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“Determinación experimental del módulo de elasticidad del co

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Mashenka Mendez

on 6 January 2016

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Transcript of “Determinación experimental del módulo de elasticidad del co

FABRICACIÓN DE ESPECIMENES
ENSAYES DE ESPECIMENES
AGUA
CEMENTO
CONCLUSIONES
Para la industria de la construcción, el concreto ha sido desde sus orígenes el elemento fundamental de toda obra llegando a tener vital relevancia en gran parte del mundo.

El presente trabajo se centra en estos puntos principales, para lograr optimizar la relación agua cemento en función de la calidad de los agregados pétreos, siendo también parte del estudio la comprobación de calidad del banco de materiales AL. SA., ubicado en Manlio Fabio Altamirano, ya que ha sido puntualizado en otros trabajos de estudio de la misma índole a lo largo de una brecha de tiempo, así como el cemento elegido para este estudio en particular por su alta calidad que supera los estándares de las normas nacionales.

INTRODUCCIÓN
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

De los agregados que conforman la mezcla del concreto, el cemento es en cuanto a costos el más elevado, por esto se busca obtener un módulo de elasticidad lo más cercano posible al resultado de aplicación de la formula empírica del módulo de elasticidad del concreto de la norma técnica complementaria del distrito federal, optimizando experimentalmente la cantidad de cemento en función de la calidad de los agregados pétreos.

Tomando en cuenta estudios anteriores del Banco de materiales elegido se tiene como base la buena calidad del material pétreo delimitando con esto el estudio a la optimización de la relación agua-cemento manipulando experimentalmente el módulo de elasticidad a través de una serie de tanteos en mezclas muestran hasta la idealización de un patrón clave.



JUSTIFICACIÓN

La expectativa del presente trabajo experimental es obtener una mezcla proporcionada con base en el módulo de elasticidad del concreto, que a su vez influye directamente a la relación agua/cemento logrando minimizar el consumo de cemento requerido en la mezcla de concreto, manteniendo en todo momento la calidad, características y propiedades que un concreto f´c 200 kg/cm2 proporciona a la construcción.

Puesto que el cemento es el elemento más caro del concreto, al cumplir con un diseño óptimo se lograra un ahorro significativo en consumo en grandes volúmenes; representando un potencial ahorro económico para las grandes construcciones; impactando directamente la relación costo-beneficio.

HIPÓTESIS
Determinando experimentalmente el módulo de elasticidad E mediante el procedimiento de prueba estandarizado según la norma NMX-C-128, se obtendrá la relación A/C (agua/cemento) óptima para un concreto clase 2 con f´c 200 kg/cm2, utilizando agregados pétreos del banco ALSA, ubicado en Manlio Fabio, Altamirano, Veracruz; analizando la calidad y propiedades de los materiales pétreos se obtendrá el proporcionamiento de cada agregado en la mezcla de concreto, llegando a la optimización de la mezcla al realizar una serie de tanteos o mezclas prueba, mejorando cada nuevo diseño de concreto con los datos del anterior, hasta llegar a la determinación experimental de la relación agua-cemento.


MARCO DE REFERENCIA
Las especificaciones establecidas en las normas mexicanas de la serie “C” (NMX-C), referentes a la industria de la construcción, dictaminadas por la ONNCE.
Tesis “MODULO DE ELASTICIDAD DE CONCRETO UTILIZANDO LOS AGREGADOS PETREOS DEL BANCO ALSA”
Diciembre 2012
Tesis “DETERMINACIÓN DEL MODULO DE ELASTICIDAD DEL CONCRETO PARA RESISTENCIAS MECANICAS DE 200 KG/Cm2 ENSAYADAS CON AGREGADOS PETREOS DEL BANCO “ALSA” UBICADO EN MANLIO FABIO ALTAMIRANO, VERACRUZ”.
Diciembre 2013
Tesis “OPTIMIZACIÓN DEL MÓDULO DE ELASTICIDAD PARA CONCRETOS ESTRUCTURALES F’C=200KG/CM2 UTILIZANDO MATERIALES DEL BANCO ALSA DE C.V. Y CEMENTO HOLCIM APASCO”
Diciembre 2014
OBJETIVOS
GENERAL
Optimizar el módulo de elasticidad E para un concreto con f´c 200 kg/cm2 utilizando un cemento HOLCIM CPC 30R y agregados pétreos del Banco AL. SA.

ESPECÍFICOS
1. Determinar las propiedades físico-mecánicas de los agregados pétreos fino y grueso con muestras del banco ALSA, localizado en Manlio Fabio, Altamirano, Veracruz.
2. Efectuar el diseño de proporcionamiento de mezcla de concreto utilizando el método ACI, considerando los valores de los agregados pétreos de la localidad.
3. Ensayar especímenes cilíndricos de 15X30 cm con edades de tres, siete y veintiocho días a compresión axial y módulo de elasticidad longitudinal. Considerando que los especímenes tiene un curado previo por inmersión en agua.
4. Optimizar la relación A/C (agua/cemento) a partir de los resultados experimentales del módulo de elasticidad E para volver a efectuar el diseño de proporcionamiento de concreto y fabricar nuevos especímenes de ensaye.
5. Comprobar los resultados obtenidos del módulo de elasticidad para especímenes cilíndricos de 15 X 30 cm a tres y catorce días, y compararlo contra la fórmula propuesta por las norma técnicas complementarias del reglamento de construcción del distrito federal.
PRUEBAS Y ANTECEDENTES
AGREGADOS DEL CONCRETO
AGREGADOS PETREOS
AGUA
El agua empleada en la mezcla debe ser limpia, libre de aceites, ácidos, álcalis, sales y materias orgánicas. En general, el agua potable es adecuada para el concreto. Su función principal es hidratar el cemento, pero también se le usa para mejorar la trabajabilidad de la mezcla; todo esto segun lo indica la normal NMX-C-122-ONNCCE-2004.
CEMENTO
CONCRETO
BANCO DE MATERIALES
UBICACIÓN
HISTORIA
Grupo ALSA es una empresa dedicada a la industria de la construcción desde 1981, con una producción de:

1,800 m3 de grava/día
12,000 m3 Polvo/día
9,000 m3 Balastro/día
1,000 m3 Piedra gran tamaño/día

Cuenta con una experiencia de mas de 25 años y la infraestrucura, maquinaria y personal adecuados y capacitados.
PESO VOLUMETRICO SECO VARILLADO
Estas pruebas cumplen con los requisitos especificados según la norma NMX-C-073-ONNCCE-2004.
GRANULOMETRÍA
Se realiza de acuerdo a la norma NMX-C-077-1997-ONNCCE
DENSIDAD RELATIVA Y ABSORCIÓN
Según lo establece la norma NMX-C-164-ONNCCE-2002
HUMEDAD NATURAL
Se realiza la prueba de acuerdo con la norma NMX-C-166-ONNCCE-2006
AGREGADO GRUESO
Está constituido por rocas graníticas dioríticas y sieníticas, el cual es triturado en el banco de materiales.
El tamaño del agregado casi siempre se selecciona procurando utilizar el mayor que resulte práctico para un trabajo.
PESO VOLUMÉTRICO SECO SUELTO
Estas pruebas cumplen con los requisitos especificados según la norma NMX-C-073-ONNCCE-2004.
GRANULOMETRÍA
Para esta prueba se utilizan las mallas indicadas en la norma NMX-B-231-1990, además de que, los datos obtenidos de la prueba se registran en un formato y con ellos se elabora la respectiva curva de distribución granulométrica de arenas para concretos como se enmarca en la norma NMX-C-077-1997-ONNCCE.
DENSIDAD RELATIVA Y PORCENTAJE DE ABSORCIÓN
El materiales debe ser inmerso en agua durante un periodo de 24 horas aproximadamente, según lo establece la norma NMX-C-165-ONNCCE-2004.
HUMEDAD NATURAL
Cabe mencionar que, para diseño de concretos en laboratorios no es necesario hacer esta prueba, la cual se realiza bajo los lineamiento de la norma NMX-C-166-ONNCCE-2006.
AGREGADO FINO
El agregado fino debe ser durable, fuerte, limpio, duro y libre de materias impuras como polvo, limo, pizarra, álcalis y materias orgánicas.
Debe pasar totalmente a través de la criba G 9.5 (3/8”) y presenta tres características principales:

El módulo de finura no debe ser menor de 2.30 y no mayor de 3.10.
El retenido parcial en cualquier tamiz no debe ser mayor del 45%.

HISTORIA
CLASIFICACIÓN
ELECCIÓN Y CARATERÍSTIAS DEL CEMENTO
Según lo estipulado en la norma NMX-C-414-ONNCCE-2004, el cemento con el cual se trabajó es un cemento de la marca “Holcim” tipo CPC 30 R (Cemento Portland Compuesto de clase resistente 30 con alta resistencia inicial)
SIGLO XVII
El ingeniero inglés John Smeaton decidió adelantar una serie de estudios tendientes a encontrar el mejor mortero que pudiera soportar el azore casi continuo del agua.
1824
Joseph Aspdin, un constructor de Leeds (Inglaterra), calcinó en un horno una mezcla de tres partes de piedra caliza por una de arcilla, la cual molió y pulverizó, 0bteniendo la patente del cemento Portland.
1845
El inglés Isaac Johnson logró con éxito perfeccionar y fabricar cemento Portland.
1900
Inició el crecimiento notable de la industria del cemento.
El cemento hidráulico es un material inorgánico finamente pulverizado, que al agregarle agua, ya sea solo o mezclado con arena, grava, asbesto u otros materiales, tiene la propiedad de fraguar y endurecer, incluso bajo el agua, en virtud de reacciones químicas durante la hidratación y que, una vez endurecido, desarrolla su resistencia y conserva su estabilidad” (NMX-C-414-ONNCCE-2004)
M.C. Jesús M. Santamaría López
Dirigido por:
UNIVERSIDAD VERACRUZANA
GRACIAS
FACULTAD DE INGENIERÍA
"Francisco Díaz Covarrubias"
“Determinación experimental del módulo de elasticidad del concreto para especímenes de f´c 200 kg/cm2 con agregados pétreos del banco AL. SA. de C.V. en Manlio Fabio, Altamirano, Veracruz”
TESIS
Mashenka S. Mendez Gil
Alexander Reyes Rodríguez
Presentada por:
Diciembre de 2015
Por tipo:
Por clase resistente:
Por características especiales:
PROPORCIONAMIENTO
DEFINICIÓN
Es una piedra artificial elaborada por el hombre, mediante la mezcla de cemento, agregado fino (arena), agregado grueso (grava) y agua, que al momento de su mezclado se genera una masa maniobrable que al paso del tiempo se “fragua” adquiriendo con su endurecimiento las propiedades de una roca. En la construcción estas propiedades adquiridas, son aprovechadas ya que aportan una excelente resistencia a los esfuerzos de compresión.
CARACTERÍSTICAS
Trabajabilidad
Cohesividad
Resistencia
Durabilidad
CARACTERÍSTICAS
En el diseño se tomó en cuenta las siguientes características:
f´c = 200 Kg/cm2 a 28 días de edad
Relación agua/cemento (A/C) = 0.70
Revenimiento = 8 a 10 cm
RELACIÓN
AGUA-CEMENTO
CANTIDAD DE CEMENTO
CANTIDAD DE AGREGADO GRUESO
CANTIDAD DE AGREGADO FINO
DISEÑO POR EQUIVALENCIA
PESO VOLUMÉTRICO
Volumen por cilindro:
Factor de conversión:
Correcciones por absorcipon de humedad:
TIPO DE ESPECIMEN:
15 x 30cm

De acuerdo con lo marcado por la norma NMX-C-160-ONNCCE-2004, se preparó el sitio de trabajo y se colocaron los moldes cilíndricos
ELABORACIÓN DE LA MEZCLA
El proceso de mezclado del concreto consiste en recubrir el agregado con la pasta de cemento hasta conseguir una masa uniforme.
PRUEBAS DE REVENIMIENTO
Se realizarón según lo mencionado por la norma NMX-C-156-ONNCCE-1997
FABRICACIÓN DE ESPECIMENES
Para el llenado de los moldes, se realizó el procedimiento mencionado por la norma NMX-C-160-C-ONNCCE-2004
CURADO DE ESPECIMENES
A cada cilindro se le dio una nomenclatura para identificarlo y llevar su registro, e inmediatamente se colocaron en una pileta con agua para cumplir con lo estipulado en la norma NMX-C-148-ONNCCE-2002 y NMX-C-160-ONNCCE-2004, el cual también nos menciona sobre el curado de los especímenes.
Este procedimiento fue cuidadosamente realizado según lo establece la norma NMX-C-109-ONNCCE-2004 para el cabeceo con azufre.
ENSAYE A COMPRESIÓN
ENSAYE PARA DETERMINACIÓN DEL MÓDULO E
CABECEO
DE ESPECIMENES
PROCEDIMIENTO
Se realiza de acuerdo a lo que estipula en la norma NMX-C-083-ONNCCE-2002
RESULTADOS PRUEBA A COMPRESIÓN
PRIMER MEZCLA
SEGUNDA MEZCLA
7 DÍAS
14 DÍAS
28 DÍAS
RESUMEN
MÓDULO DE ELASTICIAD
Se define como la relación que existe entre el esfuerzo y la deformación unitaria axial al estar sometido el concreto a esfuerzos de compresión dentro del comportamiento elástico.
DETERMINACIÓN POR EL MÉTODO ESTÁTICO
PROCEDIMIENTO
Se efectúa de la forma siguiente para el caso de los dispositivos indicados –dos anillos y un micrómetro– por esta norma (NMX-C-128-ONNCCE-2000), por ser el más empleado en nuestro medio.
RESULTADOS DE LA PRUEBA DE MODULO DE ELASTICIDAD
Las comprobaciones anteriores nos llevan a que, el concreto fabricado atendiendo a las normas respectivas, es de alta calidad.
Respecto a las características físico mecánicas del agregado pétreo, que estas cumplen con los estándares de calidad para el propósito de uso, esto influye favorablemente en la resistencia de los elementos de concreto
En los ensayes a compresión de los especímenes de las mezclas elaboradas (patrón y mejorada) los resultados superan en 8.5% y 35% respectivamente, así como los obtenidos de Modulo de Elasticidad que comparados con el calculado según la Norma complementaría del Distrito Federal superan, en el primer diseño 7% y en el segundo 20%.
Por lo antepuesto se establece que para un diseño de concreto de 200 kg/cm2 y con las condiciones establecidas en este estudio, se puede afectar abruptamente la relación agua-cemento, disminuyendo la cantidad de cemento utilizada.
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