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• Eduardo Rios Pozos

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PROTOCOLO DE TESIS (OPCION I) Tema:

ESTUDIO DEL USO, PRECAUCIONES Y RECOMENDACIONES DE LOS CEMENTOS PARA EFICIENTAR LA RESITENCIA Y DURABILIDAD DEL CONCRETO EN OBRAS URBANAS Y EDIFICACION DE LA LOCALIDAD

Presenta:

ANA GABRIELA REYES LÓPEZ MARIO IVAN ROBLERO CASTRO CARRERA: INGENIERIA CIVIL.

TAPACHULA DE CORDOVA Y ORDOÑEZ, CHIAPAS. A 03 DE MAYO DE 2016.

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“ESTUDIO DEL USO, PRECAUCIONES Y

RECOMENDACIONES DE LOS

CEMENTOS PARA EFICIENTAR LA

RESISTENCIA Y DURABILIDAD DEL

CONCRETO EN OBRAS URBANAS Y EDIFICACION DE LA LOCALIDAD”

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INDICE

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

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JUSTIFICACION

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PREGUNTAS DE INVESTIGACION

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PLANTEAMIENTO DE HIPOTESIS

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VARIABLES INDEPENDIENTES

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VARIABLES DEPENDIENTES

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ANTECEDENTES

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OBJETIVO GENERAL

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METODO CIENTIFICO

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TIPOS DE ESTUDIOS

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REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

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PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

El escenario de la construcción requiere hoy día de la innovación de nuevos materiales que resuelvan muchos de los problemas que se presentan durante la etapa de operación de los proyectos, el concreto hidráulico es uno de los materiales que debe de presentar una óptima resistencia y durabilidad siempre y cuando cada uno de sus componentes cumpla con los perfiles y los requisitos de las especificaciones es aquí donde se presenta el problema porque para construir los elementos de concreto hay que estudiar y analizar los distintos escenarios que presentan muchas variables en relación a la determinación de las propiedades mecánicas del concreto hidráulico. Hay escenarios donde las acciones químicas son muy severas por ejemplo, las grandes concentraciones de sulfatos hacen que nuestros elementos no respondan a los diseños establecidos. Entonces es muy importante perfilar y requisitar un cemento que resuelva esta problemática que sea muy compartible con los otros componentes del concreto para que nuestro producto sea resistente. Los agentes que afectan la durabilidad del concreto son de diversa índole, pueden ser clasificados en dos categorías: los agentes externos son los que se encuentran en el medio ambiente o se deben a condiciones de servicio, entre ellos se encuentran los iones de cloruro, el dióxido de carbono, sulfatos, bacterias, abrasión y ciclos de congelamiento y deshielo. Los agentes internos se hallan dentro del mismo concreto, como los iones de cloruro incorporados en determinados aditivos y los álcalis del cemento que reaccionan con agregados potencialmente reactivos. Se pueden clasificar por su origen: agentes mecánicos, físicos, químicos y biológicos. Los físicos son debidos a cambios en el medio ambiente (congelamiento–deshielo, cargas, etc.). Entre los agentes químicos destacan los ataques por sulfatos, ácidos, agua de mar y cloruros, estos últimos inducen a la corrosión electroquímica del acero de refuerzo.

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Los biológicos pueden ser microorganismos, algas y moluscos. Los mecánicos se deben a las condiciones a que se expone el concreto (por ejemplo, abrasión y erosión). En ocasiones, estos agentes se presentan simultáneamente, por lo que se pueden tener combinaciones interesantes. Obviamente el efecto del daño se debe a cuestiones intrínsecas y extrínsecas del concreto, como es la calidad del mismo y el grado del agente activo al que se encuentra expuesto. La importancia de los agentes agresivos está en función del entorno en que se encuentran, velocidad de penetración y medio de transporte. Dichos agentes agresivos pueden ser gases, líquidos o partículas que forman parte de los suelos adyacentes al concreto. Actualmente en la región conocida como zona soconusco aquí en el estado de Chiapas, existen diversidad de elementos que conduce a mecanismos agresivos provocando un problema directamente establecida sobre la durabilidad y resistencia de los elementos de concreto. Las grandes compañías concreteras de la ciudad de Tapachula ofrecen concretos realizados con cementos del tipo CPO40-R, CPC-40R

por mencionar algunos, y agregando materiales pétreos

obtenidos en canteras (bancos de materiales) propios de la región. Dichos agregados pétreos no conllevan un óptimo control de calidad respecto a estudios químicos, biológicos y físicos. En estudios exploratorios realizados en algunos proyectos de urbanización ejecutados en Tapachula (proyectos de pavimentación de calles con concreto hidráulico) se puede observar muchos agentes agresivos al concreto no perceptibles a simple vista, esto que mencionamos se representa en la siguiente imagen:

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Material base existente

Pavimento hidráulico existente

Drenaje roto (elemento que aporta agentes destructivos al concreto)

Por esta razón este trabajo de investigación tiene como propósito o fin encontrar diseños de mezclas de concreto que tengan cementos con perfiles óptimos que le permitan incrementar su resistencia y durabilidad.

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JUSTIFICACION

Los daños por durabilidad en la infraestructura han afectado las estructuras de concreto en su desempeño estructural y, en ocasiones, también tienen repercusiones económicas que son puntos clave para determinar la rentabilidad de un proyecto. En el tema se analizan las ventajas de aprovechar y aplicar en la práctica constructiva el diseño por durabilidad de una estructura de concreto. Se presenta la filosofía del diseño por durabilidad, una herramienta y concepto tecnológico que bien aplicado, puede conducir a la industria de la construcción a tener un mejor desempeño y optimización de cementos y materiales, logrando con esto construir estructuras con una mayor vida útil y menores costos de mantenimiento. El concreto elaborado con cemento Pórtland es un material con una historia relativamente reciente. Debido a su consistencia rígida, anteriormente se creía que tenía una larga vida útil; sin embargo, la experiencia ha demostrado que no siempre es así. Los ejemplos en la construcción de estructuras de concreto con problemas, ante sus condiciones de servicio son abundantes y de diferente naturaleza, éstos se han tenido que explicar, enfrentar y resolver desde diferentes trincheras como investigaciones serias, teorías, fórmulas, sistemas constructivos, pruebas de laboratorio y campo, todo ello con el objetivo de diagnosticar problemas de durabilidad y conocer los factores que en ella intervienen. El estado de arte actual del tema es bastante amplio; no obstante, el espíritu científico continúa alimentándose de preguntas y nuevos retos. El concreto elaborado con cemento portland pero con diferentes características de uso y recomendaciones técnicas permitirá mejorar la calidad del concreto de acuerdo con los mecanismos mencionados, minimizando los desechos y elevara la calidad de vida del ser humano y preservara y conservara el medio ambiente.  

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PREGUNTAS DE INVESTIGACION

Históricamente, el diseño de las estructuras de concreto se ha realizado con el criterio de la resistencia mecánica; gracias a este medio se han logrado tener estructuras que soportan adecuadamente las cargas de servicio; sin embargo, se han encontrado problemas relacionados con el medio ambiente en el que se encuentra la estructura. Era inminente la necesidad de investigar las razones del porqué del deterioro del concreto y solucionar problemas prácticos. Se plantearon varias preguntas: 1. ¿Qué cementos mejoran el desempeño del concreto ante acciones físicas, químicas , mecánica y biológicas? 2. ¿Cómo influye las propiedades físicas de los agregados con las propiedades químicas de los cementos? 3. ¿Qué influencia tiene los tipos de cemento en la durabilidad y resistencia de concreto hidráulico? 4. ¿Cómo influye el tipo de cemento en la trabajabilidad del concreto fresco? 5. ¿Qué influencia produce en la calidad del concreto tomar en cuenta las precauciones y recomendaciones de los cementos?

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PLANTEAMIENTO DE HIPOTESIS

El diseño y dosificación de una mezcla de concreto hidráulico sustentado en el perfil óptimo del cemento, respetando precauciones y utilizaciones aumentara y optimizará la resistencia y durabilidad en obras urbanas y edificación, a diferencia de un concreto hecho en obra sin considerar los perfiles.

VARIABLES INDEPENDIENTES

 Tipos de cemento  Agregados pétreos  Agua  Aditivos  Propiedades químicas del cemento  Relación Grava-Arena óptima  Relación Agua-Cemento constante  Propiedades físicas de los agregados

VARIABLES DEPENDIENTES

 Durabilidad  Resistencia

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ANTECEDENTES

Se realizó una indagatoria para verificar si en la zona o localidad se ha llevado algún tipo de estudio similar a este trabajo, sin embargo si existe información en algunos libros inherentes a este tema y en las Normas NMX-ONNCCE, relacionadas con el cemento, pero no existe un trabajo que integre y explique y resuelva esta problemática en la localidad de 10 años hasta la fecha.

OBJETIVO GENERAL

Elaborar un manual de diseño y dosificación de concreto hidráulico con cementos que tengan el perfil de uso y recomendaciones para aumentar la resistencia y durabilidad del concreto hidráulico expuesto a ambientes severos y críticos.

OBJETIVOS ESPECIFICOS 

Disponer de muestras de cemento, agregados pétreos, y agua para analizarlo en el laboratorio.



Contar con un laboratorio de control de calidad.



Disponer de sistemas de apoyo como tablas estandarizadas, gráficas que tengan que ver con el control de calidad del concertó hidráulico.

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A) METODO CIENTIFICO APLICADO A LA INVESTIGACION Metodología del P.C.A. (Asociación del cemento Portland) Este método de proporcionamiento de concreto, es sin duda, el considerado como básico para proyectar mezclas de concreto, el cual toma como principio básico que el volumen absoluto de concreto fresco es igual a la suma de los volúmenes absolutos de los ingredientes (cemento, agua, arena), más el volumen ocupado por aire atrapado o natural. Con el objeto de encontrar la mayor proporción de un metro cúbico de concreto, se procede a mezclar los agregados fino y grueso con el fin de obtener el máximo pesos volumétricos. Esto se realiza con diferentes porcentajes de ellos, procurando mantener a uno de los agregados en una cantidad constante, para variar el peso del otro agregado con la finalidad de facilitar el proceso, este proceso se realiza mediante el uso de un recipiente de 10 a 20 litros, entre mayor sea, entre mayor sea la capacidad del recipiente mejor es la aproximación entre los valores que se obtengan. Se realizan varios ensayes y los datos obtenidos se vacían en una tabla y se elabora una grafica. Con estos valores se obtendrá el peso volumétrico máximo abundado para un volumen abundado de un metro cúbico de concreto. Posterior a esto se calculara la cantidad de cada agregado. Para este método de diseño de mezcla, se toma en cuenta, las relaciones agua – cemento.

Las investigaciones que se han hecho en relación a las especificaciones de resistencia y durabilidad del concreto hidráulico están orientadas para que un concreto sea durable es decir resulte a la acción destructiva de acciones físicas, mecánicas, químicas y biológicas. También nuestro concreto, deben mantener su forma original y la calidad especificada durante su vida útil; es decir no solo es importante cumplir con los requisitos por resistencia, sino también tener en cuenta los aspectos de durabilidad que están en función de la agresión del medio ambiente, de una buena clasificación del concreto por durabilidad y como consecuencia un nivel de resistencia como se muestra en la tabla: 11

AGRESION DEL MEDIO AMBIENTE

Muy Severa Severa Moderada Ligera

CLASE DE CONCRETO SEGÚN LA AGRESIVIDAD DEL MEDIO AMBIENTE Durable Resistente Normal Pobre

NIVEL DE RESISTENCIA

Mpa

Kg/cm2.

>35 28-35 21-28 10 -21

>350 280-350 210-280 100 -210

B) TIPOS DE ESTUDIOS

EXPLORATORIOS El propósito del investigador es describir situaciones y eventos. Esto es, decir cómo es y se manifiesta determinado fenómeno. Los estudios descriptivos buscan especificar las propiedades importantes de personas, grupos, comunidades o cualquier otro fenómeno que sea sometido a análisis Miden o evalúan diversos aspectos, dimensiones o componentes del fenómeno o fenómenos a investigar. Desde el punto de vista científico, describir es medir. Esto es, en un estudio descriptivo se selecciona una serie de cuestiones y se mide cada una de ellas independientemente, para así -y valga la redundancia-- describir lo que se investiga. El proceso de la descripción no es exclusivamente la obtención y la acumulación de datos y su tabulación correspondiente, sino que se relaciona con condiciones y conexiones existentes, prácticas que tienen validez, opiniones de las personas, 12

puntos de vista, actitudes que se mantienen y procesos en marcha. Los estudios descriptivos se centran en medir los explicativos en descubrir. El investigador debe definir que va a medir y a quienes va a involucrar en esta medición.

DESCRIPTIVOS El propósito del investigador es describir situaciones y eventos. Esto es, decir cómo es y se manifiesta determinado fenómeno. Los estudios descriptivos buscan especificar las propiedades importantes de personas, grupos, comunidades o cualquier otro fenómeno que sea sometido a análisis Miden o evalúan diversos aspectos, dimensiones o componentes del fenómeno o fenómenos a investigar. Desde el punto de vista científico, describir es medir. Esto es, en un estudio descriptivo se selecciona una serie de cuestiones y se mide cada una de ellas independientemente, para así -y valga la redundancia-- describir lo que se investiga. El proceso de la descripción no es exclusivamente la obtención y la acumulación de datos y su tabulación correspondiente, sino que se relaciona con condiciones y conexiones existentes, prácticas que tienen validez, opiniones de las personas, puntos de vista, actitudes que se mantienen y procesos en marcha. Los estudios descriptivos se centran en medir los explicativos en descubrir. El investigador debe definir que va a medir y a quienes va a involucrar en esta medición

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EXPLICATIVOS

La Teoría, es la que constituye el conjunto organizado de principios, inferencias, creencias, descubrimientos y afirmaciones, por medio del cual se interpreta una realidad. Una teoría o explicación, contiene un conjunto de definiciones y de suposiciones relacionados entre sí de manera organizada sistemática; estos supuestos deben ser coherentes a los hechos relacionados con el tema de estudio.

CORRELACIONALES

Tiene como finalidad determinar el grado de relación o asociación no causal existente entre dos o más variables. Se caracterizan porque primero se miden las variables y luego, mediante pruebas de hipótesis y la aplicación de técnicas estadísticas, se estima la correlación. Aunque la investigación correlacional no establece de forma directa relaciones causales, puede aportar indicios sobre las posibles causas de un fenómeno. Este tipo de investigación descriptiva busca determinar el grado de relación existente entre las variables

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REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

1.-Norma Mexicana (NMX-C-414-ONNCCE-1999) de cementos. Norma publicada en el Diario Oficial de la Federación el día 6 de julio de 1999.

2.-Manual de Tecnología del concreto (Tomo I y II) Comisión Federal de electricidad. Instituto de Ingeniería de la UNAM Editorial Limusa.

3,.Tecnologia del concreto (Tomo I, II y III). Autor: A.M.Neville. Instituto Mexicano del Cemento y el Concreto, A.C. Editorial Limusa.

4.-Tecnologia del concreto. Autor: Luciano Villarreal Matías Tesis. Instituto Tecnológico de Tapachula. Primera Edición 1995.

5.-Diseño y Control de mezclas de concreto. Instituto Mexicano del Cemento y el concreto Autor: Steven H Kosmatka y William c. Edición 1992.

6.-Guia para uso de agregados Autor: Instituto Mexicano del Cemento y el Concreto.

7.-Tecnologia del concreto Autor: Instituto Mexicano del Cemento y el Concreto.

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8.-Concreto. Estructura, propiedades y materiales. Autor: Instituto Mexicano del Cemento y el Concreto.

9.-Materiales y procedimientos de construcción (Tomo I) Escuela Mexicana de Arquitectura. Universidad Lasalle. Editorial: Diana, Primera Edición.

10.-Materiales y procedimientos de construcción (Tomo II). Arquitecto. Fernando Bárbara Z. Editorial Herrero S.A. de C.V. Octava Edición.

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