Informe Práctica 9-materiales De Construcción.docx

Universidad Nacional de Ingeniería Recinto Universitario Pedro Arauz Palacios Facultad De Tecnología De la Construcción Práctica N° 9

Diseño de mezclas de mortero ASTM designación C-109 Integrantes:

 Pedro José Valle Gutierrez  Johny Joel Velásquez Ramírez  Josué Uriel Perez Calderón

Grupo de Teoría:

IC-31-D Grupo de Practica:

IC-31-D-3 Profesor de Practica:

Ing. José Hernandez Fecha de Realización:

Martes, 10 de Mayo de 2016 Fecha de Entrega:

Mayo 2016

Carnet

2013-62210 2014-0904U 2014-0551U

MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN

Práctica N°9

Diseño de Mezcla de Mortero.

Contenido

Introducción ............................................................................................................. 2 Objetivos ................................................................................................................. 3 Generalidades ......................................................................................................... 4 Material y Equipo Utilizado ...................................................................................... 5 Equipo .................................................................................................................. 5 Material ................................................................................................................ 5 Procedimiento Experimental.................................................................................... 6 Tablas de datos recolectados.................................................................................. 9 Cálculos y formulas a utilizar ................................................................................... 9 Tablas de resultados obtenidos............................................................................. 10 Conclusiones ......................................................................................................... 12 Bibliografía ............................................................................................................ 13 Web Grafía ............................................................................................................ 13 ANEXOS ............................................................................................................... 14

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Diseño de Mezcla de Mortero.

Introducción El presente informe fue realizado el día 10 de mayo de 2016, en el recinto Universitario Pedro Arauz Palacio, la cual lleva por título: “Diseño de Mezcla de Mortero”. La práctica consistió en reproducir en el laboratorio mezclas de prueba de mortero haciendo uso de un diseño teórico basándose de las propiedades físicas y mecánicas de los agregados del laboratorio. La metodología empleada consistió en determinar el % de vacíos que produce 1 m3 de agregado, así como calcular la cantidad de agua (A/C) a utilizar para determinar el volumen de pasta a producir y proceder a realizar el cálculo en pesos de los materiales a utilizar para una mezcla de mortero. No obstante se considera el volumen de 3 espécimen con un porcentaje de desperdicio del 20%. Debe entenderse como diseño de mezclas la elección de proporciones adecuadas para preparar mortero, teniendo en cuenta a la clase de estructura de la que va a formar parte y las condiciones ambientales a las que estará expuesto. El concepto moderno que encierra la definición de concreto muestra que es una mezcla de cemento, agregados, agua, aire y aditivos, que una vez endurecida tiene la característica de resistir esfuerzos mecánicos y de ser durable a las acciones agresivas del medio ambiente. La importancia de la práctica reside en que por medio de los ensayes realizados, se logra determinar el comportamiento de los elementos que se implementaran en una estructura antes de ejecutar cualquier proyecto; en el campo de la ingeniería civil se encuentran numerosos ensayos como el ensayo a tracción, ensayo a compresión, en este caso se hablara del ensayo a compresión ya que esta es una de las propiedades del mortero que más interesan. En la actualidad son un sin número de elementos estructurales con que el ingeniero civil cuenta a su disposición, para que, de manera óptima y consiente elija cual es el más ideal para llevar a cabo una construcción basándose esta selección en los tipos de cargas que van a resistir.

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Objetivos

Objetivo General.  Determinar experimentalmente la dosificación y fabricación de mezclas de mortero a través de un diseño previo.

Objetivos Específicos  Obtener la fluidez requerida para dictaminar si la mezcla de mortero es manejable para ser empleada en cualquier obra civil.  Analizar la importancia de elaborar un diseño de mezcla de mortero  Conocer la resistencia que presentan los especímenes de mortero para hacer una estimación en base a los fines constructivos de los cuales se requiera.

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Generalidades Mortero: Es una mezcla de pasta, que contiene agregado (arena), aire y eventualmente aditivos.

cemento, agua, parte de

Los cubos de mortero para ensayos, hechos con agua no potable, deben tener resistencias a los 7 y 28 días, de por lo menos 90% de la resistencia de muestras similares hechas con agua potable. La comparación de los ensayos de resistencia debe hacerse en morteros idénticos. Siempre que sea posible, deben utilizarse agregados que cumplan con las normas establecidas. Después de un proporcionamiento adecuado, así como, dosificación, mezclado, colocación, consolidación, acabado y curado, el mortero endurecido se transforma en un material de construcción resistente, no combustible, durable, con resistencia al desgaste y prácticamente impermeable que requiere poco o nulo mantenimiento. El mortero también es un excelente material de construcción porque puede moldearse en una gran variedad de formas, colores y texturizados para ser usado en un número ilimitado de aplicaciones. Funciones de la Pasta La pasta tiene cuatro grandes funciones en el concreto:  Contribuir a dar las propiedades requeridas al producto endurecido.  Separar las partículas de agregado.  Llenar los vacíos entre las partículas de agregado y adherirse fuertemente a ellas.  Proporcionar lubricación a la masa cuando ésta aún no ha endurecido. Propiedades de la pasta en estado Fresco Manejabilidad: La manejabilidad o trabajabilidad es una propiedad del mortero fresco que se define como su capacidad para ser colocado, compactado adecuadamente y para ser terminado sin segregación ni exudación; la manejabilidad va asociado al termino plasticidad, definido como la propiedad del concreto fresco que le permite dejarse moldear y cambiar lentamente si se saca del molde Tiempo de Fraguado Cuando el cemento y el agua entran en contacto, se inicia una reacción química exotérmica que determina el paulatino endurecimiento de la mezcla. Dentro del proceso general de endurecimiento representa un estado en que la mezcla pierde apreciablemente su plasticidad y se vuelve difícil de manejar; tal estado corresponde al fraguado inicial de la mezcla. A medida que se produce el endurecimiento normal de la mezcla, se presenta un nuevo estado en el cual la

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consistencia ha alcanzado un valor muy apreciable; este estado se denomina fraguado final.

Material y Equipo Utilizado Equipo  Probetas graduadas de 200-250ml de capacidad: estas son empleadas para medir la cantidad de agua a emplearse en la pasta de cemento.  Cronometro: dispositivo empleado para determinar el tiempo de cada actividad realizada en el laboratorio.  Mezcladora: Se empleó para homogenizar el agregado y el cemento.  Mesa de Fluidez: Se utilizó para determinar la fluidez del mortero.  Moldes para mortero: Se empleó para fabricar cubos de 2 pulgadas de lado, con no más de tres compartimentos, y construido con un material no deformable.  Un pisón Tamper: Un pisón construido de material no abrasivo, no absorbente, ni quebradizo, debiendo tener una sección transversal con dimensiones de ½” por 1” (13 mm por 25 mm).  Maquina Compresora: Se emplearon para someter los especímenes de morteros a pruebas de compresión a las edades de 3 y 7 días respectivamente. Balanza de Precisión: son instrumentos de medición que permiten determinar la masa de un objeto con una precisión de al menos 1gr.

Material 1. Cemento: es un aglomerante formado a partir de una mezcla de caliza y arcilla calcinadas y posteriormente molidas, que tiene la propiedad de endurecerse al contacto con el agua.

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2. Agregado Grueso (Grava): es uno de los principales componentes del concreto, Es una roca de tamaño comprendido entre 2 y 64 milímetros. Pueden ser producidas por el hombre, en cuyo caso suele denominarse «piedra partida» o «caliza», y naturales. 3. Agregado Fino (Arena): La arena es un conjunto de partículas de rocas disgregadas. En geología se denomina arena al material compuesto de partículas cuyo tamaño varía entre 0,063 y 2 milímetros (mm). Se emplea como componente para el hormigón y el cemento, así como para rellenar espacios, como huecos en las paredes o en los entrepisos.

Procedimiento Experimental 1. Primeramente se obtuvieron muestras de cada uno de los materiales utilizados para la elaboración del mortero, esto según la relación agua cemento y los datos obtenidos del diseño previamente realizado. Material

3 Cubos a Fabricar de (125 Cm3) Peso (grs) Cemento 172.6 Arena 750.3 Agua 142.3 ml Relación (A/C) 0.62 2. Posteriormente se colocó el agua correspondiente a la pasta, en la mezcladora. 3. Luego se depositó el cemento y la arena lentamente para mezclar ambos materiales con una velocidad baja (V1) durante un periodo de 30 segundos. 4. Transcurrido los 30 segundos se detuvo la mezcladora en el selector de velocidades se cambió a velocidad media (V2), en seguida se mezcló por un tiempo de 30 segundos. 5. Inmediatamente se detuvo la mezcladora dejando reposar la mezcla durante un lapso de 90 segundos procurando en los últimos 15 segundos limpiar las paredes de la mezcladora que estuviesen llenas de la pasta con el objetivo de rescatar lo mayor posible de pasta para evitar tanto desperdicio, dicho proceso se realizó con ayuda de la espátula.

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6. Luego se encendió la mezcladora y se mezcló nuevamente a velocidad media durante 60 segundos. 7. Posteriormente se retiró el recipiente de la mezcladora para trasladarlo a la mesa de fluidez, en donde el plato se limpió cuidadosamente para después colocar el molde cónico 8. Para el proceso de llenado del cono se hizo en 2 capas, en cada capa se dio 20 golpes con el pisón tamper 9. Después se retiró en forma vertical el molde metálico y se aplicaron 25 golpes a una caída de ½ pulgada de altura en un periodo de 15 segundos procurando que los golpes no fuesen muy lento ni tan rápido. 10. Se determinó el diámetro promedio ensanchado, obteniendo para ello 4 diámetros finales en posiciones distintas a una distancia aproximadamente igual; luego se calculó el porcentaje de fluidez comparándolo con el diámetro inferior inicial el cual fue de 4 pulgadas 11. Después se retiró el mortero de la mesa, introduciéndolo nuevamente al recipiente de la mezcladora, luego se limpió rápidamente lo que quedo adherido en las paredes del recipiente para mezclarlo otra vez a velocidad media por un periodo de 15 segundos. 12. Inmediatamente se midió la fluidez, esta vez obteniendo la deseada. 13. Después se retiró el mortero de la mesa introduciéndolo nuevamente al recipiente de la mezcladora, luego se limpió rápidamente lo que quedo adherido en las paredes del recipiente para mezclarlo otra vez a velocidad media por un periodo de 15 segundos. 14. Se procedió al llenado de los especímenes (2”*2”)

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15. Primeramente se colocó el mortero en el molde cúbico en dos capas de aproximadamente 1 pulgada de espesor a cada capa, aplicando a cada una

de ellas 16 golpes con el pisón tamper distribuidos en dos rondas ortogonales. (Ver figura siguiente). 16. Después de haber aplicado los golpes a la segunda capa se espero un tiempo de aproximadamente 20 minutos para observar si el nivel del mortero descendía, en efecto este descendió, por lo que se procedió a rellenar para luego enrasar. 17. Posteriormente se colocaron los moldes que contenían los especímenes de mortero al cuarto de curado por un periodo de 24 hrs (1dia). 18. Una vez que el espécimen permaneció durante 24 hrs en el cuarto de curado, se retiraron del molde y posteriormente se depositaron en agua hasta 15 minutos antes de ser ensayado a la compresión. Se ensayaron a la compresión 2 especímenes a las edades de 3 y 7 y los resultados se compararon con los especificados por la norma ASTM C-150 correspondientes a cada edad. 19. Primeramente se retiró el espécimen de la pileta de curado 15 min. antes de ser ensayado, luego se secó y se le removió cualquier grano suelto que tuvieran las caras a las cuales se les iba a aplicar la carga de la máquina compresora. 20. Posteriormente una vez colocado el espécimen en la maquina se corroboró que las caras en contacto estuviesen ortogonales. Después, sobre la cara superior se colocó una placa de acero y por encima de ella un balín y luego otra placa de acero. 21. Inmediatamente, se aplicó carga lentamente sobre el espécimen. 22. Por último se anotó la carga máxima y se procedió a calcular el esfuerzo a la compresión  Página 8

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Tablas de datos recolectados Dosificación de mortero de concreto Material Gm %Abs %w PVSS PVSC Arena 2.42 4.71% 0% 1400 1590 Cemento 3.15 ---1200 Agua 1 -----

Fluidez Diámetros(cm) 1 21.5 2 21.5 3 21.8 4 21.4

Cálculos y formulas a utilizar Cálculo de Volumen de Vacíos %v = (1 −

1590 ) = 0.34298m3 ∗ 100 = 34.298% 2.42 ∗ 1000

Relación agua cemento =0.62 Cantidad de Agua para una Bolsa de Cemento 𝑤𝑎 = 0.65; 𝑤𝑎 = 0.62 ∗ 42.5 = 26.35𝑙𝑡𝑠 𝑤𝑐 Volumen de Pasta de una Bolsa de Cemento. 𝑣𝑜𝑙. 𝑐𝑒𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 =

42.5 = 0.01349𝑚3 3.15 ∗ 1000

𝑣𝑜𝑙. 𝑑𝑒 𝑎𝑔𝑢𝑎 =

26.35 = 0.02635𝑚3 1 ∗ 1000

𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑑𝑒 𝑝𝑎𝑠𝑡𝑎 = 0.03984𝑚3 1 bolsa =42.5kg X

0.03984𝑚3 0.34298m3

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X=365.9kg ≃ 8.6 bolsas de cemento. Cantidad de Agua (A/C)=0.62*365.9kg =226.9 lts Arena = 1590 kg Agua de Absorción = (4.71/100)*1590=74.9 lts Agua Total =226.9 lts +74.9 lts =301.8 ≃ 302 lts Espécimen de (2”de lado)= (5.08cm)3 *3cubos*1.20 (desperdicio) ≃ 471.95 cm3≃ 4.72E-4m3 Cemento 365.9Kg*4.72E-4m3=0.1726Kg=172.6gr Arena 1590*4.72E-4m3=0.7503Kg=750.3 Agua 301.8Lts*4.72E-4m3=0.1423Kg=142.3lts

Tablas de resultados obtenidos Materiales Pesos secos para 1𝒎𝟑 Pesos secos para 3 especímenes Cemento 365.9Kg 172.6 kg Arena 1590kg 750.3 kg Agua Total 301.8ts 142.3 lts

Edad del Mortero 3 días 7 días

%𝐹𝑙𝑢𝑖𝑑𝑒𝑧 =

Carga (lbs) 550 1200

𝐷𝑖𝑎𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 𝑃𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜𝐹𝑖𝑛𝑎𝑙 − 𝐷𝑖𝑎𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜𝐼𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 𝑥 100 𝐷𝑖𝑎𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜𝐼𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙  Página 10

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𝑅𝑒𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑎 𝑙𝑎 𝐶𝑜𝑚𝑝𝑟𝑒𝑠𝑖𝑜𝑛 =

𝐶𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑀𝑎𝑥𝑖𝑚𝑎 𝐴𝑟𝑒𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝐸𝑠𝑝𝑒𝑐𝑖𝑚𝑒𝑛

CALCULOS 𝐷𝑖𝑎𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 𝑝𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 = %𝐹𝑙𝑢𝑖𝑑𝑒𝑧 =

21.5 + 21.5 + 21.8 + 21.4 = 21.55𝑐𝑚 4

21.55 − 10.16 𝑥 100 = 112.106% 10.16

𝑅𝑒𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑎 𝑙𝑎 𝐶𝑜𝑚𝑝𝑟𝑒𝑠𝑖𝑜𝑛 =

550𝑙𝑏𝑠 𝐿𝑏𝑠 = 137.5 (2𝑝𝑢𝑙𝑔)(2𝑝𝑢𝑙𝑔) 𝑝𝑢𝑙𝑔2

𝑅𝑒𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑎 𝑙𝑎 𝐶𝑜𝑚𝑝𝑟𝑒𝑠𝑖𝑜𝑛 =

1200𝑙𝑏𝑠 𝐿𝑏𝑠 = 300 (2𝑝𝑢𝑙𝑔)(2𝑝𝑢𝑙𝑔) 𝑝𝑢𝑙𝑔2

RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN Días Resistencia a la Compresión (Lbs/pulg2) % de Fluidez 3 137.5 112.106 7 300

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Conclusiones Para saber o predecir el comportamiento físico-mecánico último, que tiene que ver con la resistencia de la mezcla de mortero, es necesario realizar una evaluación anticipada de la mezcla, como es su fluidez. Por tanto entre mayor relación agua cemento tengamos nuestra mezcla será más fluida y hay más probabilidad que resista más a una carga determinada y viceversa, entre menos relación agua cemento más resistencia. En nuestro ensayo de laboratorio la fluidez fue de 112.106%, siendo el rango permisible entre 110 ± 5%, por tanto cumple con dicha especificación y se puede concluir que la mezcla es manejable y se puede usar en los diferentes trabajos civiles De acuerdo a los datos obtenidos experimentalmente y con relación a la resistencia de las muestras de mortero, obtuvimos una resistencia de 137.5 y 300 psi a los 3 y 7 días respectivamente, siendo las valores mínimos permisibles de 1800 y 2400 psi a los 3 y 7 días respectivamente. Por tanto concluimos que nuestra prueba no fue precisa ni obtuvimos los resultados deseado y normalizados en la ASTM C150, por tanto debido a esto no son actos para la construcción hasta que nuestros ensayos tire resultados positivos o deseados

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Bibliografía  

(Universidad Central de Ecuador, Facultad de Ingeniería Ciencias Físicas y Matemática, Escuela de Ingeniería Civil) Monografía del cemento Gabriela Cachiguango marzo – agosto 2010. Normas de la ASTM. NTC 109 y NTC 118.

Web Grafía         

http://elconcreto.blogspot.com/2009/01/fraguado-del-cemento.html http://www.arqhys.com/construccion/concreto-fraguado.html http://www.tec-digital.itcr.ac.cr/file/2877417/informe_1.pdf http://www.cemexnicaragua.com/ProductosServicios/PortlandGu.aspx#stha sh.ilIu0wWn.dpuf http://www.incyc.org.ni/index.php/es/2012-09-27-23-43-45/boletines/191boletin-tecnico-febrero-2013-numero-43?showall=&start=1 http://www.elconstructorcivil.com/2011/01/fluidez-en-morteros-de-cementoportland_21.html http://es.wikipedia.org/wiki/Cemento_Portland http://www.slideshare.net/lmm325/mezcla-o-mortero-lucas http://laboratoriosdehormigones.blogspot.com/2010/06/consistencia-normaldel-cemento-tiempos.html

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ANEXOS

Meza de Fluidez

Mezcladora

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