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####### LABORATORIO N°DISEÑO Y PREPARACIÓN DE MEZCLASCON ADITIVOSCURSO:TECNOLOGÍA DEL CONCRETOLIMA-PERÚ2021####### 1. INTRODUCCIONLos aditivos son químicos que se agregan al concreto en la etapa de mezclado para modificar algunas de las propiedades de la mezcla que nunca deben ser considerados un su...

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LABORATORIO N°3

DISEÑO Y PREPARACIÓN DE MEZCLAS CON ADITIVOS

CURSO: TECNOLOGÍA DEL CONCRETO LIMA-PERÚ

2021

1. INTRODUCCION Los aditivos son químicos que se agregan al concreto en la etapa de mezclado para modificar algunas de las propiedades de la mezcla que nunca deben ser considerados un sustituto de un buen diseño de mezcla, de buena mano de obra o del uso de buenos materiales. El concreto es uno de los materiales más usados en la construcción, por lo que se requiere controlar su fabricación tanto en planta como en la obra. En Perú, los procedimientos que se siguen en su elaboración están de acuerdo con los procedimientos del Instituto Americano del Concreto (ACI, por sus siglas en inglés). Con estas recomendaciones se diseñan concretos normales con cierta resistencia, pesados o con ciertas características especiales que se alcanzan empleando aditivos.

Sin embargo, para el uso de éstos últimos se requiere observar ciertas características para su selección como son las condiciones de diseño de la obra, la ubicación donde se realizará la construcción, el proceso constructivo y las condiciones económicas y conocerlos a fondo.

USO DE ADITIVOS: Las razones más comunes para usar aditivos en el concreto son: 

Incrementar la trabajabilidad, sin cambiar el contenido de agua.



Reducir el contenido de agua, sin cambiar la trabajabilidad.



Ajustar el tiempo de fraguado.



Reducir la segregación.



Mejorar la bombeabilidad.



Acelerar la tasa de desarrollo de resistencia a edades tempranas.



Incrementar la resistencia.



Mejorar la durabilidad potencial y reducir la permeabilidad.

ESPECIFICACIONES TÉCNICAS: 

Relación agua/cemento



Fija resistencia a temprana edado



Resistencias finales



Módulo de rotura



Resistencia a la abrasión



Estanqueidad del material



Cantidad de aire incorporado



Mayor adherencia entre el concreto nuevo y viejo



Inhibir la corrosión del refuerzo

TIPOS: Los aditivos normalmente se clasifican en categorías de acuerdo con su efecto: 

Plastificantes (agentes reductores de agua) Cuando se agregan a una mezcla de concreto, los plastificantes (agentes reductores de agua) son absorbidos en la superficie de las partículas de los aglomerantes, haciendo que se repelan entre sí, lo cual da como resultado una mejora en la trabajabilidad y proporciona una distribución más uniforme de las partículas del aglomerante a través de la mezcla. Dosificación.

La dosis típica de un plastificante varía de 200ml a 450 ml por cada 100kg de material cementante. Usos:

-

Los plastificantes usualmente incrementan el revenimiento del concreto con un contenido de agua dado.

-

Los plastificantes pueden reducir la proporción de agua de una mezcla de concreto para una trabajabilidad dada, como regla práctica, en aproximadamente 10%.

-

La adición de un plastificante posibilita alcanzar una resistencia dada con un menor contenido de cemento.

-

Los plastificantes pueden mejorar la bombeabilidad.

Consideraciones prácticas:

-

Varios plastificantes contienen un retardante y pueden causar problemas si se aplican en dosis mayores.

-

Algunos plastificantes contienen cloruros que pueden incrementar el peligro de corrosión del acero de refuerzo.

-

Mientras que algunos plastificantes transportan cantidades variables de aire, otros son razonablemente consistentes en la cantidad de aire que transportan. Donde los plastificantes se usan para incrementar la trabajabilidad, la contracción y la fluencia, de manera invariable.



Superplastificantes Estos aditivos son químicamente distintos de los plastificantes normales y aunque su acción es casi la misma, es más marcada. Cuando se usan para producir concreto fluido puede esperarse una pérdida rápida de trabajabilidad, por tanto, éstos deben ser agregados justo antes de la colocación. Dosificación.

La dosis normal de un superplastifante está entre 750ml y 2500ml por cada 100kg de material cementante. Usos

Los superplastificantes se usan con mayor ventaja: -

En áreas de refuerzo congestionado.

-

En donde una consistencia autonivelante facilita la colocación.

-

Para concreto de alta resistencia, disminuyendo la relación agua:cemento como resultado de reducir el contenido de agua en 15-25%.

Consideraciones prácticas.

-

Deben de diseñarse mezclas especiales para los superplastificantes y su uso debe ser cuidadosamente controlado.

-

El efecto de un superplastificante puede desaparecer tan rápido como en 30 minutos después del mezclado.

-

Éstos tienen un costo unitario relativamente alto.

-

En donde se usan superplastificantes para producir muy alta trabajabilidad, la contracción y la fluencia serán incrementadas.



Incorporadores de aire Un agente incorporador de aire introduce aire en forma de diminutas burbujas distribuidas de modo uniforme a través de toda la pasta de cemento. Dosificación.

La dosis típica para los agentes incorporadores de aire está entre 50ml y 150ml por cada 100kg de material cementante. Usos:

-

En donde se requiera una resistencia mejorada del concreto endurecido contra los daños causados por congelación y deshielo.

-

Para una trabajabilidad mejorada, en especial, en mezclas gruesas o pobres.

-

Para reducir la segregación, sobre todo cuando una mezcla tiene un déficit de finos.

Consideraciones prácticas.

-

La inclusión de aire puede reducir la resistencia del concreto y la sobredosis puede causar una pérdida importante de la resistencia.

-

Como una regla práctica, un 1% de aire puede causar una pérdida de resistencia de 5%. Por tanto, es importante que las mezclas sean especialmente diseñadas para la inclusión de aire y que el porcentaje de aire incorporado durante la construcción sea monitoreado.

-

Puesto que las dosis son pequeñas, se requiere de medidores especiales y un monitoreo preciso.

-

Un cambio en el contenido del cementante, en la granulometría o en las proporciones de las fracciones de finos de arena normalmente alterará el volumen de aire incluido.

-

La cantidad de aire incluido puede depender de la fuente y granulometría de la arena en el concreto.

-

Los mixers transportan volúmenes más grandes de aire que otros tipos.

-

El incremento de la temperatura ambiente tiende a reducir el volumen de aire incorporado.

-



La duración del mezclado puede también afectar el contenido de aire.

Acelerantes Estos aditivos aceleran la reacción química del cemento y el agua, y de este modo aceleran la tasa de fraguado y/o la ganancia temprana en la resistencia del concreto. Dosificación.

Dependiendo del grado de aceleramiento deseado, la dosificación para acelerantes varía del 1% al 4% del peso del cemento (aproximadamente de 300 mL a 1200 mL por bolsa de cemento de 42.5 Kg). De acuerdo a experiencias y datos teóricos, se puede decir que con una dosificación del 4% se obtienen resistencias mecánicas a 3 días equivalentes a 7 días y a 7 días las equivalentes a 15 días. Este efecto puede variar con el tipo y la edad del cemento, como

también con la temperatura del ambiente. Cementos Yura recomienda hacer ensayos previos para determinar la dosificación óptima en cada caso. Usos:

-

Cuando se requiere de fraguado rápido y altas resistencias tempranas (por ejemplo, en la profundización de pozos).

-

Cuando se requiere la reutilización rápida de moldes (encofrados).

-

Cuando el vertido del concreto tenga lugar bajo condiciones muy frías.

Consideraciones prácticas.

-

Ciertos acelerantes pueden incrementar la contracción por secado, agrietamiento y fluencia.

-

Pueden causar menores resistencias a flexión.

-

Muchos acelerantes en base de cloruros promueven la corrosión del acero de refuerzo.

-

El cloruro de calcio no debe usarse en: . Concreto reforzado. . Estructuras para retener agua. . Concreto presforzado. . Concreto curado a vapor.

-

La sobredosis con estos materiales puede causar un retraso marcado.

-

Los acelerantes trabajan más efectivamente a bajas temperaturas ambientales.



Retardantes Estos aditivos disminuyen la velocidad de la reacción química del cemento y el agua conduciendo a tiempos más largos de fraguado y ganancia de resistencia iniciales más lentas. Dosificación.

Las dosis típicas para los retardadores están entre 150ml y 500ml por cada 100kg de material cementante. Usos:

-

Cuando se coloca el concreto en clima caliente, en particular cuando el concreto es bombeado.

-

Para evitar juntas frías debido a la duración de la colocación.

-

En concreto debe transportarse durante un largo tiempo.

Consideraciones prácticas.

-

Si una mezcla tiene una sobredosis más allá del límite recomendado por el proveedor, la prolongación del tiempo de fraguado puede durar días.

-

Los retardantes con frecuencia incrementan la contracción plástica y el agrietamiento por asentamiento plástico.

-

La adición atrasada de los aditivos retardantes, pueden resultar en una prolongación de tiempo de fraguado.

Muchos aditivos proporcionan combinaciones de las propiedades tales como plastificantes/ retardantes o plastificantes/incorporadores de aire.

EQUIPOS Y HERRAMIENTAS UTILIZADAS:

Balanza Electrónica Las balanzas electrónicas de precision son instrumentos de pesaje de funcionamiento no automático que utilizan la acción de la gravedad para determinación de la masa. Se compone de un único receptor de carga (plato) donde se deposita el objeto para medir.

https://articulo.mercadolibre.com.pe/MPE-436628782-balanza-electronica-digital-40kilos-garantia-

Balde de 20 litros Como recipiente

nationalizer-_JM

https://www.promart.pe/balde-industrial-20-litros/p

Cono de Abrams, plancha de fierro y varilla de fierro liso de 5/8” con punta redonda Fabricado en chapa galvanizada, diseñado para medir la cohesividad del hormigón.

http://www.mertind.com/bolivia/index.php/aplicacioneshidrologia/fracturahidraulica/hormigones/equipo-de-cono-de-abrams-detail

Equipo para medición de contenido de aire El UTC-0650 Medidor de Contenido de Aire está usado para determinar el contenido de aire en concreto fresco. Consiste de una canasta (vasija) cilíndrica de 7 litros de capacidad con pestaña y ensamble como cubierta (tapa) que incluye un manómetro

grande (de 90 mm de día.), bomba de aire y válvulas. Tiene un sistema de rápida sujeción. La lectura del manómetro al más cercano de 0.1% hasta 6% y 0.2% desde 6% a 10%. No está afectado por los cambios en presión barométrica. El medidor mide hasta 22% del aire contenido. Está adecuado para agregados con tamaño máximo de 63 mm.

https://www.utest.com.tr/es/25964/Contenido-de-Aire

Termómetro Digital Este Termómetro Digital Con Sonda de Acero Inoxidable Sensor Puede Utilizarse También para la Industria, Aire Acondicionado, Procesamiento de Alimentos, Calefacción y Ventilación, Agricultura, Automóvil, Fotografía, Almacenamiento de Alimentos, Refrigeración, Procesamiento de Cerveza y Licores, Farmacéuticos, Administración de Energía.

https://tpmequipos.com/termometro-digital-con-memoria-50-300ac-tp101.html

Molde para probetas estándar de concreto Los moldes para la elaboración de las probetas deben ser de acero, hierro forjado u otro material no absorbente y que no se mezcle con el cemento. Su resistencia debe soportar las condiciones del trabajo de moldeado y tener la forma de un cilindro recto de 15 cm de diámetro y 30 cm de alto.

https://www.construyendoseguro.com/aprende-el-procedimiento-para-elaborarprobetas-de-concreto/

Martillo de goma Mazo de hule que proporciona impactos poderosos sin dañar las superficies.

https://www.promart.pe/martillo-de-goma-16-oz-17567/p

Carretilla Carretilla de gran resistencia con capacidad de hasta 80 litros. Cuenta con un tacón estabilizador para un mayor control y una llanta neumática reforzada. Perfecta para tus trabajos de construcción y jardinería.

https://www.promart.pe/carretilla-cat-50nd-truper/p Plancha, badilejo Una herramienta manual para construcción que tiene forma de paleta que se forja a partir de una sola pieza de acero. Con un mango muy resistente, de alta durabilidad. Esta herramienta facilita las labores del albañil cuando trabaja con mortero y ladrillos especialmente.

https://www.promart.pe/badilejo-9-/p

Mezcladora Mezcladora diseñada para la preparación homogénea, y mezcla de concreto con un fácil manejo de carga y descarga.

https://www.promart.pe/mezcladora-9hp-9p3-30432/p RECOMENDACIONES DE USO: 

Concreto que se va a colocar con maquinaria pequeña, o donde se estima gran demora en la colocación, ya que el efecto del súper plastificante es temporal.



Cuando se elabora en concreto, una estructura con pendiente mayor de 3%, pues la mezcla fluirá a lo largo de la pendiente.



Para elaborar concreto fluido, cuando la granulometría y el contenido de finos es menor de 350 Kg .jm3, se arriesga a la segregación del material.



Cuando se tienen encofrados defectuosos o mal instalados, por ejemplo, en columnas, corriendo el riesgo que la pasta o el mortero escapan por los orificios.



Hay que recordar que el concreto fluido obedece a las leyes físicas de la presión hidrostática, de tal manera que se deben calcular los encofrados.

2. OBJETIVOS DE LA PRÁCTICA * Resultados tabulados de los valores medidos en las pruebas de concreto fresco.

* Corrección por slump. * Evaluar la incidencia de las propiedades de los agregados en los resultados obtenidos en las propiedades de concreto fresco. * Reconocer los cambios en las propiedades del concreto fresco cuando se incorporan aditivos en la preparación de mezclas. Todo ello bajo las condiciones dictadas en la Norma Técnica Peruana y la ASTM (American Standard Testing Materials). * Se utilizarán tres tipos de aditivos utilizados comúnmente en la construcción: Aditivo plastificante, Aditivo súper plastificante, Aditivo incorporador de aire. * Evaluar los resultados y determinar las mejores mezclas para ser utilizadas en la construcción.

NORMAS DE REFERENCIA: ASTM C172(NTP 339.036) –CONCRETO: Práctica normalizada para muestreo de mezclas de concreto fresco. ASTM C1064(NTP 339.184) –CONCRETO: Método de ensayo normalizado para determinar temperatura de mezclas de hormigón (concreto). ASTM C143(NTP 339.035) –CONCRETO: Método de ensayo para la medición del asentamiento del concreto de cemento Portland. ASTM C138(NTP 339.046) –CONCRETO: Método de ensayo para determinar la densidad (peso unitario), rendimiento y contenido de aire (método gravimétrico del hormigón. ASTM C31(NTP 339.033) –CONCRETO: Practica normalizada para la elaboración y curado de especímenes de concreto en campo. ASTM C260 -ESPECIFICACIÓN normalizada para Aditivos Incorporadores de Aire para Concreto ASTM C1017 -ESPECIFICACIÓN normalizada para Aditivos Químicos para Uso en la Producción de Concreto Fluido.

3. ENSAYOS REALIZADOS Ensayo: Temperatura del concreto fresco Norma: 339.184/ASTM C1064 Equipo: 

Termómetro para concreto (precisión ±5 °C) Procedimiento: . EL termómetro debe ser introducido en la masade concreto por un mínimo de 2 minutos o hasta que se estabilice. . El termómetro debe tener contacto únicamente con la masa de concreto, debe tener un mínimo de 7.5cm de concreto rodeando el instrumento de medición.

-

Ensayo: Asentamiento del concreto fresco Norma: NTP 330.005/ASTM C143 Equipo: 

Varilla, cucharón, base metálica.



Cono de Abrams Procedimiento: . Humedecer superficie de contacto con el concreto. . Rellenar 3 capas de 1/3 del volumen del cono. . Compactar con la varilla 25 veces uniformemente distribuida encada capa. . Enrasar. . Retirar el cono de forma vertical en 5±2seg. . Medir el asentamiento.

-

Ensayo: Peso unitario del concreto fresco Norma: NTP 339.046/ASTM C138 Equipo: 

Recipiente de volumen conocido (Tamaño depende del TM del agregado utilizado).



Balanza con precisión 0.3% Procedimiento: . Consolidar la muestra en un recipiente de volumen conocido, 25 veces con la varilla de 5/8 de diámetro y entre 10 a 15 golpes con una comba en una secuencia de 3 capas. . Enrasar con una plancha metálica.

. Pesar el recipiente con el concreto consolidado. . Calcular la masa volumétrica en kilogramos por metro cúbico. -

Ensayo: Contenido del aire del concreto fresco Norma: 339.083/ASTM C231 Materiales: 

Equipo Tipo B para uso del Método por Presión Procedimiento: . Consolidar la muestra en un recipiente de volumen conocido, 25 veces con la varilla de 5/8 de diámetro y entre 10 a 15 golpes con una comba en una secuencia de 3 capas. . Enrasar con una plancha metálica. . Pesar el recipiente con el concreto consolidado. . Calcular la masa volumétrica en kilogramos por metro cúbico.

4. Calculo y evaluación de resultados: Corrección por Slump: Dosificación para 1M3 de Mezcla:

Dosificación corregida por humedad para 1M3 de Mezcla:

Dosificación para Volumen de prueba:

1. REFERENCIAS BIBLOGRAFICAS



Dra. Luz Helena Gómez D. Albañilería en restauración de edificaciones Recuperado de:

https://repositorio.sena.edu.co/sitios/albanileria_restauracion_edificaciones/aplicacion aditivos.html# 

Cesar Eduardo Pereira. M. Sc. (2016) DISEÑO DE MEZCLAS DE CONCRETO USANDO COMO ADITIVOS RESIDUOS PLASTICOS PROVENIENTES DE CHATARRA ELECTRONICA Recuperado de:

https://biblioteca.utb.edu.co/notas/tesis/0063260.pdf

Se realizó con éxito las mediciones con cinta métrica tanto en terrenos planos o inclinados con un error dentro del rango de la teoría de errores Adquirimos más conocimiento acerca del uso de las herramientas utilizadas en la medición Con los conceptos y conocimientos previos

que tenemos acerca de la medición con cinta métrica, se usó la metodología correcta Los errores que tuvimos en la medición de distancias con cinta métrica se encontraban dentro de los errores permisibles. Se realizó con éxito las mediciones con cinta métrica tanto en terrenos

planos o inclinados con un error dentro del rango de la teoría de errores Adquirimos más conocimiento acerca del uso de las herramientas utilizadas en la medición Con los conceptos y conocimientos previos que tenemos acerca de la

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