperatura del concreto, lo que es aplicable en los casos en que la temperatura ambiente es tan baja que pueda ocasionar congelamientos en el concreto, evitando que fragüe; en consecuencia, los dos efectos se contrarrestan y el £raguado se verifica en tiempos correctos. El empleo de estos materiales es bastante delicado por lo que requiere amplio conocimiento de sus características. De la dosificación de -los mismos depende que en vez de acelerar el fraguado lo retarden. d) Inclrisores de aire. Cuando los materiales inclusores de aire se agitan vigorosamente, mezclándolos con agua producen espuma, originada por la menor tensión superficial de la solución. La cantidad, dispersión y estabilidad de la espuma

P B. . O P O B ~ i ~; ~ U ~

2'73

aumentan ea la mezcla en razón difecta' a la adicitin de .P. arena, agua y material inclusor de aire. La grdul0znetrT:a de la arena, el tiempo y vigor del mezclado.psentan su ulfluencia en el efecto producido por es- materialesi efeeto que es , menor a medida que la mezcla de arena y cemento es. más rica, se trata de F a mezcla de cemento y agua. y nulo -do En la mezcla de concreto, la U i d W n de aire varia inversamente al contenido de cemento y directaente al de mna, en ei total de agregados. Ademb de 'lo ahteríor, lá ~ q t i d a d de aire aumenta cuando se aumenta e l ' x i e v ~ n t 'o o flufdez de la mezcla. ~ctafdo.Mcialñiente se Regdaeí6n de la c~ptidsdde había supuesto que adicionando ai dhento, desde'su- fabnlcación, una cantidad de material ir~clusoi:de aire, se obténdrian ventajas de control en el propio cemento, peso esto resul.t.6 contraproducente# pqesto'que c'ua].quior variación en el tipo de agregado, contenido de meha o cemento, trae coma consecuencia una inclusi6n de aire; maydr o mehor, para una cantidad constante de material inclusor de aire, en funudn del peso del cemento. Por la raz6n S;genar<~uedbdecidido como del -materid-hdt@t más conveniente el usq inñepen de sire, hasta satisfacer d.requisito n~esarioen cada . . de.

,f

Efectoto del sire inoluidu en los conmtoa. El &icto.de;~los llamados inclusores de aire en la&propiedad% del concret0.e~ . . una función de la cantidad y condieiQn'de/ &e..influTdct, esto es, del número, tamañw y grado de &cribu$bR [email protected]&iu'as de aire en el mortero eompoaente de 21mezcla, m& bien que del volumen total de aire .incluido. Este &&o, en u i g e ~ d , puede remimirse- como sigue: el a&e incluido actúa como medio muy e l w c o , estable y de gran y W - * d e lubricación en el agregado fino, y su p w e n d a permite: lV Una marcada reduccion en .,la-&n A/C p e para producir una mhejabilidad deseada en la .mezcla. . 29 Una r;educciÓn del volumm ábsoluto de la arena iwal al vdumen de aire incluido, con lo -cual'reduce el área total del agregado que debe ser Iilbricad~ ..'can la . pasta agua-cmento.

3* La reducción de la raz6n A/C básicamente aumenG la resistencia y d ~ b i l i d a ddel medio cementante y k reduecidn en el total del agua presente +n l a mezcla, evitando la formación de canales a través de 1%.mása de con~reb,por' 10 cual se reduce la permeabilidad. y el sangrado. 4* Numerosos vacios de a&!, bien dis ersados, proveen al concreto de depósip ~ f Jzi & c Ó k m 8 6 n de las preslq W e a & pm los m 6 m e n t s s de yolumen, eauaados cambios de temperatura y Pór la3ekptUBi6n-delagua al larse. Esta conttibnción a la d ~ ~ ~ ~esaund eds f'u e g %

;

INSTRUCTIVO

razón A/C reducida y a la carencia de canales producidos por el sangrado dentro del concreto.

Pruebas de laboratorio para la dosificación de adidonantes osificación de un inclusor de aire

.

l9Se prepara una mezcla de concreto bien dosificada para la resistencia deseada. (Mezcla testigo.) 2v Se prepara otra mezcla con las mismas características la anterior y se le .agrega el indusor de aire variando su tidad, hasta obtener un contenido de aire incluido ent Y 6%. 39 Se elaboran cilindros de 'prueba con la mezcla testi con la mezcla con inclusor, tres para cada edad de prueba resistencia de los cilindros de prueba no deberá ser menor 90% de la correspondiente de los testigos. Dosificación de acelerantes y retardantes del fraguado

.

m-

PROPORCIONAMIENTO

PARA CONCRETO

l9Se prepara una mezcla de concreto a la cual se le quiere modificar el tiempo de fraguado. 29 Se pasa el concreto elaborado por la maila Núm. 4. 3' Con el mortero obtenido se determina el tiempo de fraguado con el penetrómetro. El tiempo de fraguado inicial es el tiempo transcurrido des~ u é sdel contacto inicial entre el agua y el cemento, para que el mortero del concreto alcance una resistencia de penetración de 35 kg./cmePY el tiempo de fraguado final presente una resistencia de penetración de 281 kg./~m.~. Dosificación de puzolana en substitución de cemenw

'%Besistencia 1 . s e Prepara una de concreto bien dosificada para la deseada (Testigo).

29 Se calcula la cantidad de agua por metro cúbico en la mezcla testigo. 39 Manteniendo fija la cantidad de a m a calculada Y el volnmen del cementante, se va sustituyendo ~ u m l a n aPor cemento en distintas proporciones. "Para mantener fijo el volumen del cementante, el v01umen que se ponga de puzolana se debe quitar de cemento; para d cálculo del volumen de puzolana que se agrega se empleará un valor para la densidad de 2.s7

Consumo de cemento por m .' de concreto 300 kg. Sustitución del 30% del peso del cemento Por ~ u z o l m ~ . Volumen de 300 kg. de cemento =300/3.15 =95.2 ltpeso de puzolana que se agrega 300 x 0-30=90 kg. Volumen de puzolana 90D.47 =36.4 lt& eo s' de cemento sustituido: 36.4 X 3.15 = 114.6 kg. 49 Se elaboran tres cilindros para cada edad de prueba- Y Para cada dosificación de puzolana, así como del concreto testigo5~ Se prueban los cilindros testigos a 28 días Y se registran 10s resultados. 69 Se prueban los cilindros Con pumlana a 91 dias y se cmilpara la resistencia obtenida con la de 10s d h d r o s testigos P F bados a 28 días. 79 Se elige la cantidad de puzolana con la que se obtenga mejor trabajabilidad sin afectar la resistencia proyectoDosificación de nn adicionante flni-te 1 9 Se elabora un concreto (Testigo) para la resistencia deseada y otro al cual se le agrega el fluidizante preparado según indicaciones del fabricante en distintas cantidades hasta obtener l a manejabilidad deseada. 29 La efectividad del producto fluidizante se determina Por la cantidad de lechada que sustituye SU empleo.

Nmn: Los aditivos que s e empleen en las obras deberán ser ensayados y aprobados por el Departamento de ingenierla =perfmental y Laboratorio de la Obra deber6 hacer las prúebas necesarias p- Qbte ner la debida dosificación. -1

L

1

TERCERA PARTE PRODUCCION E INSPECCION

G E ~ A D E SOBRE S EL CON!í!ROL

en la Primera y Segunda Partes de

280

INSTRUCTNO PARA CONCREXO

ha necesitado para desarrollarse y el costo que resulta en las labores desempeñadas. De este control, por decirlo asi histórico, se pueden desprender datos y valores de suma importancia que permitan al ingeniero constructor conocer en un momento dado, las condiciones de la obra que ha ejecutado y prevenir las necesidades posteriores hasta la terminación del trabajo. En resumen: el Laboratorio en una obra siempre presta ayuda y da seguridad suficiente para llegar a un resultado mejor, que invariablemente resultará más econdmico que si se hubieran desconocido todos los aspectos del avance de1 trabajo. 19 Inspeeci6n en el campo. Para que satisfaga su objeto un Laboratorio, se hace indispensable estar estudiando y observando todos los pasos necesarios que se deben seguir para llegar al resultado final; por tanto, se debe establecer una inspeccidn regular de todos los aspectos que interesen, e i r registrando las variaciones que se vayan notando; para &o será necesario tener en el sitio de la obra un pequeño laboratorio, en el cual se puedan desarrollar estudios de rutina que servirán para marcar las variaciones tantas veces citadas, lo cual permitirá desechar un material o bien aceptarlo, si se considera que todavla es capaz de quedar incluido dentro de las caracteristicas aceptables que se hayan especificado. para lograr lo anterior, aparte del Laboratorio de campo indispensable, deberá adiestrarse y organizar un personal que pueda atender en forma continua, todas las maniobras que se necesiten para la obtención tanto de agregados, como del concreto mismo hasta su terminación.

2q Laboratorio de campo. El Laboratorio de campo deberá estar dotado del equipo mínimo indispensable para determinar aquellas características susceptibles de variación y deber&estar localizado en un sitio lo más próximo posible a las operaciones que esté controlando. La función de este Laboratorio consistirá en estar aportando continuamente valores que permitan el conocimiento de la calidad de los materiales que se estén usando. En estas condiciones deberá emprender pruebas continuas desde la explotación de los agregados, hasta la colocación, terminación y cuidado necesario del concreto elaborado con ellos. A) AGREGADOS. a) Control de la produccibn. Teniendo el conocimiento de la calidad de los agregados desde la operacibn de muestre0 explicado en la Prbpera Parte, y, por tanto, conociendo las variaciones que desde los mantos se puedan presentar, las cuales fueron acusadas por los pozos a cielo abierto hechos para el estudio de los bancos. Esta serie de pozos abiertos al principio, puede marcar características de los materiales diferentes en cada pozo, lo que puede traer como consecuencia el abandono de algunas zonas que no convenga explotar; ahora bien, todas aquellas zonas, cuyas características (según datos aportados por las pruebas iniciales hechas con el material obtenido de los pozos) hayan satisfecho las especificaciones de

282.


un volumen de agregados .sin clasificar; deberá conocerse la producción media por hora y también el volumen o peso de cada uno de los materiales obtenidos y ya colocados en el sitio de almacenamiento previamente fijado; naturalmente que todas las precauciones que se citan en la Segunda Parte del Instructivo, referentes al manejo, transporte y almacenamiento de los agregados deberán ser respetadas estrictamente, con objeto de no perjudicar la calidad de clasificación obtenida, evitando así incurrir en sistemas inadecuados de manejo de materiales.

m

.

.

,

b) Determinaciones esencialee. Las determinaciones esenciales que deben estarse ejecutando durante la explotación, clasificación, transporte y almacenamiento de los agregados, deberán ser las siguientes: Granulometría completa de los agregados en estado natural, con objeto de conocer aproximadamente si los mantos productores no han variado en sus características granulométricas tanto que haya la necesidad de cambiar el sitio de ataque y para conocer los porcentajes probables de cada uno de los tamaños que se van a obtener. Granulometrías individuales de cada una de las fracciones en que se divide el agregado, con el fin de conocer cuáles son las cantidades de contaminación que afectan a cada una de las fracciones y a su vez, para conocer realmente el volumen o peso obtenido de cada una de las mismas fracciones, considerkndolas puras, densidad, absorción en 24 horas, peso volumétrico suelto y compactado, porcentaje de limo o arcilla con la prueba de decantación y contenido de materia orgánica, en cada una de las fracciones separadas de los materiales obtenidos en la clasificación; estos valores se irán acumulahdo y aparte de dar a conocer las variaciones que se van presentando se utilizarán para obtener datos medios representativos del total de los materiales clasificados hasta el momento. Para juzgar la calidad de un material, el cual ya ha sido clasificado y lavado, no se deberá basar en una sola prueba; esto es, si en el curso de la inspección de una planta clasificadora y de lavado, se obtiene un valor o una serie de valores que se refieren a distintas pruebas, que no satisfacen las especificaciones, o que discrepan alejándose de los valores medios que se debían ir obteniendo, ello mostraría un alejamiento a la uniformidad que se busca, además debe considerarse como un primer aviso de una posible anormalidad en el funcionamiento de la planta; esto obligará al inspector del turno a actuar rápidamente para tomar nuevas muestras y verificar sus determinaciones; si el nuevo resultado volviera a ser fuera de lo normal, deberá hacerse la inspección del funcionamiento de la planta en detalle, previniendo a los operadores de la instalación la anormalidad que se está obteniendo; mientras tanto deberá tomarse una tercera muestra y observar si continúa el defecto, si es así, es hasta entonces cuando el material deber& echazarse con la absoluta seguridad de que se esta obteniendo

PRODUCCION E INSPECCION

283

un producto deficiente. En otras palabras, puesto que todo operador y toda operación de laboratorio están sujetos a errores, nunca deberh tomarse medidas drásticas con una sola deterz minación, sino que la comprobación de un resultado obtenido deberá verificarse un mínimo de tres veces para proceder a una suspensión del trabajo o a desechw el material producido en ese intervalo de tiempo. Debe tomarse muy en cuenta que cualguier determinación que se adopte respecto a la calidad del material, trae como consecuencia perdida de tiempo y de avance, lo cual es altamente perjudicial, tanto al contratante como al contratista, en consecuencia se vuelve a insistir que, cuando se tome una determinación, sea con verdaderp conocimiento de causa y debidamente comprobada. B) CONCRETO. a) Plantas mezcladoras. Se entiende por planta mezcladora al dispositivo mecánico cuya función sea mezclar los ingredientes del concreto, para dar en . itiempo determinado, una revoltura homogénea en toda su masa y susceptible de repetir esta operación tantas veces como sea necesario. Generalmente las mezcladoras consisten en tambores cilíndricos o tronco-c6nicos provist~sde aspas en su intenor y con un movimiento rotatorio que obliga a los distatos ingrediente del concreto a trasladarse de un extremo a otro b r i ; zontalmente ayudados por el levantamiento del material mediante las aspas, las cuales trasladan el material volteándelo sobre la parte que simplemente se desliza sobre la superficie del tambor, esta sucesión de movimientos aurante un tiempo dado, debe originar como antes se dice, una mezcla homogenea. Existen diversos tipos de mezcladoras; todas hacen la operación antes descrita y su diferencia consiste en: Su capacidad, montaje y utilización : lo Capacidad. La capacidad de la mezcladora está dada en pies cúbicos (28.4 lt.) y yardas cúbicas (0.764 m.') y la nomenclatura va desde 3%-S hasta 56-S y de 2% hasta '10 yardas cúbicas. La literal "S'después del número representa sacos, entendiéndose por 'saco el volumen de 1 pie cúbico = =0.0283 m.'/. La capacidad de la mezcladora depended del volumen n'ecesario de concreto por elaborar, para llenar en un tiempo determinado la forma o las formas necesarias. Dentro. de este aspecto la capacidad de la mezcladora o las mez,cladoras, para satisfacer los requisitos de avance, depende de varios factores, como volumen del trabajo, volumen de la forma, distribución . del concreto en ésta y tarpaíio mhximo del agregado. El volumen del trabajo y tiempo en que se debe desarrollar, marcan la capacidad y niunero de las mezcladoras que deben usarse. Claro está que sería inútil emprender un trabajo de miles de metros cúbicos con una mezcladora cuya capacidad fuera pequefia y se tratara al mismo tiempo de realizarlo en Un corto tiempo; sin embargo, en otras ocasiones en que a pesar

.

a:.

284

INSTRUCTNO PARA CONCRETü

de ser un volumen grande de concreto, resuitaria inútil tener una gran producción por hora si hay imposibilidad de colocar estos grandes volúmenes rápidamente. En consecuencia, la elección de la capacidad apropiada de una mezcladora está determinada por la clase y rapidez del trabajo que haya que ejecutar. La función del Laboratorio está en apreciar si la elección fue adecuada o no para el caso, y expresar su conformidad con la debida anticipación, o especificar el tamaño y número adecuados de la mezcladora a quien corresponda. Otro aspecto que define el número y capacidad de la mezcladora es el tamaño máximo de los agregados que se empleen para la elaboraci6n de los concretos; esto por supuesto es en razón directa del tamaño, puesto que es imposible mezclar en la debida forma agregado grueso de tamaño grande en mezcladoras pequeñas. Los tipos de mezcladoras según su funcionamiento son dos: de Tambor rotatorio fijo, cuya descarga se hace mediante un canal6n mmóvil que da salida al material de la olla, y los Troncochicos, que generalmente son de volteo, expulsando la revoltura de su interior sólo por gravedad.

*

29 Montaje y utilización. Las mezcladoras son de dos tipos: móviles y estacionarias. Generalmente las móviles son las de capacidades menores, aunque existen algunas de ellas hasta de 1.5 m.' de capacidad; pero en general también las estacionarias son para volúmenes mayores de 1 m.* El uso de una u otra depende de la clase de obra que se emprenda. En los pequeños colados o trabajos de concreto, cuando el volumen total de las obras no es muy grande, o cuando éstos están bastante distanciados uno de otro, conviene hacerlos con mezcladoras móviles, colocándolas junto al trabajo o a una distancia razonable y'al centro de todos los trabajos; sólo que en este caso hay que balancear no sólo la posibilidad de alimentar con la mezcladora una o varias obras, sino que también el movimiento de materiales en distintas partes para poder satisfacer cada una de las obras; o en una central de-distribución, ya no de los materiales independientes sino de la revoltura elaborada, debiendo tener en cuenta que la distribución de los materiales en pequeños volúmenes suficientes para cada obra, acarrea desperdicios y pérdidas de consideración a la vez que variaciones mayores en las características de cada material. Las plantas estacionarias presentan muchas ventajas cuando están situadas en el centro de gravedad del trabajo, siendo las perdidas menores y mejor el control de la calidad, quedando sólo el problema del transporte adecuado y eficiente de las revolturas. Todas las plantas estacionarias tienen anexos como: tolvas de aimacenamiento, basculas para la dosificación de los materiales, silos de almacenamiento de cemento y medidores de agua y de los adicionantes que se usen.

,

-

%TRUCTIVO

PARA CONCRETO

Evlicación del cuadro Niim. 15. Se encuentra dividido éste en cinco columnas principales, las que corresponden a : primer a columna, materiales en uso; segunda columna, grava Núm. 3; tercera columna, grava Núm. 2; cuarta columna, grava Núm. 1 Y quinta columna. arena. El segundo renglón horizontal muestra para cada columna los valores básicos en partes de material por cada unidad de cemento, dados por la proporción básica (o sea los valores que se van a corregir). El tercer renglón horizontal muestra para cada columna principal los distintos tamaños de cada una de las fracciones en que se haya dividido el agregado total y los tamaños que en lo general pueden traer como contaminación; así la arena puede traer un porcentaje de grava Núm. 1; la grava Núm. 1 puede traer contaminaciones de arena y grava Núm. 2; l a grava Núm. 2 puede traer contaminaciones de grava Núm. 1 y grava Núm. 3 y la Núm. 3 puede traer contanynación de grava Núm. 2. A su vez, en cada columna principal se muestra una columna parcial de "Por ciento", en la cual verticalmente se colocarán los valores en por ciento, correspondientes a la contaminación y tamaño nominal de cada una de las fracciones. En los renglones 49, 59, 6', 'i9 y g9, se colocarán adecuadamente los valores de la pqoporción básica, porcentajes de contaminaciones de cada fracción y los resultados de las operaciones que deberán ejecutarse para hacer la corrección, así como transposición de términos que corresponden a otros tamaños diferentes al tamaño nominal en que como contaminación se encuentran. En el S9 renglón se muestran las cantidades por peso de unidad de cemento que deben pesarse de cada fracción para obtener realmente los valores indicados por la proporci6n base.

m

Colocacibn de valores oonocidos y operaciones. En el renglón cor.respondiente a "Proporción base", en cada una de las columnas principales se coloca el valor básico de cada una de las fracciones dadas en la proporción base. Los mismos valores básicos anteriores serán colocados en la intersección de la columna y renglón que les corresponde de cada columna principal, asi: el valor básico de la arena (2.711, se colocará en lo último de la columna principal "Arena" y el renglón correspondiente a "Arena"; el valor básico de grava Núm. 1 (2.141, se colocará en la intersección de la columna parcial "Grava Núm. Y, de la columna principal "Grava Núm. S' y el renglón correspondiente "Grava Núm. 1'' y así sucesivamente. En las columnas parciales' "Por ciento" de cada columna principal e intersección con los renglones que marquen el tamaño nominal o contaminación de que se trate, se colocarán los valores en por ciento encontrados para cada caso, así: en

TNO PAI

l s f g e tendrá para el caso de la pmporcidn c i p que: 2de~&dmde

. + Ij

cspscid. de ia o i i ~ en ~itros

.e:

La suma de los valores finales de las distintas fra 'mes

le1 renglón "Proporción corregida" deberá ser igual a la urna

ie los valores básicos de cada fracción, situados de ante ano m el renglón de "Proporción base". Corrección por Humedad y Absorción. La "Proporción corregida" por contaminación deberá lo-gime por humedad y absorción, las operaciones Y sisternaJDara hacerlo se encuentran descritas con toda amplitud en P parte 1-A-G solamente que ya en este caso, las por revoltura deberán ser aquellas que se consideren sufic y necesarias para satisfacer el volumen de pondiente a la capacidad de las mezcladoras, así por ejr/mplo y tomando la proporción corregida anterior, las distintas cantidades necesarias de material serán : Proporción corregida: 1 : 2.84 :2.11 :1.66 :3.89 I 4/C =0.60, razón cuyo contenido de cemento es de 208 kd./m.i de concreto determinado en la forma como se explica e Segunda Parte, ii-A-b. Contenido de cemento por revoltuni: Contenidode cemento en kg./m.a X capacidad de la oiia en litb

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.

? 1

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='0In0 generalmente la capacidad'fe Ih"blla e un 15% m&s r a seguridad, cuando ésta se encuentra bien ni dada se t?ene

e los volúmenes en estos casos serán 15% m yores', pudienla revoltura completa proporcionarse con un número entero de sacos.


Conociendo -el número de kilogramos de cemento o sacos sevoltura, basta multiplicar la "Proporción corregida" os kilogramos correspondientes de cemento y obtener así cantidades de materiales por revoltura; los cuales deber& corregirse por Humedad y Absorción para conocer la mezcla de campo. -

%:

,

C) ~osW¡&ibn de los mabsrialeg. B t a operación es uno de los aspectos m & importantes y de cuya uniformidad y corrección en su ejecución depende en un elevado porcentaje la calidad' del concreto resultante. Existen dos formas de hacerla, por peso y por volumen. 19 Dosificación por peso. Esta consiste en obtener cantidades de materiales constantes, mediante dispositivos adecuados que den seguridad en las pesadas, usándose para la integración de las revolturas cantidades de cada uno de los materiales en forma uniforme dentro de la sensibilidad en la báscula o dispositivo que se use. COnstituye la forma m8s eficaz y segura para obtener no &lo uniformidad en el producto que se elabora, sino también permite aprovecñaf al msxiIno la caIidad de los materiales ya .que todas las operaciones de corrección hechas Wteriormente, se reflejañ en el peso final necesario de cada uno de lbs integrantes del concreto. En reaüdad, en ninguna obra que requiera un buen concreto se debe permitir que 10s distintos materiales sean dosificados eñ otra forma; sin embargo, también hay que tomar en' cuenta el volumen de la obra, pues cuando hay mayor volumen se refleja mejor la uti-didad y ventaja, tanto en calidad como en economía. 29 Dosiñcaci6n por volumen. Para que este sistema sea recomendable se necesita que concurran todavía más factores que en ]^i anterior condición, lo' que siempre es difícil que se presente. Como primera condición se requiere que las medidas o recipientes de volumen conocido sean llenados uniformemente hasta el volumen requerido, haciendo cada vez la operación de..enrasar, esto Último requiere una persona dedicada exprem e n t e para ello, puesto que de lo contrario nunca habrá la seguridad de estar llenando las medidas en igual forma. L a segunda condición aepende del estado en que se encuentren los materiales P Q lo ~ que .respecta a humedad, especialmente la arena; como .es sabido, el' peso vohimétríco de una arena depende p ~ ~ e n delt contenido e de humedad que marde el maten3; este fendmeno en las gravas no es perceptible. La tercera condt~i6ndepende del sistema o forma de llenar la medida, el cual depende a SU vez de la persona que ejecute la operación, pudiendo! 'Son dkdbtas, dar cantidades de material diferente aun siendo-ks mismas medidas. 'La Cuarta ~0ndiCiÓIl~é~ el factor humano de quien dependen ex~ludvamentetOd0S 10s demás factores. La cantidad de ener-

,

d a o cansancio que guarda el personal dosificador de los materiales por volumen, se refleja en la uniformidad de las medidas, existiendo siempre la tendencia de que a mayor cansancio, sean mayores las irregularidades de dosificación. . Este sistema no es recomendable en ninguna forma, salvo donde por la pequeñez del trabajo no se justifique, ni por calidad ni economía, la instalación de dispositivos para pesar. Todas las irregularidades ocasionadas por este sistema de dosificación, deben ser compensadas por cantidades mayores de cemento, para garantizar que las variaciones de resistencia obtenidas, sean menores y que los mínimos difieran menos del 10% aceptable de la resistencia especificada. d) PmducciBn. El hecho de revolver o mezclar los distintos. ingredientes que forman un concreto, no significa producir. Producción es la elaboración continua de un producto cuyas partes deben mantenerse siempre guardando las mismas características cualquiera que sea el númerp de ellas; además, el tiempo que se require para la elaboración, deberá ser el mismo y la calidad obtenida (en este caso, de cada revoltura) siempre uniforme. El primer ,paso consiste en ejecutar una dosificación uniforme tal como se explica en el inciso anterior. Otro factor importante es el conocimiento del equipo mezclador; es necesafio conocer su funcionamiento y eficacia Para operarlo de manera de obtener de é l el rendimiento máximo, 10 cual define las velocidades de alimentación y producción. Generalmente el mecanismo y forma en que trabajan las mezcladoras, cualquiera que sea su tipo y capacidad, es muy semejante para todas ellas; en consecuencia, el problema se reduce a tres consideraciones. ' 1 Alimentación adecuada para que en un tiempo mínimo se elabore un concreto de calidad. 2 ' Tiempo de operación de la mezcladora para obtener una revoltura homogénea. 3. Descarga del producto elaborado en condiciones correctas que no origine pérdidas en las características de manejabilidad y uniformidad del producto, también en el tiempo minimo necesario. 1* Alimentación adeourtda de las memladoras. Tres tipos usuales pueden ser los convenientes para alimentar ordenada Y adecuadamente a las mezcladoras, dependiendo -de la capacidad y tipos de elias. Mezcladora portátil de poca capacidad (máXim0 0.5 m-'). ~ ~ t mezcladoras a s generalmente por SU condición portati1 son colocadas en el sitio mismo de colado. La carga de 10s agregados que se encuentren Ya subdivididos en fracciones, deberá ser puesta en el cucharón de levante de la propia mezcladora, mediante carretillas cuyo Contenido de

I 1

ii . ,1 I

,I1 I

1 a

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296

INSTRUCTIVO

PARA CONCRETO

PRDDIJCCION

material se haya pesado; lo común y corriente es repartir las cargas en tantas carretillas como sean necesarias y hacer pasar cada una de ellas por una báscula, en donde previamente se haya determinado la tarea media del conjunto de carretillas A cada grupo resultante de carretiiias se le asigna un solo tamaño de agregado. Debe de calcularse que el total de carretillas necesarias para cada carga completa de la mezcladora, haga un circuito completo en el tiempo necesario para no retrasar el trabajo. Este tiempo generalmente debe ser el mismo que la suma de tiempos de revoltura u operación de mezclado, más el de descarga. En otras ocasiones, estas mezcladoras pueden ser alimentadas mediante el transporte de los agregados secos, en camiones de volteo, cuyas cajas estén divididas en varios compartimientos, tanto como la capacidad del camión lo permita. Cada carga estará independiente y se descargará mediante el manejo de compuertas especiales que separen una carga de otra. Este sistema se usa, cuando los dispositivos para pesar se encuentran retirados de la mezcladora, y tiene la ventaja de no necesitar acarreos, ni depósitos o montones parciales de agregados en cada sitio de colado, lo cual representa a Ia larga más del 10% de pérdida$ de éstos. En este c b o habrá que balancear la velocidad de entrega con la de demanda de la mezcladora y deterniinar el número de camiones necesarios para una alimentación continua y a tiempo. Mezcladoras fijas de 'mayor capacidad que 0.5 m.$. Generalmente estas mezcladoras estacionarias poseen todos sus anexos para almacenamiento de agregados (tolvas) y su báscula tolva, en la cual se pesa separadamente cada tamaño de agregado o acumulativamente. Esta alimentación es adecuada y oportuna para las mezcladoras de que se trata, siempre y cuando la capacidad de la tolva pesadora sea suficiente para contener una carga completa de agregados.

2 ' Tiempo de operación de Is mezcladora. Los tiempos de operación por revoltura o tiempo de mezclado, difieren según la capacidad de la mezcladora. .

*1

.

C a p W a d de Is mez+adora

/ 1.50 m a o mmas..

.. . . . . . . .

2.30111- . . . . . . . . . . .. . .. . . . . . . 1 . .

1 3.00 m.a..... . . . . . . . .

Tiempo de ,mezalado

.

. .. . . . . .

1% minutos

I I

2

minutos

2% minutos

I I

I I

En general estos tiempos son suficientes para obtener en las distintas capacidades. de mezcladoras revolturas unifor-

E INSPECCION

297'

mes, requisito indispensable que indica el buen o mal funcianamiellto de una mezcladora. La comprobación de lo anterior se puede hacer tomando de una sola revoltura muestras que correspondan al principio, medio y fin de la descarga, en las cuales se observa el revenimiento, siguiendo los lineamientos descritos en el capitulo correspondiente y deben obtenerse para las tres observaciones diferencias no mayores de 1cm. entre la mayor y menor observación; el caso contrario significa que el tiempo de mezclado no es suficiente o que el dispositivo de aspas volteadoras del interior de la olla no es eficiente. El tiempo de mezclado se inicia en el momento en que todos los ingredientes del concreto se encuentren ya dentro de la mezcladora y durante este tiempo no deben observarse derramamientos de material fuera de la misma; en casos como éste, debe comprobarse la posición de la olla a nivel y si esto no es solución, disminuir el volumen de revoltura hasta que no se observen desperdicios.

i

3' Descarga de l a revoltura. La descarga de la revoltura no consiste simplemente en hacer salir de la mezcladora el material revuelto, este aspecto es bastante delicado y está íntimamente ligado con el transporte que posteriormente dé salida a la revoltura hasta las formas, para su colocación (véase en texto Tercera Parte. 1-B-f-Transporte), pero en general, es siempre recomendable evitar la caída libre y directa desde la mezcladora a la forma, piso o vehículo que haya de transportarla y debiendo hacerse siempre sobre una tolva con compuerta, colocada inmediatamente a la salida de la mezcladora. Esta tolva con compuerta cuya capacidad debe ser 2 o 3 veces la de la revoltura elaborada, se comporta como almacenamiento regulador de la producción y como regulador también de la uniformidad de la revoltura elaborada, la cual en la sola operación de descarga puede, aun siendo uniforme dentro de la olla, segregarse solamente por este hecho. Es regulador de la producción porque elimina esperas de la mezcladora si el equipo distribuidor del concreto no es eficiente o regular en sus movimientos y evita tiempos excesivos de mezclado, los cuales originan resecamientos de la revoltura. e) Control de la producción (revenimiento). Como se ha venido indicando en distintas secciones de este Instructivo y especialmente en la Primera Parte IV-A, la prueba de revenimiento o determinación de la consistencia de un concreto varia directamente con el contenido de agua de la mezcla, por lo tanto, constituye una prueba de control, pudiendo acusar en un momento dado cualquier fluctuación en el contenido de agua durante el proceso de elaboración de un concreto, cuyas características deben ser constantes. Es por esta razón que esta prueba se hace indispensable en el campo, además de ser verdaderamente sencilla y requerir un equipo mínimo. Asi pues, en la producción continua de una planta la prueba de revenimiento deberá hacerse con la mayor

298


frecuencia posible, llevando un registro de los valores obtenidos y el número de revoltura a la que cada uno de ellos corresponde. Un solo individuo debe ser suficiente para hacerla y deberá estar reportando al inspector de la mezcladora, cada uno de los valores que se vayan obteniendo, permitiendo en esta forma la observación continua de la consistencia del concreto y en caso de .una discrepancia, hacer oportunamente la in'tervención del inspector de mezcladora, para la corrección conveniente. En el caso de observarse, durante la producción, una discrepancia en la medida de la consistencia o revenimiento, el cual durante la producción no debe variar más de un centímetro arriba o abajo del revenimiento especificado, la intervención del inspector de mezcladora no debe ser inmediata, sino que éste debe acudir y observar personalmente otras dos determinaciones de consistencia; si la discrepancia continúa después de tres pruebas consecutivas con el mismo error, se corregirán inmediatamente mediante la adición o disminución del agua necesaria para volver a la consistencia especificada; posteriormente hay que revisar si no ha habido variación en las pesadas de los materiales, ya sea por defecto de operación o por descompostura del equipo pesador; si ésta no es la razón, deberán tomarse nuevas pruebas de los agregados en uso y determinar las humedades respectivas para hacer una nueva correcci6n por este concepto. Mientras tanto no debe pararse la producción, pero sí debe operarse con toda cautela y seguir observando los revenimientos. Como puede observarse, el revenimiento por sí solo puede mostrar las variaciones en la uniformidad de la producción, cuando se hacen determinaciones consecutivas y frecuentes. Debe considerarse como la Única prueba de campo que da auxilio inmediato al personal de inspección, pues mediante su conocimiento continuo se tiene la seguridad no sólo de estar haciendo una producción uniforme, sino que se evita que la variación en el agua de mezclado origine variaciones en la resistencia del concreto, las cuales serían observadas cuando ya fuera imposible hacer alguna corrección. La observación de las resistencias del concreto pueden servir como una calificación a 1a.calidad de control de producción ejecutadas en función de las variaciones observadas en ellas, pero son muy posteriores al momento de producción para prestar una ayuda efectiva. En conclusión, debe considerarse que la determinación de los revenimientos oportunamente y con la frecuencia adecuada, es una operación de la cual no debe prescindirse nunca, sino que al contrario, constituye la única ayuda efectiva al personal de inspección para lograr la uniformidad que tanto en la producción, como en la calidad de control, se hace necesaria para la elaboración sistemática del concreto. f ) Transporte. La operación de transporte de una revoltura -se inicia desde el momento en que se le hace salir de la mezcla-

300

INSTRUCTIVO PARA

CONCREM

directo a las formas y obteniéndose mejores resultados que sí satisfacen las especificaciones dadas para el caso. C a n a h e s . Los canalones constituyen un dispositivo de transporte de la revoltura cuyo uso puede considerarse indispensable en algunos casos. Estos están formados por tramos cuya longitud puede llegar hasta 5 o 6 m., la unión de varios tramos forma un conjunto hasta de 30 o 40 m. de longitud que no presenta objeción para usarse, siempre y cuando satisfaga los siguientes requisitos: la. sección transversal de los canalones debe ser invariablemente trapecial o de mediacaña. L9s de forma trapecial son canalones de madera, los cuales deberán estar forrados de una manera continua con lámina de fierro en toda SU extensión. La forma trapecial tiene la ventaja de no preS-tar ángulos rectos o agudos y el forro de lámina evita el escurrimiento de mortero o lechada entre las juntas de la madera y permite fácil acceso a la herramienta que se use para limpiarlos, en donde se presenten estrechamientos por incrustaciones de concreto debidas a las mismas revolturas que se transportan. Los canalones en forma de mediacaña son siempre de lámina de fierro, los cuales para tener la rigidez necesaria presentan en los bordes libres de la mediacaña fierro ángulo de las dirnensiones convenientes para el caso. La pendiente de los canalones es variable, pero dependerá exclusivamente de l a consistencia y fluidez que presente la revoltura que por ellos se transporta, en la inteligencia de que la tal pendiente no debe ser ínsuficiente, pues debe permitir correr por sí sola a la revoltura sin que se interrumpa el curso normal más bien lento del escurrimiento de la revoltira, provocando abolsamientos que la desparramen, pero tampoco a velocidades excesivas que originen que se segreguen o desintegren las revolturas. El extremo de-salida de los canalones, debe satisfacer las especificaciones dadas para el sistema de vaciado directo a las formas, por lo tanto, siempre será necesario ajustar en el citado extremo la sección o secciones de trompas de elefante necesarias, para evitar la segregación de la revoltura. Los canalones son de uso satisfactorio en los casos en que por la índole del trabajo no sea posible el acceso con otro-sistema de transporte que permita acercar lo suficiente la revoltura a las formas; tales ocasiones se presentan en: colados de partes aisladas, tales como columnas, las cuales se encuentren ya a una altura superior al piso de trabajo. En este caso lo conveniente será colocar en el centro de distancia, favorable a la distribución simultánea de la revoltura y a la altura del.piso de la mezcladora, una torre elevadora de la altura conveniente para el escurrimiento adecuado de la revoltura, una tolva de ~ontrolde distribución a l a altura citada y un canalón provista de trompa de elefante en su extremo, el cual tenga un movimiento giratorio que permita moverlo de un sitio a otro fácilmente. Cuando se necesita conducir la revoltura para el colado de un sifón o de un ducto que está apoyado a distintos niveles de una barranca y donde las mismas partes altas de la ladera son aprovechadas para dar la altura suficiente de escurrimiento de la revoltura. En este caso un ca-

304

3Q5

INSTRUCTIVO PARA C O N C R m


bote puede ser llenado directamente de la mezcladora y su descarga debe ser invariablemente a una tolva de control de alimentación, para que de ella sea distribuida por cualquier otro de los sístemas antes citados.

la forma. Mediante esta sucesi6n. de movimientos, l a revoltura avanza por el interior del tubo hasta llegar al extrerno,.el cuai

Botes. Este dispositivo de transporte de revoltura consiste en botes de lámina de fierro de fonna tronco-cónica, con su base mayor hacia arriba, la cual esta descubierta y presenta también una asa o gancho para ser tomados por el dispositivo de carga. En su base inferior están provistos de un cierre generalmente hecho de rodillos y bandas de hule, el cual además de ser hermético no presenta ninguna fricción que dificulte abrirlo cuando se desea descargar la revoltura de su interior. La capacidad mínima de estos botes es de 0.750 m.' (una yarda cúbica). Constituyen un equipo de transporte del todo eficiente, accionado por plumas fijas, dragas con dispositivo de pluma o cable vía con los cuales se coloca en el sitio preciso de colado, evitando asf, traspaleos posteriores. También puede ser transportado desde la planta mezcladora hasta los dispositivos de levante, mediante camiones plataforma. Este tipo de equipo se usa especialmente para el transporte de grandes volúmenes y colados de concreto en masa, en donde se requiere una c~nsistencia (revenimiento1 de 1 a 2 cm. Por su forma, posición próxima al piso para la facilidad de descarga, evit a las segregaciones en el concreto que en ellos se transporta. Bombeo. El bombeo de la revoltura es una operación de transporte que se hace a través de una tubería de fierro desde la bomba impulsora hasta la forma y requiere especiales cuidados en la calidad, tamaño y consistencia de la revoltura. Las partes esenciales que forman una bomba de concreto son tres: tolva receptora y remezcladora; juego de válvulas de entrada y salida de la revoltura del cuerpo de la bomba y pistón. El funcionamiento de una bomba es el siguiente: La mezcla se deposita en la tolva receptora y remezcladora ya sea directamente de la mezcladora, o por algún sistema de transporte de los ya enumerados anteriormente, siendo esencial que la revoltura llegue a esta tolva en condiciones de uniformidad y manejabilidad adecuadas. Este requisito es indispensable a pesar de que la tolva de la bomba tiene un dispositivo de paletas remezcladoras, que tiene por objeto evitar el asentamiento de la grava y afloramiento de la lechada de la mezcla depositada en-la tolva, conserv&ndola uniforme en todo el volumen que cabe en ésta. La tolva receptora y remezcladora presenta en el fondo una compuerta, que no es otra cosa que la válvula misma Para aceptación de la revoltura al cuerpo de la bomba. Esta válvula funciona de acuerdo con el movimiento del pistón; cuando éste regresa, la válvula se abre dejando pasar a la revoltura, en parte por gravedad y ayudada por la misma succión que hace el pistón a su regreso, originando al terminar su carrera el cierre de la válvula citada. Al mismo tiempo que esto ocurre se abre la válvula de salida del cuerpo de la bomba, permitiendo que al empujar el émbolo o pistón, salga la revol-

tura del cuerpo de la bomba hacia. la .tubería de transporte a

a

debe estar colocado debidamente en la forma por ,llenar. tubo permanece mientras se opera la bomba, completamente iieno de revoltura cualquiera que sea su posición,-'Un aspecto muy importante, para obtener un buen funcionamiento de la bomba sin sobrecargarla. es que la tubería .conductora n a se exceda de la longitud mas, la cual es variable, dependiendo -de la posici6n del tubo y n-iimero de codos de distintos h g d o s que .tengan que usarse, para lograr colocar la salida. del tubo ,en el sitio conveniente. El máximo de distancia recomendada para un bombeo ordinario, en condiciones normales y con el tarnafio máximo de agregado conveniente, es el siguiente para -7arios modelos de bombas :

DB LA 'TUBBBIA

-1.15.24-

6

codo a 90" equivale a 13 m.-de tubería recia y hori-l. codo .de 220 equivale a. 3.3 m. de tubería recta Y hori-

'

306


La revoltura para ser bombeada, requiere una manejabilidad excelente, por lo tanto y siendo esta función de la clase y forma de los agregados, así como de la granulometría de los. mismos, se requiere un proporcionamiento verdaderamente minucioso.con objeto de que la bomba trabaje sin esfuerzos mayores de los convenientes y satisfaga las distancias de bombeo especificadas. En términos generales, la revoltura para bombearse debe tener una relación grava-arena, más baja, que la equivalente a una revoltura que presente un contenido de arena 3% mayor del que se necesitaría para el manejo común Y corriente de la revoltura, esto ocurre cuando los agregados y su granulometria son satisfactorios, pero cuando se usan agregados mal graduados y especialmente cuando su forma corresponda a la del tipo mixto o ciento por ciento quebrado, hay necesidad de recurrir a adicionantes que mejoren la plasticidad y la lubricación del concreto. Los adicionantes más satisfactorios para este fin son una combinación de puzolanas (tierra diatomácea), con un inclusor de aire debidamente dosificados. Los cambios de características de manejabilidad originados por la introducción de los adicionantes, se aprecian grandemente en el dispositivo de "Powers" tratado en la Primera Parte IV-D. Impulsores neumhticos. Los impúlsores neumáticos, también ilarnados "cañones", constituyen un equipo de suma eficiencia en el colado de revestimiento de .túneles, en donde se requieren volúmenes grandes y un colado continuo. Consisten esencia$ mente en una caja generalmate de capacidad de 0.150 m. (una yarda cúbica), la cual está provista de cierres herméticos; después de hacer entrar por gravedad el concreto a esta caja se cierra y se inyecta a una presión de 6 kg./cm.P (90 libras por pulgada cuadrada) como mínimo, y mediante ella se hace circular la revoltura a través de la tubería hasta el sitio de la forma. Las tuberías de conducción de la revoltura son semejantes a las que se usan en la operación de bombeo y las longitudes y combinaciones son también semejantes. Los requisitos de calidad y uniformidad de la revoltura para ser manejada con este equipo son menos estrictos que para el bombeo. Lo que hay que cuidar con este sistema de transporte es la consistencia de la revoltura, la cual por la fricción excesiva que se origina contra las paredes de la tubería, al paso de la revoltura, se reduce un poco. Cuando la pérdida de consistencia es ocasionada por lo anterior, no hay inconveniente en adicionar inicialmente mayor cantidad de agua, para conservar la misma consistencia. Otra condición que debe vigilarse es que el extremo de la tubería de conducción debe estar invariablemente ahogado en el concreto fresco, mismo que se está colocando, cuando menos en una longitud de 1.5 m. y sin llegar a excederse de 3 m., esto tiene por objeto evitar la segregación de Ya. revoltura a la salida de la tubería. La operación de este equipo permite el envío regular de volúmenes de revoltura iguales a su capacidad, de tal manera que la tubería queda libre cada vez que se hace una impulsibn.

adecuado es calentar solamente el agua en tal forma que la revoltura con ella elaborada quede a una temperatura no mayor de los 10°C. Si se. trata de enfriar la revoltura se puede: adicionar hielo al agua, considerándolo como parte del agua de mezclado; regar los agregados para que la evaporación de los mismos haga descender la temperatura; sombrear las tuberías conductoras del agua; pintar de blanco o aluminio las tuberías de agua o bien hacer los colados exclusivamente de noche. Todo esto con el objeto de no tener la revoltura a temperaturas superiores a las especificadas. El acomodo y colocaci6n de la revoltura no es una operación-arbitraria y aunque depende de un sinnúmero de factores debe hacerse siempre con determinado orden el cual depende del tipo de trabajo y formas que se esten usando. En términos generales, la revoltura debe colocarse en el propio sitio en donde va aquedar definitivamente o lo mas cercano posible, con objeto de evitar y restringir a un mínimo el traspaleo, ya que esta operación puede causai. tina segregación de los materiales. Otra observación corresponde al hecho de ir coloc&ndola en cantidades tales que sea posible compactarla debidamente, lo cual depende del equipo de acomodo con que se cuente; o en otras palabras, la cantidad de revoltura colocada en un sitio determinado, no debe exceder ni ocupar un volumen mayor del que pueda originar una compactación incompleta o un acomodo deficiente, cualquiera que sea el sistema usado para ello. A excepción de los colados de losas, concreto en masa y revestimiento de túneles con formación continua de cimbra, los colados deben hacerse siempre en capas horizontales cuyo espesor no, exceda de 0.50 m. a lo largo o en toda la superficie de las formas, cuidando de renovar o colocar mayor cantidad de concreto antes de que se formen jun,tas de colado, lo cual ya requiere un tratamiento especial que posteriormente se explica. Los colados de losas deben hacerse con un plan premeditado, haciendo que la revoltura se distribuya continua y uniformemente, obteniéndose de una sola vez todo el espesor de la losa. Los colados en masa se ejecutan distribuyendo y compactando el concreto en hiladas, siempre en el sentido más corto de las formas, de manera que en el sentido longitudinal se tenga un avance por escalones o por un talud muy suave del mismo concreto colocado. La compactación de esta revoltura debe ser inmediata a su colocación y el avance seguirá siendo por caDas horizontales cuidando que la superficie expuesta no Pierda-su humedad superficial; esta última condición se satisface de dos formas: o bien que la colocación de la capa siguiente sea lo suficientemente rapida y oportuna para evitar la perdida de humedad superficial del concreto anteriormente colocado, o bien disponiendo aspersores que den una lluvia fina sobre la superficie expuesta hasta que sea cubierta por la nueva capa. Revestimiento de túneles con formación wntinua de cimbra. Los 'colados de este tipo son aquellos en los que el cimbrado y descimbrado pueden hacerse simultáneamente al colado

,

el hundimiento del agregado grueso. Los excesos de vibración originan segregaciones haciendo que se decante el agregado grueso y aflore en capas gruesas el mortero o la lechada, esto no debe ocurrir porque de hecho constituye la formación de concretos con diversas características a la contracción y resistencia. Hay que tener presente y evitar por todos motivos el uso de los vibradores como acarreadores o transportadores de la revoltura en el interior de las formas; hay que hacer hincapié en que el vibrador sirve para compactar la revoltura Únicamente dentro del sitio en que ha caído y dentro de su radio de acción. El acarreo o distribución de la revoltura dentro de las formas mediante un vibrador, trae como consecuencia la segregación automática de los materiales, por el exceso de vibrado requerido en esta operación y por la posición horizontal o casi horizontal, que toma el vibrador al ser arrastrado para conseguir el efecto indicado. Para la compactación de losas con espesores relativamente chicos, máximos de 20 o 25 cm.,los vibradores m8s efectivos y adecuados son los de regla, la cual apoya sus extremos en las formas o reglas maestras, con ellas se obtiene una compactación suficiente en todo el espesor y dejan una superficie reglada y casi terminada, según sea el caso y las necesidades de acabado que se requieran. La velocidad de avance de la regla vibradora sobre la superficie de la losa en construcción debe ser tal, que evite el afloramiento en exceso de la lechada y no provoque el hundimiento o decantacién del agregado grueso que integra la revoltura. Existe también el tipo de vibradores de forma; éstos se fijan exteriormente a ellas y se usan cuando se ha necesitado colocar mucho acero de refuerzo, en tal forma que no permiten el acceso de un vibrador de inmersión. Hay vibradores especiales con altísimas frecuencias, los cuales son muy eficientes para el acomodo de concretos en estructuras o partes de estructuras prefabricadas, en donde se requieren concretos de una consistencia nula, estos vibradores tienen la característica especial que evitan la segregación del concreto, y dan vibraciones unidireccionales. i) Curado. Este inciso es de verdadero interés, ya que la operación de curado del concreto es de vital importancia. Es evidente que el endurecimiento del concreto se obtiene a través de la reacción que se verifica entre los componentes del cemento y el agua, o en otras palabras a la hidratación progresiva del cemento. El agua mínima que necesita un cemento para conseguir su hidratación completa, es del orden del 24 al 27% en peso del cemento, y realmente en la elaboración de concretos comunes, generalmente se usan cantidades mayores que varían entre el 50 y el 100% dependiendo de la resistencia deseada, pero ocurre que el agua que el cemento requiere para su hidratación, no la toma instantáneamente, sino que tarda días, meses y quizás años para ello, en forma tal que, si un concreto no se cura en lo absoluto, a pesar de contener inicialmente un exceso de agua de la que requiere para su hidratación completa, ésta se evapora fácilmente cualquiera que sea la temperatura ambien-

te y deja de existir dentro de la masa del concreto; por la razón anterior, es indispensable el humedecimiento continuo de las superficies expuestas al medio ambiente. así la masa de concreto absorbe el agua necesaria y se continua la hidratación del cemento en forma satisfactoria. Lo anterior no significa que necesariamente se tengan que humedecer las superficies del concreto durante años, operación en ninguna forma realizable, pero que tampoco es necesaria. La hidratación del cemento ocurre con gran intensidad en los primeros días de elaborado el concreto y solamente necesita días para lograr un elevado porcentaje de su hidratación y por consecuencia de su resistencia, para posteriormente por sí solo ir adquiriendo mayor resistencia. Entonces la necesidad de humedecer las superficies expuestas o simplemente evitar la evaporación del agua del interior de la masa de concreto, sólo es un requisito que no excede en ningún caso de 15 .días y esto depende de la resistencia necesaria mínima, para que 1á estructura permita el avance y aprovechamiento de ella misma como eslabón de la construcción, es necesario que acepte las cargas y esfuerzos a que vayan a quedar sometidos sus distintos elementos, a medida que ella crece. Por otra parte, como la especificación de resistencia de un concreto se indica a determinada edad, la cual generalmente es a los 28 días, es necesario cuidar el curado. con la eficiencia necesaria para lograr satisfacer, el requisitó anterior. L Los sistemas apropiados para obtener un buen curado de los concretos son varios; aunque las consecuencias son las mismas, cada uno de ellos requiere diversas atencibnes, que gravan o descargan el costo de la operación, según las condiciones de la obra y el clima en que se encuentran. Es natural que s e requieran m& atenciones en climas secos y calientes que ten climas húmedos y fríos. El curado mediante riego continuo de agua constituye el sistema más apropiado en cuanto a calidad de curado se refiere, pero adolece del grandísimo defecto de que generalmente no es aplicado, ni cuidado a entera satisfacción. La operación en sí no tiene ninguna dificultad. m r lo aue .es confiada a Personal irresponsable que descono'ce en ábsoluto las consecüencias de no hacerlo correcta y continuamente y conformándose simplemente con guardar las apariencias cuando se hace una supervisión de los trabajos: cuando se haga el curado con agua, esi&especificado que esconveniente insm-ar un sistema que-por sí solo se atienda, o sea mediante la instalación de tuberías provistas de pequeñas perforaciones o aspersores que funcionen continuamente. Cuando el aprovisionamiento del agua necesaria no sea una operación sencilla e implique el abastecimiento mediante pipas, lo mhs conveniente es no emplear este sistema, porque seguramente se incurrirá en una atención discontinua Y poco efectiva. Otra operación de curado que resulta eficaz Y que requiere menos gasto de agua y poco menos atención, es. la protección de las partes expuestas a la intemperie 'mediante

--:w

Y

'

-materiales que guarden mayor tiempo la humedad, tales como: arena o simplemente tierra, la cual se extiende sobre las superficies del concreto en capas no menores de unos 5 cm., y que periódicamente son inundadas o humedecidas con agua. Esta operación es permitida y-resulta practicable en superficies horizontales o casi horizontales. Para los paramentos verticales la protección puede hacerse mediante costaleras de yute ligadas sobre las cuales esté cayendo el mínimo de agua necesaria para mantenerlas hlunedas, teniendo la ventaja de proteger la :superficie del concreto contra el sol y los vientos. Esta operación de curado protegiendo las superficies expuestas tiene más éxito que la anterior, pero se dan casos bastante frecuentes de que las capas de arena o arcilla o la propia costalera permanecen secas, por lo tanto, sólo debe verse como una solución al requerimiento de agua que para este caso es mínima, mas no como una solución que garantice 100% de eficiencia. . Otro sistema de curado es la aplicación de compuestos capaces de formar en las superficies de concreto una membrana impermeable que permanezca el tiempo necesario sobre las superficies, protegiendo y evitando la pérdida de agua por evaporación del concreto. Tales membranas son eficientes y su servicio depende de otros factores como el de aplicación y calidad misma del compuesto, si garantizan la permanencia del agua dentro de la masa del concreto, sin que nadie se tenga que preocupar por este aspecto después de su aplicación. En general esta es igual, consistiendo su diferencia en las distintas coloraciones cuyo objeto es e1 siguiente: Las de color negro se pueden usar en aquellos lugares en que el concreto no está a la vrsta, siendo la más econbmica. Hay otras de coloración fugaz, lo cual tiene.por objeto, inicialmente, saber dónde fue aplicada y posteriormente no originar cambios en el color final del concreto, permitiendo acabados aparentes. Otras tienen en su composición un pigmento blanco, y se usan para aplicar en superficies que por el cuma en que se encuentran, están sujetas a un sol intenso, calor, e n t o s , reflejando por su color mismo los rayos solares y el calor, manteniendo así las superficies de concreto mas frescas. No da un aspecto desagradable y su uso se extiende en superficies de pavimentos, revestimientos de canales o grandes estructuras, en donde el aspecto aparente no es esencial. La colocación de esta membrana debe satisfacer las siguientes especificaciones: antes de su aplicación la emulsión debe ser uniforme, para lo cual se hace necesario que esté b!en mezclada, es conveniente que esta agitación se haga mediante un sistema mecánico continuo o bien por inyección de aire a presión por el fondo del tambor que la contiene. Cuando la temperatura del compuesto para curar con membrana sea lo suficientemente baja (10°C) que impida su manejo normal, debido a que se hace por este motivo más viscosa, deberá calentarse, lo cual no se harti aplicándole fuego directamente al tambor que la contiene porque es inflamable, sin:, mediante vapor o agua caliente aplicada en derredor del tambor y la temperatura fiiai alcanzada no debe exceder de 38°C. El producto

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/ 316

INSTRUCTIVO

PRODUCCION E IN'SPECCION

PARA CONCRETO

sea valores de resistencias comprendidas entre 185 y 195 kg./ cm.') y se anotan por medio de una rayita vertical, la cual corresponde a cada cilindro. Este procedimiento se sigue con todas las demas agrupaciones y para determinar el número total de cilindros que intervienen, se suman y se anota en el renglón correspondiente a "Suma", la cual se marca con la letra n (n =30 para este ejemplo).

317

Cabe notar que la resistencia promedio debe tomarse siempre como un número entero. Atendiendo a esto, el resultado obtenido anteriormente es :

X = 225 kg./cm? 129 En el siguiente renglón se anota el cuadrado de la suma de las fx o sea (Efx)g. El valor numérico en nuestro ejemplo es:

69 En la columna "Centro de clase X" se anota el promedio entre el Limite Superior e Inferior de cada grupo. El primer centro de clase es:

(Zfxp = (6759)* = 45.684,081 ota el producto de la suma de 10s

;

-.

.

Para el ejemplo del cual nos ocupamos, el valor de este resultado es:

79 En la columna "Xg"se anotan los cuadrados de cada centro de clase.

nEfi2 = 1.534,869 X 30 = 46.046,070

89 En la columna "Frecuencia g f ~ "se anota el número de cilindros (con número) correspondientes a cada grupo y la suma de las frecuencias parciales de todos los grupos debe coincidir con el valor de N.

a ,,.

149 Se procede a calcular la diferencia entre estos dos productos para obtener el valor de (nuy. (m)) = ( X ~ X)~ nZfx2

9* Se multiplica cada centro de clase por la frecuencia respectiva y se anotan los resultados en la columna con el encabezado " f r . , Para . . el primer . . . grupo del ejemplo tenemos:

(nuy = 46.046,070 -45.684,081 = 361,989'

n
159 Para calcular el d o r de de (nu)a, Esto es: nu =

Una vez encontrados todos los valores de "fX" se procede a efectuar la suma de éstos y el resultado correspondiente se anota en el renglón Suma.

10. Para obtener el valor de u, o sea,la "Demiación e a t b & ~ " , se divide el valor de nu entre n, esto es: u = - nc n

E1 valor de fXspara el primer grupo es:

En el ejemplo tenemos:

El promedio de las resistencias se designa con la letra cual se obtiene dividiendo la suma de las " f X entre el ro de las frecuencias "f" que es n.

X

n

P'el ejemplo tenemos: X

=

u=--601.65 30 ,

=

6-=~15.3 30

-

d (nu)2

Para nuestro ejemplo tenemos:

l b v LOSvalores de la columna "X'" se multiplican por las frecuencias "f" respectivas de cada grupo, y se anotan los productos en la columna encabezada por la expresión "Ms". Se suman los valores obtenidos anotando el resultado en el rengl6n Suma. 1

. .

-.

- so

179 El valor del "Coeficiente de Variación1' CV, en porciento, se obtiene dividiendo el valor de la desviación estándar u, entre el valor promedio de la resistencia x y multiplicando por 100, esto es:

CV(%)

=

%X X

100

-

"1i

318



319'

'

W T B U C T N O PAR-

.CONCRETO

En el ejemplo tenemos:

P

Dicho valw se aproxima a 9, por lo que CV = 9%.

. Se suman Las fsde los dos ejemplos: Para el de 30 ciündms, d valor de f% M de 6,769 Para d de 4.0 éOdmti, el valor.de aru fs es da 9,005 fm f& 15,764-

-

+

180 &poniendo una distribución normai Be acostumbra fijar wmo romedio m8s el triple de la demiación es-

Wte Superior al v$or

t&dar y el Lím~te&erior, ei valor promedio menos el triple de la des9iaci6n eathdar. R= S= te superior R = X 3u Límite Inferior

+ -

fa? psrs 30 oilmdroa = Y,.& fa+a 40 c&dsps 2,.&

Si alguno de los datos se encuentra fuera de los límites

-

MModo de datos agrnpapos para calcular el promedio, la desv5sción erstsuidar y el coefldente de variscitín Si. deseamos hacer la agrupación de datos correspondientes a un cielo determinado (sea 2, 3, 4,5, 6,n, meses) es necesario hacer las siguientes consideraciones : a) La resistencia de un. proyecto debe ser la misma. b ) La proprción $ peso deberá conservarse. C) La razón A/C no deberá variar. dl La edad de la prueba siempre será la misma. el El rango de los valores límites son: la resistencia mfixba y minima de los anlisis.

1 :

Para. kxp?icar más clara-fe este método consideremos el siguiente ejemplo : Sean dos muestras d i f e r ~ t e sen tiempo, de los cuales en uno se tiene 30 cilindros y en el ntro 40. En dichos reportes se tienen anotados 'la agrupación 'Be datos con sus mínimas y maiEimas resistencias, nniimero~de: cilindros, centro de clase, 9, frecuenaa f, fx, f&. Para determinar el promedio, la desviación esthdar y el coeficiente. de variación,' se procede de la, siguiente manqa : lV Se suman las frecuencias f de los ~ Q @jpmplos: S

1.

*

f = 30 + 40

1

+

su

=

soe

I

'.

Wmiftr&periierr.

869 ,

' -'

1

Instructivo Para Concreto Srh

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