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UNIVERSIDAD NACIONAL JOSÉ FAUSTINO SÁNCHEZ CARRIÓN FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

UNIVERSIDAD NACIONAL JOSÉ FAUSTINO SANCHEZ CARRIÓN FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA PROFESIONAL INGENIERÍA CIVIL

“INFORME DEL ENSAYO A LA COMPRESION Y FLEXIÓN DEL CONCRETO”

CURSO

: Concreto Armado I.

CICLO

: VIII

SEMESTRE ACADÉMICO

: 2019 – I

DOCENTE

: Ing. Aguirre Ortiz, Román.

ALUMNOS

: Rosales Villarreal, Fredy Williams.

HUACHO – PERÚ 2019 CONCRETO ARMADO I

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UNIVERSIDAD NACIONAL JOSÉ FAUSTINO SÁNCHEZ CARRIÓN FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

DEDICATORÍA Este trabajo se lo dedicamos a nuestros padres y al docente del curso con mucho respeto y agradecimiento de corazón.

1. DEDICATORÍA Este trabajo se lo dedicamos a nuestros padres y CONCRETO ARMADO I al docente del curso con mucho respeto y agradecimiento de corazón.

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INTRODUCCIÓN El concreto es el material más utilizado en las construcciones. Material muy importante dentro de una edificación ya que este será el que también transmita las cargas de la edificación. por tal motivo se debe su estudio ya que sus propiedades satisfactorias para el proyecto dependen de las proporciones en el que se mezclan sus componentes

Siendo el concreto un material que posee características de resistencia a la compresión, de impermeabilidad, durabilidad, dureza y apariencia entre muchas otras, se convierte en la única roca elaborada por el hombre. El concreto no es un bien genérico como las piedras naturales o la arena, sino un material de construcción que se diseña y se produce de conformidad con normas rigurosas, para los fines y aplicaciones que se requieren en un proyecto determinado con las características de economía, facilidad de colocación y consolidación, velocidad de fraguado y apariencia adecuada según su aplicación. De esta manera podemos asegurar el bienestar humano frente a la alta sismicidad y las diferentes condiciones geográficas , nosotros como futuros Ingenieros Civiles; con el fin de enfrentar los diversos e importantes problemas planteados en la construcción determinaremos las características y propiedades físicas de los agregados para diseño de mezcla efectuando el estudio centrado en el comportamiento de los materiales integrantes del concreto, los criterios de diseño de las proporciones de las mezcla más adecuada del suelo dando paso así a sus diferentes particularidades como base para el diseño y ejecución de obras civiles.

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ÍNDICE 1.

DEDICATORÍA

2

INTRODUCCIÓN

3

2.

5

3.

4.

OBJETIVOS 2.1.

Objetivo General:

5

2.2.

Objetivos Específicos:

5

GENERALIDADES:

6

2.1. Antecedentes

6

3.2.

6

CONCEPTOS PRELIMINARES

3.2.1.

Concreto

6

3.2.2.

Tecnología De Concreto

7

3.2.3.

Dosificación

7

3.2.4.

Diseño De Mezclas

8

3.2.5.

Ensayos De Laboratorio De Concreto

8

3.2.6.

Diseño De Concreto

9

3.2.7.

Resistencia Del Concreto

9

Materiales Empleados en la Mezcla:

10

4.2.

Agua

10

4.3.

Agregados:

11

4.3.1.

Agregado Fino:

11

4.3.2.

Agregado Grueso:

12

Materiales Utilizados en el Laboratorio:

13

4.4.

Herramientas Utilizados En El Laboratorio:

14

4.5.

Consideraciones En El Mezclado Del Concreto:

17

4.6.

Resultados:

19

5.

Recomendaciones:

20

6.

Conclusiones:

20

7.

RESISTENCIA A LA FLEXION DEL CONCRETO

21

8.

7.1.

Definición:

21

7.2.

¿POR QUÉ es útil el ensayo de resistencia a flexión?

22

7.3.

¿CÓMO utilizar la resistencia a la flexión?

22

7.4.

¿CUÁLES son los problemas con la flexión?

22

7.5.

Procedimientos:

23

Bibliografía:

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1. OBJETIVOS 1.1.

Objetivo General:  El objetivo principal del trabajo es lograr un buen diseño de mezcla de concreto que tenga una buena resistencia a la compresión conociendo la realización práctica y teórica del diseño de mezclas, para tal caso se efectuarán las pruebas de laboratorio y los cálculos respectivos para hallar la dosificación adecuada.

1.2.

Objetivos Específicos:  Realizar los ensayos de laboratorio bajo las pautas indicadas en clase utilizando el material bibliográfico recomendado por el docente del curso y rigiéndonos por la NTP, para así lograr un diseño de mezclas correcto.  Conocer las características de cada uno de los agregados tanto del fino como del grueso a través de los diferentes ensayos de laboratorio para así poder hacer un uso eficiente de cada uno de ellos en la mezcla de concreto.  Dar a conocer si el diseño de mezcla cubre las expectativas esperadas para realizar construcciones en un futuro y permanezca en el tiempo para el proyecto que ha sido diseñado en las condiciones esperadas.  Analizar e interpretar los resultados obtenidos de los ensayos realizados en el laboratorio con precisión y objetividad.  Evaluar la resistencia obtenida a los 7 días del diseño por el método A.C.I.

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2. GENERALIDADES:

2.1. Antecedentes Hasta el siglo XVIII los únicos conglomerantes empleados en la construcción fueron los yesos y las cales hidráulicas, sin embargo, es durante este siglo cuando se despierta un interés notable por el conocimiento de los cementos. Así de esta manera se establece los porcentajes y compuestos necesarios para el cemento Portland, se desarrolla una nueva teoría de fraguado.

El desarrollo de esta tecnología, influyo en Perú iniciando su actividad productiva en 1924 con la puesta en marcha de la planta Maravillas, propiedad de la Compañía Peruana de Cemento Portland. Iniciándose así de esta manera la producción Cemento Chilca S.A con una pequeña planta en la localidad para formar parte de la gran Compañía.

La actividad empresarial desarrollada en la industria, el alto nivel tecnológico alcanzado y la capacidad de respuesta de técnicos, trabajadores y empresarios a los requerimientos de la construcción nacional, aseguran la contribución firme y eficaz de la industria del cemento al desarrollo económico social del País.

2.2. CONCEPTOS PRELIMINARES 2.2.1. Concreto Material durable y resistente. Su combinación de características es la razón principal por la que es un material de construcción tan popular para exteriores. El concreto de uso común, o convencional, se produce mediante la mezcla de tres componentes esenciales, cemento, agua y agregados, a los cuales eventualmente se incorpora un cuarto componente que genéricamente se designa como aditivo. La plasticidad de su forma líquida y la resistencia de su forma sólida, resulta ser el material ideal para el trabajo en exteriores.

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Figura N° 1: El Concreto

2.2.2. Tecnología De Concreto La gran cantidad de trabajos de investigación durante este periodo respalda El desarrollo de la tecnología de concreto y los avances alcanzados hasta la fecha permitiendo al ingeniero realizar con eficiencia el diseño de estructuras. La mejor representación de su evolución resulta ser los concretos de alto desempeño, aquel concreto optimizado en su costo y trabajabilidad, que cumple los requerimientos de resistencia y durabilidad. Figura N° 2: Forma De Preparar el Concreto

2.2.3. Dosificación Las dosificaciones de las mezclas: las cantidades e ingredientes que las conforman, son propuestas teniendo en cuenta principalmente la resistencia del concreto y la apropiada consistencia. Proceso de selección de los ingredientes más adecuados y de la combinación más conveniente, con la finalidad de obtener un producto que en el estado no endurecido tenga la trabajabilidad, consistencia y un endurecido cumpla con los requisitos establecidos.

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2.2.4. Diseño De Mezclas En buena parte se entiende que el diseño de mezcla es un procedimiento empírico, y aunque hay muchas propiedades importantes del concreto, la mayor parte de procedimientos de diseño están basados principalmente en lograr una resistencia a compresión para una edad determinada, así como la manejabilidad apropiada para un tiempo determinado, además se debe diseñar para unas propiedades que el concreto debe cumplir cuando una estructura se coloca en servicio.

2.2.5. Ensayos De Laboratorio De Concreto Ensayos principales para elaborar la mezcla de concreto que consiste en el análisis de las características y propiedades de los agregados, para luego realizar los respectivos cálculos y hallar la dosificación necesaria. Realizados en laboratorios adecuadamente equipados y aptos para hallar las características de dichos agregados.

Figura N° 3: Análisis Granulométrico del Agregado

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2.2.6. Diseño De Concreto Proceso que consiste en calcular las proporciones de los elementos que forman el concreto, con el fin de obtener los mejores resultados. Para su elaboración se deben tener en cuenta que este proceso implica el diseño, elaboración, colocación, curado y protección, de los cuales depende si este es un concreto bueno o malo. 2.2.7. Resistencia Del Concreto Máximo esfuerzo que puede ser soportado por dicho material sin romperse es el índice de su calidad. Designada con el símbolo f ʼ c y corresponde a la resistencia que debe alcanzar el concreto a los 28 días a partir del momento de su elaboración.

Figura N° 4: Resistencia a la Compresión

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3. Materiales Empleados en la Mezcla: 3.1. Cemento portland: Cemento hidráulico producido mediante la pulverización del clinker, compuesto esencialmente de silicatos de calcio hidráulicos y que contiene generalmente una o más de las formas de sulfato de calcio como una adición durante la molienda La clasificación y uso del cemento está normado de acuerdo a las siguientes especificaciones:

Figura N° 5: Cemento Portland Tipo I

 ASTM C 150 - NTP 334.009: Especificación normalizada para cementos Portland.  ASTM C 1157 - NTP 334.082: establece los requisitos de performance que cubren a los cementos Portland para aplicaciones generales y especiales. No existen restricciones de la composición del cemento o sus constituyentes.  ASTM C 595 - NTP 334.090: Especificación normalizada para cementos adicionados hidráulicos. 3.2. Agua Casi cualquier agua natural que sea potable y que no tenga sabor u olor pronunciado, se puede utilizar para producir concreto. Sin embargo, algunas aguas no potables pueden ser adecuadas para el concreto. Requisitos para el agua, según la norma: NTP 339.088 CONCRETO ARMADO I

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a)

Funciones Del Agua.  Reaccionar con el cemento para hidratarlo.  Actuar como lubricante para contribuir a la trabajabilidad del conjunto.  Procurar la estructura de vacíos necesaria en la pasta para que los productos de hidratación tengan espacio para desarrollarse.

3.3. Agregados: Llamados también áridos, son un conjunto de partículas de origen natural o artificial; que pueden ser tratados o elaborados y cuyas dimensiones están comprendidas entre los límites fijados

por

la Norma Técnica Peruana 400.011. Los agregados pueden

constituir hasta las tres cuartas partes en volumen, de una mezcla típica de concreto. 3.3.1. Agregado Fino: Se define como agregado fino al proveniente de la desintegración natural o artificial de las rocas, que pasa el tamiz 9.51 mm. (3/8”) y queda retenido en el tamiz 74 mm (Nº200) que cumple con los límites establecidos en la NTP 400.037.  Especificaciones Técnicas:



Debe estar compuesto de partículas limpias de perfil angular duras y compactas libre de materia orgánica u otras sustancias dañinas.



Debe estar graduado dentro de los límites dados en los requisitos obligatorios.



El módulo de finura debe estar entre 2.3 a 3.1



Deberá estar libre de materia orgánica, que es determinado mediante el ensayo indicado en ASTM C 40, si no cumple con esta especificación puede ser utilizado siempre que realizado el ensayo de compresión a los 7 días de morteros preparados con arena sana y otros con la arena en cuestión la resistencia no sea menor del 95% .

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3.3.2. Agregado Grueso: Se define como agregado grueso al material retenido en el tamiz 4.75 mm. (N º 4) y cumple los límites establecidos en la NTP 400.037. El agregado grueso podrá consistir de grava natural o triturada, piedra partida, o agregados metálicos naturales o artificiales. El agregado grueso empleado en la preparación de concretos livianos podrá ser natural o artificial.

 Especificaciones Técnicas



Deberá estar conformado por partículas limpias, de perfil preferentemente angular, duras, compactas, resistentes, y de textura preferentemente rugosa.



Las partículas deberán ser químicamente estables y deberán estar libres de escamas, tierra, polvo, limo, humus, incrustaciones superficiales, materia orgánica, sales u otras sustancias dañinas.



Es recomendable tener en consideración lo siguiente: Según NTP 400.037 ó la Norma ASTM C33

I.

La granulometría seleccionada deberá ser de preferencia continua.

II. La granulometría seleccionada deberá permitir obtener la máxima densidad del concreto, con una adecuada trabajabilidad y consistencia en función de las condiciones de colocación de la mezcla. III. La granulometría seleccionada no deberá tener más del 5% del agregado retenido en la malla de 1/2” y no más del 6% del agregado que pasa la malla de ¼ ”

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Materiales Utilizados en el Laboratorio: 𝒇′ 𝒄 = 𝟐𝟖𝟎 𝑲𝒈/𝒄𝒎𝟐 MATERIALES PROPORCIONADOS Cemento 12.48 Kg Arena Fina 26.12 Kg Grava 26.22 Kg Agua 7.16 Lt.

CEMENTO

ARENA FINA

AGUA

GRAVA

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3.4.

Herramientas Utilizados En El Laboratorio:

Varilla de acero cóncava Probetas de PVC de 5” x 10” y 7.5” x 15”

Martillo de Goma

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Brocha

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Carretilla Truper

Grasa para pasar a las probetas

Plancha de Batir

Balanza Digital

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Lampa Mezcladora Eléctrica

Prensa Digital para roturas de concreto

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3.5.

Consideraciones En El Mezclado Del Concreto:

El mezclado del concreto tiene por finalidad cubrir la superficie de los agregados con la pasta de cemento, produciendo una masa homogénea. El mezclado a máquina, en las denominadas mezcladoras, asegura concretos uniformes de manera económica. Las mezcladoras están constituidas, fundamentalmente, por un recipiente metálico denominado tambor o cuba, provisto de paletas en su interior. La mezcla se efectúa, cuando cada una de las partes del concreto es elevada, vuelta a vuelta, por las paletas durante la rotación del tambor, de manera que en un cierto punto, en cada revolución, son vertidas hacia la parte inferior para mezclarse con las otras porciones, hasta constituir una masa homogénea.

Preparación del Concreto en la Mezcladora o trompo

Vaciado del concreto en la Carretilla

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Engrasamos las Probetas para después poder retirarlo con facilidad

Luego lo colocamos los datos y la fecha

Vaciado del concreto en los moldes de PVC

Curado del concreto

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3.6.

Resultados:

Haciendo la Rotura del Concreto

Tipo de rotura: Por Corte

Datos de Cada testigo cilíndrico

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4. Recomendaciones:  Llegar a la resistencia requerida de 280kg/cm2, para un volumen diseñado en un tiempo predeterminado tomando en cuenta el porcentaje por días específicos.  Verificar las resistencias obtenida a los 7 y 28 días sea concordes a los porcentajes requeridos que son 70% y 100% valores asignados respectivamente.  Cumplir con el buen diseño de mezclas de las briquetas elaboradas mediante los ensayos  Para este tipo de ensayo siempre se debe tomar en cuenta la seguridad del operario u operarios. El uso obligatorio de mandil, gafas protectoras y tapones para los oídos; esto debido a que, cuando se toma los datos se corre el riesgo de sufrir alguna lesión. 5. Conclusiones:  La resistencia obtenida por el método ACI a los siete días está dentro de los parámetros ya que su porcentaje es mayor que el 70%.  También se pudo observar que lo aprendido en clase es fácilmente aplicable en el laboratorio y a partir de los conocimientos adquiridos previamente en clase, se pudo obtener la resistencia del concreto cuando se aplica una fuerza de compresión  Una mezcla se debe diseñar tanto para estado fresco como para estado endurecido. Las principales exigencias que se deben cumplir para lograr una dosificación apropiada en estado fresco son las de manejabilidad, resistencia, durabilidad y economía.

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6. RESISTENCIA A LA FLEXION DEL CONCRETO 6.1. Definición: La resistencia a la flexión del concreto es una medida de la resistencia a la tracción del concreto (hormigón). Es una medida de la resistencia a la falla por momento de una viga o losa de concreto no reforzada. Se mide mediante la aplicación de cargas a vigas de concreto de 6 x 6 pulgadas (150 x 150 mm) de sección transversal y con luz de como mínimo tres veces el espesor. La resistencia a la flexión se expresa como el Módulo de Rotura (MR) en libras por pulgada cuadrada (MPa) y es determinada mediante los métodos de ensayo ASTM C78 (cargada en los puntos tercios) o ASTM C293 (cargada en el punto medio).

Rotura Del Espécimen

El Módulo de Rotura es cerca del 10% al 20% de la resistencia a compresión, en dependencia del tipo, dimensiones y volumen del agregado grueso utilizado, sin embargo, la mejor correlación para los materiales específicos es obtenida mediante ensayos de laboratorio para los materiales dados y el diseño de la mezcla. El Módulo de Rotura determinado por la viga cargada en los puntos tercios es más bajo que el módulo de rotura determinado por la viga cargada en el punto medio, en algunas ocasiones tanto como en un 15%.

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6.2.

¿POR QUÉ es útil el ensayo de resistencia a flexión?

Los diseñadores de pavimentos utilizan una teoría basada en la resistencia a la flexión, por lo tanto, puede ser requerido el diseño de la mezcla en el laboratorio, basado en los ensayos de resistencia a la flexión, o puede ser seleccionado un contenido de material cementante, basado en una experiencia pasada para obtener el Módulo de Rotura de diseño. Se utiliza también el Módulo de Rotura para el control de campo y de aceptación de los pavimentos. Se utiliza muy poco el ensayo a flexión para el concreto estructural. Las Agencias y empresas que no utilizan la resistencia a la flexión para el control de campo, generalmente hallaron conveniente y confiable el uso de la resistencia a compresión para juzgarla calidad del concreto entregado. 6.3. ¿CÓMO utilizar la resistencia a la flexión? Las vigas probetas deben ser fabricadas adecuadamente en el campo. Las mezclas para pavimentos de concreto son secas, con asentamiento (revenimiento) de ½ a 2 ½ pulgadas (1,25 a 6,25 cm), se consolidan por vibración de acuerdo con la norma ASTM C31 y se golpean los laterales para liberar las burbujas de aire. Para asentamientos más altos, después de aplicarles golpes con varilla, se golpean los moldes para liberar las burbujas de aire y se agita o pincha a lo largo de los laterales para garantizar su consolidación. Nunca permita que se sequen las superficies de la viga en ningún momento. Manténgala inmersa en agua saturada con cal durante 20 horas como mínimo antes de ensayarla. 6.4. ¿CUÁLES son los problemas con la flexión? Los ensayos de flexión son extremadamente sensibles a la preparación, manipulación y procedimientos de curado de las probetas. Las vigas son muy pesadas y pueden ser dañadas cuando se manipulan y transportan desde el lugar de trabajo hasta el laboratorio. Permitir que una viga se seque dará como resultado más bajas resistencias. Las vigas deben ser curadas de forma normativa, y ensayadas mientras se encuentren húmedas. El cumplimiento de todos estos requerimientos en el lugar de trabajo es extremadamente difícil lo que da frecuentemente como resultado valores de Módulo de Rotura no confiables y generalmente bajos. Un período corto de secado puede producir una caída brusca de la resistencia a flexión.

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6.5.

Procedimientos:

Ensayos a Flexión con Cargas a los Tercios

Prensa con palanca Para el ensayo de flexión del concreto

Materiales Utilizados En El Laboratorio: 𝒇′ 𝒄 = 𝟐𝟖𝟎 𝑲𝒈/𝒄𝒎𝟐 MATERIALES PROPORCIONADOS Cemento 12.47 Kg Arena Fina 26.12 Kg Grava 26.22 Kg Agua 7.16 Lt.

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7. Bibliografía:  http://ingevil.blogspot.com/2008/10/ensayo-compresin-de-cilindros-de.html  http://www.slideshare.net/1120353985/ntc-673-compresion-concretos  http://www.unet.edu.ve/~jtorres/matsoft/02.compresion.html  https://civilgeeks.com/2011/03/18/resistencia-a-la-flexion-del-concreto/  http://www.imcyc.com/ct2008/dic08/dic08/images/pdf/PROBLEMAS.pdf  http://www.lanamme.ucr.ac.cr/sitio-nuevo/images/ensayos/3-concreto/3.12.pdf

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