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UNIVERSIDAD CATÓLICA DE SANTA MARÍA FACULTAD DE ARQUITECTURA E INGENIERIAS CIVIL Y DEL AMBIENTE PROGRAMA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL

CURSO: TECNOLOGIA DEL CONCRETO II TEMA: CONCRETO ARQUITECTONICO DOCENTE: ING. RENATO DIAZ GALDOS INTEGRANTES 1.- GOMEZ REMACHI, JOSE LUIS 2.- LOPEZ BUSTINZA, BENJAMIN 3.- PEREZ AMANQUI, FABIOLA 4.- PILARES LEÓN, ITZAMO MILA 5.- SANTOS ESPINOZA, RODRIGO 6.- VALDERRAMA SOTO, DIEGO

Arequipa - Perú 2014

CONCRETO ARQUITECTONICO PIGMENTADO OBJETIVOS  Realizar un primer ensayo, vaciando el concreto arquitectónico en pequeñas probetas; realizando los ensayos en su estado fresco y poder corregir el diseño, si así fuera necesario.  Comparar los resultados a obtenerse usando diferentes tipos de cemento, cantidades de agregado fino y pigmentos.  Aprender a usar los aditivos más apropiados para el concreto arquitectónico, en las proporciones adecuadas para obtener resultados favorables.  Calcular las proporciones de los materiales a utilizar en el concreto arquitectónico, llevando a cabo la corrección del diseño de mezcla original MATERIALES Y EQUIPOS                

Pigmentos de colores Baycolor Cemento blanco Arena gruesa Batidora de 220w Bol blanco Bandejas Moldes cilíndricos de pvc 2” x5” Moldes cuadrados de aluminio de 20 x 20 x 5 cm. Cono de Abrams Espátula Varilla Cuchara Balanza electrónica Probeta para medir agua Compactador manual Regla de metal

DISEÑO DE MEZCLA DEL CONCRETO ARQUITECTONICO Este tipo de concreto, lo diseñamos de manera empírica, al ser en si este concreto una pasta de mortero, su diseño por los métodos ACI, Walker o Modulo de Fineza, no se ajustaba a un diseño usual de concreto, ya que no se contaba con la presencia de agregado grueso. Para ello lo que se hizo fue aproximar una resistencia requerida de diseño, y una relación agua-cemento sacada de nuestras tablas, en este caso el agua que se uso fue un volumen recomendado, el cual posteriormente podría ser corregido. Adicionalmente no contábamos con datos como la cantidad de aire.

1. Resistencia a la compresión: Un concreto aproximado a 350kg/cm2 2. Relación agua/cemento: 0.48 ya que es concreto sin aire incorporado. 3. Volumen unitario de agua: 205lt, este volumen fue usado por recomendación, se quería obtener un concreto de naturaleza fluida. 4. Factor cemento: al tener una relación a/c de 0.48 y el volumen de agua de 205, por simple cálculo determinamos 427.08kg de cemento. 5. Contenido de aire: Al no existir una tabla que nos diga el contenido de aire del agregado fino, suponemos el valor de 3% como si fuese agregado de 3/8” 6. Cantidad de pigmento Baycolor: Usamos el pigmento al 6% peso del cemento, es decir un total de 25.8kg. 7. Cemento: Para esta mezcla usamos cemento blanco Sika, el cual tiene un peso específico de 3.15, posteriormente redondeamos el total de cemento a 430kg. 8. Aditivo plastificante: usamos el aditivo Neoplast 2000 al 2% peso del cemento. 9. Volúmenes absolutos:

Material

Peso

Peso Esp.

Vol. Absoluto

Cemento Agua Aire Pigmento azul Neoplast 2000

430kg 205 3% 25.8kg 8.60kg

3150 1000 ----2200 1210

0.137 0.205 0.030 0.0117 0.0071 0.3908

10. Calculo del agregado fino: o Primero hallamos el volumen absoluto de agregado fino: 1-0.3908 = 0.6092 o Cantidad de agregado fino: multiplicamos el volumen del agregado por su peso específico: 0.6092 * 2520 = 1535.184kg 11. Valores de diseño en peso seco por m3: Cemento Agua de diseño Agregado fino

430kg 205lt 1535.184kg

Aditivo

8.60kg

Pigmento

25.8kg

Este diseño final, lo pusimos a prueba de la siguiente manera:

CONCRETO ARQUITECTONICO PIGMENTADO AZUL Una vez que obtuvimos el diseño de mezcla por m3 proseguimos a llevarlo a cabo de la siguiente manera: o o o

o

Convertimos el diseño por m3 al nuevo volumen que utilizaremos para hacer nuestra mezcla. Para ello usamos moldes de tubos de pvc 2” x5”, para hacer probetas de menor tamaño, ya que el material de cemento blanco tiene un costo elevado, y es poco conocido. El volumen aproximado del molde más grande era: 0.000287m3, este volumen lo multiplicamos por 4 moldes, y por 1.2 como factor de seguridad para que alcance la mezcla, y obtenemos una cantidad de 0.00137m3. Pesos finales para la puesta a prueba del diseño: Cemento Agua de diseño

0.6 kg 0.280 lt

Agregado fino

2.10 kg

Aditivo

0.011 lt

Pigmento

0.035 kg

Descripción del trabajo: El concreto que realizamos a continuación es una pasta de mortero, de color azul, con la utilización de pigmento baycolor al 6%, ya que las cantidades eran pequeñas, y no se superaba ni el volumen de una probeta de concreto de 6”x12”, se procedió a realizar el trabajo manualmente, para ello en vez de usar los trompos del laboratorio usamos un tazón, una batidora de 220w, y los pesos de los materiales de diseño. Procedimiento: 1. Primero se procedió a pesar los materiales que utilizaríamos: pigmento baycolor azul, cemento blanco, arena gruesa, agua y aceite de cocina como desmoldante. 2. Luego se agregó un porcentaje del cemento blanco, la mitad del pigmento y otro porcentaje de la arena, al tazón, y se agregó un poco de agua.

3. Se batió los materiales, con el uso de la batidora, se prosiguió de dicha manera, y se iba agregando el resto de los materiales, además del aditivo, pero mientras se iba realizando dicho proceso notamos que la mezcla estaba muy seca, se fue adicionando agua con el fin de aumentar su fluidez, y ya que queríamos una mezcla de consistencia plástica le agregamos 5mlt adicionales del aditivo Neoplast, luego de esto la mezcla aún seguía poco fluida, dado este problema decidimos usar el aditivo Plastol 200, agregamos 1mlt a la mezcla, hasta que vimos que el aditivo llego a actuar y el concreto se puso bastante fluido. 4. Luego realizamos el ensayo de asentamiento con un cono similar al cono de Abrams pero con dimensiones más pequeñas simulando así el ensayo en tres capas, cada una compactando con 25 golpes en espiral.

Una vez sacado el cono procedimos, a medir el asentamiento. (Slump = 5.8 cm.)

5. Finalmente al obtener ya la pasta requerida, se procedió a llenar los moldes de pvc que teníamos.

CORRECCIÓN DEL DISEÑO DE MEZCLA Como pudimos comprobar en nuestro primer diseño de mezcla, para obtener nuestra mezcla de naturaleza fluida, se agregó gran cantidad de agua y aditivo, para ello ahora mostraremos la corrección del diseño, para obtener resultados más acordes a un diseño teórico. Cemento = 0.6kg Agua diseño = 0.280lt + 0.135lt adicionales Notamos que la cantidad de agua aumenta hasta los 0.415lt para el volumen que habíamos trabajado, debido a ello es que corregimos nuestro diseño: Agua x Volumen de testigos = 0.415lt Agua = 0.415 / 0.00137 Agua corregida = 302.92lt Al corregir el agua también debemos corregir la cantidad de cemento para que cumpla la relación a/c de 0.48 Cemento = 302.92/0.48 Cemento = 631 kg

CONCRETO ARQUITECTONICO PIGMENTADO VERDE Este concreto se trabajó de manera diferente, ya que trabajamos con un diseño previamente corregido, para ello volvemos a realizar: 1. Volúmenes absolutos:

Material Cemento blanco Agua Aire Pigmento verde 6%

Peso 630kg 300 3% 37.8kg

Peso Esp. 3150 1000 ----2200

Vol. Absoluto 0.200 0.300 0.030 0.0170 0.547

2. Calculo del agregado fino: o Primero hallamos el volumen absoluto de agregado fino: 1-0.547 = 0.453 o Cantidad de agregado fino: multiplicamos el volumen del agregado por su peso específico: 0.453 * 2520 = 1141.56 kg

3. Pesos para realización de la nueva pasta, en base al volumen de un molde 0.00242m3 por 1.2 como factor de rendimiento = 0.0029m3 Cemento

1.827kg

Agua de diseño

0.87lt

Agregado fino

3.31kg

Pigmento

0.109kg

Descripción del trabajo: En el procedimiento de mezclado para realizar el concreto arquitectónico pigmentado se tomó en cuenta el volumen total del molde, a fin de no generar desperdicios pero para asegurar que alcance a llenar el molde se utilizó un factor de 1.2.El mezclado de los materiales primeramente se realizó en seco es decir el cemento, la arena y el pigmento a fin de facilitar el mezclado con el agua. Dado que la cantidad de concreto fue pequeña, el mezclado se realizó a mano. El volumen total a vaciar por molde fue de 0.0029 m3. Con el propósito de mostrar la diferencia entre el concreto realizado con cemento blanco y el realizado con cemento gris, el mezclado se realizó en dos partes cada una con un tiempo de mezclado de aproximadamente 10 minutos. Procedimiento: Concreto de color aplicando cemento gris: 1. Realizamos el premezclado de los materiales en estado seco.

2. Agregamos el pigmento de color.

3. Mezclamos con el agua en una bandeja, aproximadamente 8 a 10 minutos.

4. Utilizamos aceite vegetal como desmoldante para evitar manchas en el concreto. Cubrimos el molde completamente y la base.

5. Llenamos en dos capas y apisonamos a manera de que quede uniforme y bien compactado y simulando el vibrado para losas.

6. Enrasamos la superficie para que tenga un buen acabado final.

Concreto de color aplicando cemento blanco: 1. Pesamos los materiales de acuerdo al diseño y realizamos el premezclado de los materiales en seco.

2. Mezclamos con el agua manualmente sobre una bandeja para que el resultado sea uniforme.

3. Colocamos la mezcla en dos capas simulando el vibrado y compactándolo.

4. Enrasamos y lo dejamos un día antes de desmoldarlo.

CONCLUSIONES 

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El concreto arquitectónico, no es en sí un concreto, es más bien una pasta de mortero, ya que sus principales componentes son cemento, agua y arena, pero adquiere el nombre de concreto, ya que puede llegar a resistencias de diseño de hasta 450kg/cm2, y adicionalmente puede ser aditivado. El concreto arquitectónico se debe trabajar en base a prueba y error, ya que no se encuentra información sobre cómo hacer un correcto diseño, por lo cual se llevó a cabo un diseño de manera empírica. La calidad de un ben concreto arquitectónico dependerá de la calidad de nuestro agregado fino, al ser el cemento ya de por si un material suave al tacto, y el pigmento al diluirse en la pasta, solo depende de nuestro agregado fino la calidad o vistosidad que este pueda adquirir, además de requerir mano de obra calificada y cuidados en no contaminar la mezcla. Luego de realizar el primer vaciado en moldes cilíndricos, pudimos apreciar las fallas cometidas en el diseño; así mismo estas fueron subsanadas en el momento. Se requirió incorporar un mayor volumen de agua, ya que la mezcla se tornaba poco trabajable. Fue necesario hacer un cambio en el aditivo plastificante empleado, puesto que luego de llegar a la saturación del primero no obteníamos resultados buenos. El segundo vaciado en moldes cuadrados fue realizado con las correcciones debidas y los resultados observados en su estado fresco fueron los esperados.

RECOMENDACIONES   

Recoger la mayor cantidad de datos posibles en cuanto a las propiedades físicas de los materiales a ser empleados. Realizar los ensayos de control de calidad en estado fresco y seco con el mayor cuidado y siguiendo las especificaciones normadas. Cualquier cambio, incorporación o sustracción de materiales, durante el vaciado debe ser anotado y considerado en la corrección del diseño de mezcla.

PANEL FOTOGRAFICO – RESULTADO FINAL:

FOTO N°1: Presentación final de las probetas de concreto arquitectónico azul

FOTO N°2: Diferencia de acabado debido a usar cemento blanco o cemento gris, ambos ensayos con el mismo pigmento.