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• Anais Flores

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FACULTAD DE INGENIERÍA CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL CURSO: TECNOLOGÍA DEL CONCRETO

TEMA: CONTROL DE CALIDAD DEL CONCRETO EN ESTADO FRESCO Y ENDURECIDO

DOCENTE: ROJAS MONTOYA ANGHELA MAGALY

ESTUDIANTES: AGUILAR CORREA FRANCK ARANDA BARRANTES PEDRO DÁVILA CAMPOS BRAYAN RAMIREZ ALVARADO LUIS TORRES NUÑES PATRICIA

CAJAMARCA – PERÚ 2017

TECNOLOGÍA DEL CONCRETO | CUBOS DE MORTERO

INTRODUCCIÓN

Un concreto será de buena calidad cuando cumpla las especificaciones para las cuales fue diseñado. Esto se logra si las técnicas y los materiales empleados para producirlo son de buena calidad. Una calidad deficiente en el concreto que se utiliza representa un riesgo para la estabilidad de la obra. El control de calidad es el conjunto de acciones y decisiones que se toman, bien para cumplir las especificaciones o para comprobar que éstas hayan sido cumplidas. Este se aplica en estado fresco y endurecido. Los ensayos de aceptación del concreto están normados (Concreto en Estado Fresco/ASTM C143 – NTP 339.035, Concreto en Estado Endurecido/ASTM C39 – NTP 339.034). En el control de calidad del concreto al igual que el de cualquier producto se basa en tres actividades: - Control de materias primas. - Supervisión del proceso completo de fabricación. - Verificación total del producto terminado.

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OBJETIVOS

OBJETIVO PRINCIPAL Obtener un control de calidad óptimo para nuestro concreto.

OBJETIVOS SECUNDARIOS Desarrollar un concreto que cumpla las especificaciones para el cual hemos diseñado. Lograr una correcta consistencia de nuestro concreto, verificándolo con el método del Slump (Concreto en Estado Fresco/ASTM C143 – NTP 339.035). Alcanzar una resistencia a compresión (f’c) correcta a los 28 días (Concreto en Estado Endurecido/ASTM C39 – NTP 339.034)

JUSTIFICACIÓN

Calidad es un proceso para alcanzar una característica que satisface el requerimiento deseado. Esta característica puede ser cualitativa o cuantitativa. En tiempos actuales, donde las relaciones humanas han perfeccionado los criterios para la oferta de productos y servicios, el concepto de calidad también ha sido perfeccionado. En el caso del concreto se puede alcanzar los requisitos de calidad, siempre que se cumpla rigurosamente con la calidad requerida en una de las etapas; es decir: (a) Componentes individuales, (b) Procedimientos de diseño, (c) Técnicas de producción, (d) Transporte, colocación y proceso de curado y (e) Muestreo y pruebas de laboratorio. Por eso en este informe, mostraremos paso a paso nuestro trabajo hecho en laboratorio referido al control de calidad del concreto en estado fresco y endurecido.

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MATERIALES, EQUIPOS E INSTRUMENTOS

MATERIALES

FOTO N° 1: Agregado fino.

FOTO N° 2: Agregado grueso.

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FOTO N° 3: Cemento.

FOTO N° 4: Agua potable.

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INSTRUMENTOS DE LABORATORIO

FOTO N° 5: Cono de Abrams.

FOTO N° 6: Varilla compactadora.

FOTO N° 7: Mezcladora.

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FOTO N° 8: Balanza.

FOTO N° 9: Probeta.

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FOTO N° 10: Badilejo.

FOTO N° 11: Carretilla.

FOTO N° 12: Wincha.

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FOTO N° 13: Tres probetas cilíndricas.

FOTO N° 14: Tanque de curado.

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FOTO N° 15: Vernier.

FOTO N° 16: Prensa hidráulica.

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EQUIPO DE PROTECCIÓN PERSONAL (EPP)

FOTO N° 17: Protección para la cabeza (casco).

FOTO N° 18: Protección para el cuerpo (chaleco).

FOTO N° 19: Protección para las manos (guantes).

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MARCO TEÓRICO

Las pruebas de concreto fresco, permiten verificar la calidad del mismo, con lo cual se garantiza la obra; además, resultan como una voz de alerta temprana, que permite al contratista revisar sus procedimientos constructivos y plantear mejoras. Es importante, el uso de técnicos capacitados en pruebas de laboratorio para revisar la calidad del concreto en su estado fresco; lo anterior, porque la ejecución apropiada de las pruebas, mejora la confiabilidad de los resultados de las mismas. En el concreto endurecido la resistencia a la compresión es el parámetro principal para controlar la calidad del concreto, pero existen otros parámetros igualmente válidos, como: la resistencia a la flexión y la relación agua-cemento. Para determinar la resistencia a la compresión del concreto puesto en obra, se elaboran cilindros testigos según la Norma NTP 339.034, cilindros se elaboran tomando el concreto fresco que se va a vaciar en diferentes partes de la obra y se ensayan a diferentes edades según el uso determinado que se les quiera dar. La toma de cilindros testigos y la posterior determinación de su resistencia persigue algunos de los siguientes fines: 1. comprobar la dosificación de la mezcla diseñada, para saber si cumple con la resistencia especificada. 2. controlar la calidad: a) ensayos de aceptación del concreto. b) control interno de producción.

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METODOLOGÍA CONCRETO EN ESTADO FRESCO PESAJE DE LOS MATERIALES Luego de la dosificación ya hecha, obtuvimos el peso del agregado, tanto fino como grueso; del cemento y del agua.

FOTO N° 20: Peso del agregado fino, 16.270 kg.

FOTO N° 21: Peso del agregado grueso, 14.470 kg.

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FOTO N° 22: Peso del cemento, 5.940 kg.

FOTO N° 23: Cantidad de agua, 184884 ml.

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PASOS PREVIOS AL MÉTODO DEL SLUMP Antes de colocar los materiales al trompo y proceder hacer el Slump, debimos haber hecho una serie de pasos, para tener todos nuestros equipos listos. En las siguientes fotos describimos este proceso:

FOTO N° 24 - 25: Lavado de la mezcladora.

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FOTO N° 26: Materiales pesados y listos para el trompo.

FOTO N° 27: Cono de Abrams limpio, sin residuos.

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PROCEDIMIENTO PARA LA MEZCLA DE MATERIALES 1. Primero, humedecer la mezcladora, para que los materiales se adhieran entre sí. 2. Luego, colocar el agregado grueso y fino a la mezcladora. 3. Después, colocar el cemento en el trompo. 4. Finalmente, vertimos toda el agua restante y dejamos que se unan todos los materiales. Este proceso tiene un tiempo límite de acuerdo a la capacidad de la mezcladora, el cuál vemos en la siguiente tabla.

TABLA N° 1: Tiempo del mezclado de acuerdo a la capacidad.

FOTO N° 28: Humedecimiento del trompo.

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FOTO N° 29: Materiales puestos en la mezcladora.

FOTO N° 30: Concreto fresco, listo para el método del Slump.

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MÉTODO DEL SLUMP 1. Humedecer o lubricar el molde, la varilla y la cuchara. 2. Fijar el Cono en los ganchos de la plataforma. 3. Colocar el concreto con la cuchara en 3 capas de volúmenes similares y chuzar 25 veces cada una de ellas. 4. Enrazar el concreto excedente. 5. Retirar el cono de Abrams de forma vertical. 6. Medir el asentamiento de concreto.

FOTO N° 31 - 32: Lubricación de equipos (Cono de Abrams, base, varilla).

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FOTO N° 33: Llenado del cono por capas.

FOTO N° 34: Chuseo de capas (25 veces).

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FOTO N° 35: Asentamiento del concreto fresco (vista superior).

FOTO N° 36: Asentamiento del concreto fresco (vista perfil).

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FOTO N° 37: Asentamiento del concreto fresco.

TABLA N° 2: Asentamiento en cm, dado por ACI.

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CONCRETO EN ESTADO ENDURECIDO LLENADO DE PROBETAS CILÍNDRICAS

1. LUBRICACIÓN: Se lubrica las 3 probetas. 2. LLENADO: Se vierte la primera y segunda capa de cemento en las 3 probetas aproximadamente 1/3 de su longitud con cada capa. 3. COMPACTACIÓN: En cada llenado compactar 25 veces con la varilla y de 10 a 15 golpes laterales con el mazo de goma. 4. LLENADO: Se vierte la tercera capa de cemento en las 3 probetas, teniendo material excedente. 5. COMPACTACIÓN: Se compacta la tercera capa de cemento con 25 golpes y de 10 a 15 golpes laterales con el mazo de goma. 6. ENRAZADO: Se alisa la superficie de las probetas pasando el lado plano del badilejo.

FOTO N° 38: Lubricación de probetas.

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FOTO N° 39: Llenado de la primera capa.

FOTO N° 40: Compactación de la primera capa.

FOTO N° 41: Llenado de la segunda capa.

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FOTO N° 42: Compactación de la segunda capa.

FOTO N° 43: Llenado de la tercera capa.

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FOTO N° 44: Compactación de la tercera capa.

FOTO N° 45 - 46: Golpes laterales a la tercera capa.

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FOTO N° 47: Enrazado de las probetas.

FOTO N° 48: Probetas enrazadas y con sus respectivos etiquetados.

FOTO N° 49: Probetas puestas en la vibradora (10:40 a.m.).

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CURADO DE MORTERO

7. Pasada las 24 horas, los testigos son sacados de las probetas. 8. Luego de desmoldar, se procede a colocar los testigos al tanque de curado.

FOTO N° 50 - 51: A 24hrs del fraguado (10:40 a.m.).

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FOTO N° 52: Nuestros 3 testigos.

FOTO N° 53: Etiquetado de nuestros 3 testigos antes de curarlos.

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FOTOS N° 54 - 55: Puesta de nuestros testigos al tanque de curado.

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FOTO N° 56: Testigos en el tanque de curado (10:45 a.m.).

COMPRESIÓN DE MORTERO

Después del tiempo de curado se coloca en un trapo húmedo los morteros y se toma medidas de cada lado de las caras de la probeta. Finalmente, se los lleva a la máquina de compresión en donde se aplicará una carga hasta que el mortero se fracture.

TABLA N° 3: Ensayo de resistencia para distintas de edades de mortero.

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FOTO N°47: Toma de medidas de las probetas (4 días).

FOTO N° 48: Morteros en la máquina hidráulica para la resistencia a compresión (4 días).

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FOTO N° 49: Se sacan las probetas para la resistencia a compresión (7 días).

FOTO N°50: Toma de medidas de las probetas (7 días).

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FOTO N° 51: Morteros en la máquina hidráulica para la resistencia a compresión (7 días).

PRESENTACIÓN Y PROCESAMIENTO DE DATOS

Resultados del ensayo a compresión de mortero a la edad de 4 días. MUESTRA 1 - 4 DÍAS

Muestra

Ancho(cm) 5.08 Número de 5.06 probeta 1 5.05 Promedio 5.06

(P) Área Esfuerzo sección(cm2 o carga 500 1000 1500

25.57 25.57 25.57

Alto(mm) 47.2 47.6 46.9 47.23

Largo(cm) 5.06 5.04 5.05 5.05

Área(m2) 25.57

(e) (ε) Deformación Deformación total Unitaria

(σ) Esfuerzo 19.5542925 39.108585 58.6628775

0.3 0.41 0.48

0.0064 0.0087 0.0102

TECNOLOGÍA DEL CONCRETO | CUBOS DE MORTERO

2000 2500 3000 3500 4000 4500

25.57 25.57 25.57 25.57 25.57 25.57

Carga máx

4653(kg/cm2)

78.21717 97.7714625 117.325755 136.880047 156.43434 175.988632

0.57 0.68 0.82 0.99 1.06 1.11

0.0121 0.0144 0.0174 0.0210 0.0224 0.0235

Fuente: propia.

TABLAS N° 4 – 5: Compresión de mortero de cemento hidráulico. 200 180

EZFUERZO(kg/cm2

160 140 120 100 80 60 40 20 0 0.0000

0.0050

0.0100

0.0150

0.0200

0.0250

DEFORMACIÓN UNITARIA

GRÁFICO N° 1: Esfuerzo – deformación de la tabla 5. MUESTRA 2 - 4 DÍAS Muestra Número de probeta 2 Promedio

Ancho(cm) 5.09 5.05 5.04 5.06

(P) Área Esfuerzo o sección(cm2 carga

Alto(mm) 47.2 46.9 46.9 47

(σ) Esfuerzo

Largo(cm) 5.03 5.04 5.07 5.05

Área(cm2) 25.54

(e) (ε) Deformación Deformación total Unitaria

TECNOLOGÍA DEL CONCRETO | CUBOS DE MORTERO

500

25.54

19.5771339

0.55

0.0117

1000

25.54

39.1542678

0.79

0.0168

1500

25.54

58.7314017

0.96

0.0204

2000

25.54

78.3085356

1.28

0.0272

2500

25.54

97.8856695

1.49

0.0317

3000

25.54

117.462803

1.64

0.0349

3500

25.54

137.039937

1.79

0.0381

4000

25.54

156.617071

1.92

0.0409

4500

25.54

176.194205

1.99

0.0423

Carga máx

4759(kg/cm2)

Fuente: propia. TABLAS N° 6 –7: Compresión de mortero de cemento hidráulico. 200 180

EZFUERZO(kg/cm2

160 140 120 100 80 60 40 20 0 0.0000 0.0050 0.0100 0.0150 0.0200 0.0250 0.0300 0.0350 0.0400 0.0450

DEFORMACIÓN UNITARIA

GRÁFICO N° 2: Esfuerzo – deformación de la tabla 7. MUESTRA 3 - 4 DÍAS

Muestra Número de probeta 3 Promedio

Ancho(cm) 5.09 5.07 5.09 5.08

Alto(mm) 46.9 46.8 46.9 46.87

Largo(cm) 5.05 5.05 5.04 5.05

Área(cm2) 25.65

TECNOLOGÍA DEL CONCRETO | CUBOS DE MORTERO

(P) (e) (ε) Área (σ) Esfuerzo o Deformación Deformación sección(cm2 Esfuerzo carga total Unitaria 500 25.65 19.4931774 0.22 0.0047 1000

25.65

38.9863548

0.33

0.0070

1500

25.65

58.4795322

0.43

0.0092

2000

25.65

77.9727096

0.52

0.0111

2500

25.65

97.4658869

0.6

0.0128

3000

25.65

116.959064

0.68

0.0145

3500

25.65

136.452242

0.74

0.0158

4000

25.65

155.945419

0.79

0.0169

4500

25.65

175.438596

0.84

0.0179

Carga máx

5605(kg/cm2) Fuente: propia.

TABLAS N° 8 – 9: Compresión de mortero de cemento hidráulico. 200 180

EZFUERZO(kg/cm2

160 140 120 100 80 60 40 20 0 0.0000

0.0050

0.0100

0.0150

0.0200

DEFORMACIÓN UNITARIA

GRÁFICO N° 3: Esfuerzo – deformación de la tabla 9.

Resultados del ensayo a compresión de mortero a la edad de 7 días.

MUESTRA 1 - 7 DÍAS

Muestra

Ancho(cm) 5.07 Número de 5.05 probeta 1 5.03

Alto(mm) 47.4 47.5 47.4

Largo(cm) 5.11 5.12 5.11

Área(cm2) 25.82

TECNOLOGÍA DEL CONCRETO | CUBOS DE MORTERO

Promedio

5.05

47.43

5.11

(P) Esfuerzo o carga

Área sección

(σ) Esfuerzo

(e) (ε) Deformación Deformación total Unitaria

500

25.82

19.3648335

0.14

0.0030

1000

25.82

38.7296669

0.26

0.0055

1500

25.82

58.0945004

0.36

0.0076

2000

25.82

77.4593338

0.43

0.0091

2500

25.82

96.8241673

0.51

0.0108

3000

25.82

116.189001

0.62

0.0131

3500

25.82

135.553834

0.69

0.0145

4000

25.82

154.918668

0.75

0.0158

4500

25.82

174.283501

0.83

0.0175

5000

25.82

193.648335

0.88

0.0186

5500

25.82

213.013168

0.92

0.0194

6000

25.82

232.378002

0.96

0.0202

6500

25.82

251.742835

0.99

0.0209

7000

25.82

271.107668

1.12

0.0236

Carga máx

7221(kg/cm2)

Fuente: propia. TABLAS N° 10 – 11: Compresión de mortero de cemento hidráulico.

300

EZFUERZO(kg/cm2

250 200 150 100 50 0 0.0000

0.0050

0.0100

0.0150

0.0200

0.0250

DEFORMACIÓN UNITARIA

TECNOLOGÍA DEL CONCRETO | CUBOS DE MORTERO

GRÁFICO N° 4: Esfuerzo – deformación de la tabla 11. MUESTRA 2 - 7 DÍAS

Muestra

Ancho(cm) 5.08 Número de 5.06 probeta 2 5.08 Promedio 5.07

Alto(mm) 47.4 47.4 47.3 47.37

Largo(cm) 5.14 5.11 5.13 5.13

Área(cm2)

(P) Esfuerzo o carga

Área sección

(σ) Esfuerzo

500

26.01

19.2233756

0.17

0.0036

1000

26.01

38.4467512

0.28

0.0059

1500

26.01

57.6701269

0.37

0.0078

2000

26.01

76.8935025

0.47

0.0099

2500

26.01

96.1168781

0.59

0.0125

3000

26.01

115.340254

0.67

0.0141

3500

26.01

134.563629

0.76

0.0160

4000

26.01

153.787005

0.87

0.0184

4500

26.01

173.010381

0.97

0.0205

5000

26.01

192.233756

1.06

0.0224

5500

26.01

211.457132

1.13

0.0239

6000

26.01

230.680507

1.19

0.0251

6500

26.01

249.903883

1.25

0.0264

7000

26.01

269.127259

1.29

0.0272

7500

26.01

288.350634

1.32

0.0279

Carga máx

7856(kg/cm2)

26.01

(e) (ε) Deformación Deformación total Unitaria

Fuente: propia. TABLAS N° 12 – 13: Compresión de mortero de cemento hidráulico.

TECNOLOGÍA DEL CONCRETO | CUBOS DE MORTERO

350

EZFUERZO(kg/cm2

300 250 200 150 100 50 0 0.0000

0.0050

0.0100

0.0150

0.0200

0.0250

0.0300

DEFORMACIÓN UNITARIA

GRÁFICO N° 5: Esfuerzo – deformación de la tabla 13. MUESTRA 3 - 7 DÍAS Muestra

Ancho(cm) 5.05 Número de 5.04 probeta 3 5.05 Promedio 5.05

Alto(mm) 47.4 47.5 47.6 47.50

Largo(cm) 5.14 5.14 5.13 5.14

Área(cm2)

(P) Esfuerzo o carga

Área sección

(σ) Esfuerzo

500

25.92

19.2901235

0.09

0.0019

1000

25.92

38.5802469

0.24

0.0051

1500

25.92

57.8703704

0.38

0.0080

2000

25.92

77.1604938

0.46

0.0097

2500

25.92

96.4506173

0.54

0.0114

3000

25.92

115.740741

0.61

0.0128

3500

25.92

135.030864

0.68

0.0143

4000

25.92

154.320988

0.75

0.0158

4500

25.92

173.611111

0.8

0.0168

5000

25.92

192.901235

0.84

0.0177

5500

25.92

212.191358

0.88

0.0185

6000

25.92

231.481481

0.91

0.0192

6500

25.92

250.771605

0.93

0.0196

7000

25.92

270.061728

0.98

0.0206

7500

25.92

289.351852

1.04

0.0219

8000

25.92

308.641975

1.07

0.0225

25.92

(e) (ε) Deformación Deformación total Unitaria

TECNOLOGÍA DEL CONCRETO | CUBOS DE MORTERO

Carga máx

8117(kg/cm2)

Fuente: propia. TABLAS N° 14 – 15: Compresión de mortero de cemento hidráulico.

350

EZFUERZO(kg/cm2)

300 250 200 150 100 50 0 0.0000

0.0050

0.0100

0.0150

0.0200

0.0250

DEFORMACIÓN UNITARIA

GRÁFICO N° 6: Esfuerzo – deformación de la tabla 15.

ANÁLISIS Y DISCUSIÓN DE RESUSLTADOS

TABLA N° 16: Promedio del ensayo a compresión a la edad de 4 días. La resistencia de una clase determinada de concreto se considera satisfactoria si cumple que el promedio aritmético de tres ensayos de resistencia consecutivos a una edad de 4 días es igual o superior a f’c. 100 kg/cm2, y nuestro promedio obtenido es igual a 195.61 kg/cm2.

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TABLA N° 17: Promedio del ensayo a compresión a la edad de 7 días. La resistencia de una clase determinada de concreto se considera satisfactoria si cumple que el promedio aritmético de tres ensayos de resistencia consecutivos a una edad de 7 días es igual o superior a f’c. 250 kg/cm2, y nuestro promedio obtenido es igual a 298.29 kg/cm2.

CONCLUSIONES La resistencia promedio encontrada en los cubos de 4 días es de 195.61 kg/cm2. Lo que indica que se encuentra sobre el promedio establecido. La resistencia promedio encontrada en los cubos de 7 días es de 298.29 kg/cm2. Lo que indica que se encuentra sobre el promedio establecido. Los gráficos fueron encontrados en función de los datos obtenidos en los ensayos. La práctica fue desarrollada de manera simétrica a lo establecido en la NTP 334.051.

RECOMENDACIONES

Nuestras recomendaciones serían las siguientes:

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Debería haber más moldes de mortero, ya que por la poca cantidad muchos grupos tuvimos que postergar el inicio del ensayo. La tina de curado debería ser más grande o debería haber otra ya que se llena y no hay donde curar los morteros. El laboratorista debe romper las probetas en el momento indicado ya que se debe respetar los días y error permitido de cada una de las probetas.

BIBLIOGRAFÍA

[1] Cogido ACI 318-02, Reglamento de las construcciones de Concreto reforzado, American Concrete Institute, Detroit, 2002. [2] Comité ACI 211, Práctica estándar para la selección de las proporciones de concreto, American Concrete Institute, Detroit, 2002. [3] Comité ACI-214: Prácticas recomendadas para la evaluación de resultados de ensayos de concretos . [4] Normas ASTM C-31, Confección de especimenes de prueba en campo, American Society for Testing and Materials, Easton, 1998. [5] Normas ASTM C-39, Método de ensayo estándar para compresión de especimenes de cilindro de concreto, American Society for Testing and Materials, Easton, 1998. [6] Normas ASTM C-143, Método estándar para asentamiento del concreto con cemento hidráulico, American Society for Testing and Materials, Easton, 1998.

ANEXOS

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ANEXO N° 1: Grabación de la deformación de mortero en el ensayo de resistencia a compresión.

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ANEXO N° 2: Mortero en la máquina hidráulica.

ANEXO N° 3: Morteros después de ser sometidos a la máquina hidráulica.

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ANEXO N° 4: Tablas de nuestros ensayos a la edad de 4 días.

ANEXO N° 5: Tablas de nuestros ensayos a la edad de 7 días.

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