UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR

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1 UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR FACULTAD DE INGENIERÍA, CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICA INSTITUTO DE INVESTIGACIÓN Y POSGRADO (IIP) DURABILIDAD DEL HORMIGÓN ELABORADO CON CEMENTO SELVALEGRE DE COMPOSICIÓN P30 Y CEMENTO CAMPEÓN DE COMPOSICIÓN P40 LUIS WLADIMIR MORALES GUBIO TUTOR: Ing. JUAN FRANCISICO FERNÁNDEZ BRITO Ph.D. Trabajo presentado como requisito parcial para la obtención del grado de: MAGÍSTER EN ESTRUCTURAS Y CIENCIAS DE LOS MATERIALES QUITO-ECUADOR 2015

2 DEDICATORIA El presente trabajo de investigación dedico a todos los profesionales que trabajan en el ámbito de la consultoría y construcción de obras civiles y que utilizan el hormigón como elemento estructural dentro de sus diseños y creaciones. También quiero dedicar a mis alumnos y estudiantes de la Universidad Central del Ecuador con quienes compartimos conocimientos e incentivamos el espíritu investigativo a fin de que éste trabajo sea útil para su formación y desarrollo profesional. Luis Wladimir Morales Gubio ii

3 AGRADECIMIENTO A Dios por haberme concedido ser parte de este maravilloso universo y darme una familia extraordinaria. A mi padre Luis, quien con amor, humildad y sabiduría es guía y pilar fundamental en mi vida, brindándome su apoyo incondicional en todas las decisiones que tomo. A mi madre Elenita, por haberme dado la vida, el cuidado y haber estado siempre a mi lado. Mi eterna gratitud para ti madre hermosa. A mis hermanos Vinicio, Janeth, Verónica y Magaly por el apoyo inquebrantable que recibo día a día, y de ésta manera culminar con éxito esta etapa profesional. A mis cuñados Jady y Carlitos, por la apoyo recibido y ser parte de mi familia. Al Dr. Francisco Fernández por el tiempo, dedicación y ayuda destinada para el desarrollo de este trabajo de investigación. Al personal del Laboratorio de Ensayo de Materiales de la Universidad Central del Ecuador por todo el apoyo brindado durante el desarrollo de la parte práctica de éste trabajo de investigación. Luis Wladimir Morales Gubio iii

4 AUTORIZACIÓN DE LA AUTORÍA INTELECTUAL Yo, MORALES GUBIO LUIS WLADIMIR, en calidad de autor del trabajo de investigación o tesis realizada sobre la DURABILIDAD DEL HORMIGÓN ELABORADO CON CEMENTO SELVALEGRE DE COMPOSICIÓN P30 Y CEMENTO CAMPEÓN DE COMPOSICIÓN P40, por la presente autorizo a la UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR, hacer uso de todos los contenidos que me pertenecen o de parte de los que contiene esta obra, con fines estrictamente académicos o de investigación. Los derechos que como autor me corresponden, con excepción de la presente autorización, seguirán vigentes a mi favor, de conformidad con lo establecido en los artículos 5, 6, 8, 19 y demás pertinentes de la Ley de Propiedad Intelectual y su Reglamento. Quito, 02 de junio de 2015 Ing. Luis Wladimir Morales Gubio C.C Número de celular: wladimir_morales@hotmail.com iv

5 CERTIFICACIÓN Certifico que el presente trabajo fue realizado en su totalidad por el SR. LUIS WLADIMIR MORALES GUBIO, como requisito parcial a la obtención del título de MAGÍSTER EN ESTRUCTURAS Y CIENCIAS DE LOS MATERIALES. Quito, 02 de junio de Fecha Ing. JUAN FRANCISCO FERNANDEZ BRITO Ph.D. v

6 CONTENIDO Pág. DEDICATORIA...II AGRADECIMIENTO...III AUTORIZACIÓN DE LA AUTORÍA INTELECTUAL... IV CERTIFICACIÓN... V CONTENIDO... VI LISTA DE TABLAS... XI RESUMEN... XII ABSTRACT... XIII CERTIFICADO... XIV CAPÍTULO INTRODUCCIÓN Antecedentes Justificación Objetivos General Específicos Hipótesis Alcance...3 CAPÍTULO EL HORMIGÓN DE CEMENTO HIDRÁULICO Definición Procedimientos de fabricación Componentes y función que desempeña cada uno de ellos en el material hormigón: cemento hidráulico compuesto, áridos, agua, aditivos Cemento hidráulico compuesto Los Áridos Árido Grueso Árido Fino El Agua de mezclado...11 vi

7 2.3.4 Aditivos Propiedades físicas y mecánicas de los áridos finos y gruesos Granulometría Abrasión Calidad del árido Superficie específica Módulo de finura Peso específico Capacidad de absorción Contenido de humedad Densidad aparente suelta Sustancias perjudiciales Contenido de materia orgánica Propiedades físicas y mecánicas de los cementos compuestos: Selvalegre y Campeón Densidad del cemento Sanidad del Cemento Superficie Específica Consistencia Normal Resistencia cúbica de los morteros de cemento Tiempo de fraguado del cemento Química y Mineralogía de los cementos compuestos Las adiciones minerales activas Metodología para el diseño de mezclas Metodología para el desarrollo de la investigación...34 CAPÍTULO CAUSAS QUE PROVOCAN EL DETERIORO DE...35 MATERIAL HORMIGÓN Y LIMITAN SU VIDA ÚTIL Agresiones por agentes que ingresan con los materiales componentes del hormigón Materia orgánica de diferente naturaleza Sales, aceites, detergentes y otras sustancias químicas Partículas finas en exceso o en defecto...39 vii

8 3.1.4 Partículas porosas, livianas, débiles o de formas no aceptables Minerales propios de los áridos (sílice amorfa, calcitas o dolomitas) que reaccionan químicamente provocando expansiones deletéreas Sílice Amorfa Calcita Intemperismo. Relacionado con los ciclos de congelamiento y deshielo Defectos en el proceso de fabricación del hormigón Proporción de componentes en exceso o en defecto, ausencia de un diseño de mezcla técnicamente desarrollado. Omisión de las recomendaciones para proteger al hormigón de vicios ocultos: acción de sulfatos, reactividad álcali sílice, reactividad álcalicarbonato Mezclado inapropiado o insuficiente, máquinas obsoletas o en malfuncionamiento Mezclado estacionario Transporte descuidado de la mezcla fresca Falta de compactación de la mezcla o procedimiento viciado Vibración Encofrados defectuosos, faltos de rigidez o de materiales inadecuados Falta de protección del hormigón fresco provocando retracciones por desecación Ausencia de un proceso de curado, o no apropiado o insuficiente Desencofrado prematuro o descuidado CAPÍTULO 4... ENSAYOS DE LABORATORIO Caracterización de los áridos de mayor consumo en la provincia de Pichincha: Guallabamba (árido grueso), Pifo (árido grueso), San Antonio (árido fino).... viii

9 4.1.1 Propiedades físicas y mecánicas del árido grueso de Guallabamba Abrasión: Peso Específico: Capacidad de Absorción Masa Unitaria Suelta y Compactada Granulometría Propiedades físicas y mecánicas del árido grueso de Pifo Abrasión: Peso Específico: Capacidad de Absorción Masa Unitaria Suelta y Compactada Granulometría Propiedades físicas y mecánicas del árido fino de San Antonio de Pichincha Peso Específico: Capacidad de Absorción Masa Unitaria Suelta y Compactada Colorimetría: Granulometría Caracterización de los cementos Propiedades físicas, químicas y mecánicas de cemento Selvalegre tipo IP Propiedades físicas, químicas y mecánicas de cemento campeón tipo IP Diseño de mezclas para f c 35 MPa Diseños Definitivos Identificación de probetas cilíndricas Selección de la mezcla Curado estándar a, y días Ausencia de curado; las vigas se someterán a la intemperie sin protección durante, y días ix

10 4.4.3 Exposición de Sulfato de Sodio: después de 24 horas de coladas las vigas, se sumergirán en una solución de sulfato de sodio (50 gramos de sulfato por litro de agua) durante, y días Vigas de hormigón armado (4 Ø 9 mm con estribos de 5,5 mm cada 150 mm). Después de 24 horas se sumergirán en agua de mar (agua salada) Exposición a aceites minerales, se colocará aceite mineral en la superficie una vez a la semana durante, y días Exposición a desgate producido por el rodaje de vehículos sobre la superficie de la viga durante, y días CAPÍTULO ANÁLISIS DE RESULTADOS Guayllabamba - Curado estándar Guayllabamba - Intemperie Guayllabamba Solución azufre Guayllabamba Agua de mar Guayllabamba - Rodadura Guayllabamba Aceite mineral Pifo Curado estándar Pifo - Intemperie Pifo Solución azufre Pifo Agua de mar Pifo - Rodadura Pifo Aceite mineral Variaciones del módulo de rotura debido a las condiciones agresivas que experimentan los especímenes CAPÍTULO CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES x

11 LISTA DE TABLAS Tabla No. 1 Tabla No. 2 Tabla No. 3 Tabla No. 4 Tabla No. 5 Tabla No. 6 Tabla No. 7 Tabla No. 8 Tabla No. 9 Tabla No. 10 Tabla No. 11 Límite de graduación del árido fino Porcentaje en peso que pasa para el árido grueso Cuadro para realizar el ensayo de Abrasión Límite máximos de sustancias dañinas en el árido grueso Límite para sustancias perjudiciales en el árido fino para el hormigón Notación abreviada de silicatos y aluminatos de calcio que definen el tipo de cemento Características fundamentales en los diferentes tipos de cementos portland Proporciones de componentes del hormigón Relación existente entre trabajabilidad y consistencia del hormigón Límite máximo de sustancias nocivas en el árido fino Contenido de sustancias perjudiciales en el árido grueso xi

12 RESUMEN DURABILIDAD DEL HORMIGÓN ELABORADO CON CEMENTO SELVALEGRE DE COMPOSICIÓN P30 Y CEMENTO CAMPEÓN DE COMPOSICIÓN P40 Se investigó la durabilidad del hormigón fabricados con cementos de diferente composición, en cuanto al contenido de puzolana. Estas puzolanas en el Ecuador son de origen natural, pero no se ha probado el aporte real que presta a la durabilidad del hormigón durante su vida útil. Para poder comprobar esta hipótesis, se elaboraron especímenes de vigas y cilindros de hormigón normalizados para someterlas a seis condiciones agresivas y de esta forma comparar su desempeño. Las seis condiciones agresivas a las que fueron sometidos los especímenes fueron curado estándar, intemperie, solución de azufre, agua de mar, aceite mineral y rodadura. Posteriormente a la fabricación de las de vigas y cilindros de hormigón se ensayaron un par de especímenes cada, y días para verificar y comprobar su degradación determinando el módulo de rotura en vigas y esfuerzo a la compresión en cilindros. Se elaboraron diagramas módulo de rotura en función del tiempo, para vigas de hormigón y esfuerzo a la compresión en función del tiempo para cilindros de hormigón. Se obtuvieron curvas y posteriormente se procedió a la comparación de resultados. Luego de todo este proceso se llegó a la conclusión de que los cementos con mayor contenido de puzolana definen al hormigón como un elemento más durable a las exposiciones de azufre y agua de mar que son las condiciones más críticas. DESCRIPTORES: HORMIGÓN/ PUZOLANA/ DURABILIDAD DEL HORMIGÓN/ AGENTES AGRESIVOS EN EL HORMIGÓN/ CAUSAS QUE PROVOCAN EL DETERIORO DEL HORMIGÓN/ MÓDULO DE ROTURA/ RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN. xii

13 ABSTRACT DURABILITY OF CONCRETE WHICH WAS ELABORATED WITH SELVA ALEGRE CEMENT P30 AND CAMPEON CEMENT P40. This study investigated the durability of the concrete which was manufactured with two types of cements. These cements contained different quantity of pozzolana. In Ecuador, the pozzolanas are from natural origin. However, they have been not tested, which is the real contribution to the durability of the concrete. This investigation build bean specimens and cylinders with standardized concrete so that the hypothesis could be clarified. These beams and cylinders were subjected to six aggressive conditions. These six aggressive conditions were standard cured, outdoor, sulfur solution, seawater, mineral oil, and rolling. In this way, the researcher could test their performance. After building of beams and cylinders of concrete, it was tested two specimens. These were verified each, and days. Thus, the investigator could verify and check their degradation. Their degradation was based on the module of fracture in the beams and the compression stress in the cylinders. It was elaborated a module of fracture s diagrams. These diagrams were designed to measure beams and cylinders fractures in function of the time and stress compression. It was obtained curves, and the investigator lately proceeded to compare his findings. After all the process, it was concluded that cements with more quantity of pozzolana defined the concrete as a main element that resists expositions of sulfur and seawater which are the most hazard conditions. DESCRIBRERS: CONCRETE, POZZOLANA, DURABILITY OF CONCRETE, AGGRESSIVE CONDITION IN THE CONCRETE, CAUSES THAT AFFECT THE CONCRETE, MODULE OF FRACTURES, DURABILITY TO THE STRESS. xiii

14 . CERTIFICACIÓN Yo, CARLOS OMAR QUILLUPANGUI QUILLUPANGUI, con cédula de ciudadanía No , certifico haber realizado la traducción del resumen de DURABILIDAD DEL HORMIGÓN ELABORADO CON CEMENTO SELVALEGRE DE COMPOSICIÓN P30 Y CEMENTO CAMPEÓN DE COMPOSICIÓN P40, elaborado por el señor Ing. Luis Wladimir Morales Gubio, alumno de la MAESTRÍA EN ESTRUCTURAS Y CIENCIAS DE LOS MATERIALES Primera Promoción, previo a la obtención del título de Magíster. Quito, 21 de julio de 2015 Master Carlos Omar Quillupangui Quillupangui C.C Número de celular: omar_q32@hotmail.com xiv

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16 CAPÍTULO 1 INTRODUCCIÓN 1.1 Antecedentes El hormigón es un material constituido principalmente por áridos y pasta de cemento. Eventualmente contiene también una pequeña proporción de aire y aditivo utilizados para modificar algunas de sus propiedades. El árido utilizado es un material granular compuesto de partículas de orígenes pétreos de diferente tamaño, duros y estables, cuyo objeto básico es constituir un esqueleto inerte para el hormigón. Este material generalmente se integra mediante dos o más fracciones, cada una de las cuales contiene una gama diferente de tamaños de partículas a los que se denomina áridos. La pasta de cemento está formada por mezcla de cemento hidráulico y agua que constituye el aglomerante activo del hormigón. Todos estos materiales se mezclan homogéneamente en cantidades adecuadas para constituir una masa plástica y trabajable, alcanzado importancia como material estructural en todo tipo de obras debido a que puede adaptarse fácilmente a una gran variedad de moldes, adquiriendo formas arbitrarias, de dimensiones variables, gracias a su consistencia plástica en estado fresco de manera que garantice su durabilidad. Dentro de la elaboración de la mezcla, el cemento es el componente indispensable en la durabilidad del hormigón ya que compuestos con mayor cantidad de adición de puzolana producen hormigones que son más durables y resistentes a la exposición de agentes agresivos. Las propiedades del hormigón dependen en gran medida de la calidad y proporciones de los componentes en la mezcla como la cantidad de puzolana adicionada al cemento y de las condiciones de humedad y temperatura, durante los procesos de fabricación y de fraguado. 1

17 Estas propiedades del hormigón podrían variar debido a que existen agentes internos y externos que provocan su rápida degradación y por consiguiente su durabilidad. Por ello hormigones elaborados con cementos compuestos con mayor cantidad de adición de puzolana determinan elementos estructurales más durables y resistentes a la exposición de agentes agresivos. Para el desarrollo de la presente investigación se elaborará hormigones usando como elemento constitutivo cementos con composiciones diferentes en cuanto a la cantidad de adición de puzolana. Los elementos fabricados como vigas y probetas cilíndricas con estos hormigones serán expuestos a las condiciones críticas conocidas, como: exposición a sulfatos, agua de mar, aceites minerales, intemperie entre otros, de manera que se analice el comportamiento de cada uno de los elementos para establecer la degradación y/o deterioro que sufrieron los especímenes y establecer que condición y con qué cemento fue el hormigón más durable. 1.2 Justificación Se trata de demostrar durante la investigación que la durabilidad del hormigón está directamente relacionada con la cantidad de puzolanas incluidas en el cemento al elaborar la mezcla. Para ello se fabricará hormigones con diferentes cementos puzolánicos compuestos para establecer con cuál de ellos se puede obtener hormigones más resistentes a agentes agresivos, es decir más durables. De los resultados obtenidos podremos encaminar a que la fabricación del hormigón se realice en función de las condiciones de trabajo a los cuales va a estar expuesto durante su vida útil y éste esté relacionado con las propiedades puzolánicas inherentes del cemento. 2

18 1.3 Objetivos General Estudiar la durabilidad de los hormigones fabricados con cementos compuestos con diferentes contenidos de puzolana natural, de modo que permitan comparar y demostrar que las propiedades mecánicas del hormigón se deterioran Específicos Evaluar hormigones fabricados con diferentes cementos puzolánicos para verificar su durabilidad a agentes agresivos externos. Estudiar la combinación de cemento - áridos que permita tener hormigones más durables. Comparar los resultados de estudios semejantes realizados en la tesis de título Durabilidad del Hormigón Fabricado con Cemento Armaduro de composición P20 y Holcim Premium HE de forma que se tenga un espectro de resultados más generales Hipótesis Los hormigones fabricados con cementos compuestos con mayor cantidad de puzolana son más durables? 1.4 Alcance La realización de este trabajo de investigación, permitirá tener bases para la construcción de obras civiles con mayor vida útil expuestas a diversas condiciones agresivas. El estudio permitirá establecer la importancia de que el hormigón tenga como elemento constitutivo cementos puzolánicos ya que en el Ecuador disponemos de puzolanas naturales que aportan en un alto grado a la durabilidad de los elementos. 3

19 Permitirá a las empresas fabricantes del hormigón, considerar el uso de un tipo de cemento de acuerdo a la obra que se construya y su exposición ante agentes externos. 4

20 CAPÍTULO 2 EL HORMIGÓN DE CEMENTO HIDRÁULICO 2.1 Definición El hormigón es un material compuesto que consiste en una mezcla de cemento hidráulico, agua, áridos finos y gruesos, combinados en las proporciones adecuadas según la clase de hormigón requerida. Las propiedades del hormigón, así como la durabilidad de este material obedecen en gran medida a la calidad y proporciones de sus componentes en la mezcla y de las condiciones de temperatura y humedad durante el proceso de fabricación y de fraguado. Por ello el hormigón tiene importancia como material estructural debido a que puede adaptarse fácilmente a una gran variedad de moldes, adquiriendo formas arbitrarias, de dimensiones variables, gracias a su consistencia plástica en estado fresco. Un hormigón se lo define como durable, si éste conserva sus propiedades físico-mecánicas paro lo que fue concebido en una estructura, es decir que pueda resistir en forma satisfactoria las condiciones de servicio a que estará sujeto, así como no presentar distorsión en su forma, meteorización, acción química y el desgaste. 2.2 Procedimientos de fabricación La fabricación del hormigón requiere de un diseño de mezcla cuyo objetivo es obtener un material que posean propiedades determinadas tanto en estado fresco como endurecido. Las propiedades del hormigón endurecido son especificadas por el proyectista, y las propiedades del hormigón fresco están definidas básicamente por el tipo de construcción y por las técnicas de colocación y transporte. En base a ello, el procedimiento que debe seguirse para la fabricación del hormigón es el siguiente: 5

21 Definir las propiedades físico-mecánicas de los áridos. Disponer de una dosificación correctamente elaborada (diseño de mezcla) de acuerdo a las propiedades de los materiales a utilizarse. Conocer de las condiciones y propiedades del elemento que se va a conformar. Contar con instrumentos y equipos apropiados Disponer de un sistema de control de calidad Contar con mano de obra calificada. El material cementante debe ser el propicio para adquirir la resistencia a la compresión solicitada, que aporte con la durabilidad que requiera el tipo de estructura y que no sea reactivo con los áridos. Los áridos deben cumplir con propiedades importantes como: Resistencia a la compresión Resistencia a la abrasión Dureza Deben ser limpios Deben tener forma prismática Estar libres de partículas orgánicas, sales, limos y arcillas. El agua de mezclado a ser empleada debe cumplir con los requisitos dados en la norma NTE INEN 2617:2012, y lo más recomendable es que debe ser potable o apta para el consumo humano, debe estar libre de impurezas, no debe tener elementos químicos disueltos ya que podrían afectar el buen desempeño del hormigón. Los aditivos son compuesto que añadidos en pequeñas cantidades, modifican las propiedades en el hormigón entre ellos la trabajabilidad y mejorar la resistencia. 6

22 En definitiva, una vez verificada y comprobada la calidad de los materiales componentes del hormigón, se procede al diseño de mezclas tomando en cuenta el tipo de equipo a utilizarse, ya que de este depende: El volumen de hormigón a elaborar. La homogeneidad de la mezcla. 2.3 Componentes y función que desempeña cada uno de ellos en el material hormigón: cemento hidráulico compuesto, áridos, agua, aditivos. En el caso más general, el hormigón durable está constituido de los siguientes elementos: cemento, áridos grueso y fino, agua y aditivo. Para elaborar un hormigón durable se debe disponer de: Cemento hidráulico compuesto Es un conglomerante hidráulico, cuya finalidad es aglutinar a los áridos para formar un nuevo material denominado hormigón con propiedades físicas y mecánicas propias. El cemento hidráulico es un material inorgánico compuesto de elementos finamente dividido que, amasado con agua, forma una pasta que fragua y endurece en virtud de reacciones y procesos de hidratación y que, una vez endurecido, conserva su resistencia y propiedades. Las materias primas constituyentes del cemento son principalmente cal, sílice, alúmina y óxido de hierro. Durante el proceso de producción del cemento estos compuestos interactúan para luego formar una serie de productos más complejos (silicatos cálcicos, aluminatos cálcicos y ferritos) que alcanzan un estado de equilibrio químico, con la excepción de un residuo de cal no combinada, la cual no ha tenido suficiente tiempo para reaccionar, denominada cal libre. En nuestro país el cemento para fabricar hormigones es el Portland que es la mezcla íntima de varios componentes como las calizas, arcillas, y puzolanas naturales, que sometidos a un proceso de clinkerización (a 7

23 altas temperaturas), producen un polvo gris oscuro, que fragua muy rápidamente con el agua. Al finalizar este proceso se le adiciona yeso con el fin de retardar el tiempo de fraguado. Existen varios tipos de cemento Portland, entre los más importantes se pueden mencionar: - Tipo I: De fraguado normal - Tipo II: De propiedades modificadas - Tipo III: De fraguado rápido - Tipo IV: De fraguado lento - Tipo V: Resistente a los sulfatos El tipo de cemento queda definido básicamente por la existencia de un ambiente que pueda generar acciones agresivas sobre el hormigón. Eventualmente puede ser necesario considerar la elección de un cemento de alta resistencia, si las condiciones de obra requieran de resistencias iniciales más elevadas que las que pueden otorgar un cemento corriente. En nuestro medio se dispone permanentemente de cemento Portland tipo I y ocasionalmente cuando se ejecutan proyectos de uso masivo de hormigón como presas de tipo IV. Otros tipos de cemento siempre requieren de importación. El cemento utilizado en la fabricación de hormigón debe estar totalmente seco y suelto, y no debe presentar grumos de fraguado anticipado. Todas estas características garantían la durabilidad del hormigón. Este material cementante debe ser el propicio para adquirir la resistencia a la compresión solicitada, que aporte con la durabilidad que requiera el tipo de estructura y que no sea reactivo con los áridos. 8

24 2.3.2 Los Áridos Más del 75% del volumen del hormigón está ocupado por los áridos, por lo que las propiedades de los mismos tienen influencia definitiva e importante sobre el comportamiento del hormigón y su durabilidad. El tamaño de las partículas de los áridos define si son áridos gruesos o áridos finos Árido Grueso. En la norma NTE INEN 694 se define como árido grueso aquel material que es retenido en el tamiz de 3/8 o 9,5mm, y que el módulo de finura sea mayor a 3,1. El árido grueso es uno de los principales componentes del hormigón, por este motivo su calidad es sumamente importante para garantizar buenos resultados en la preparación de estructuras de hormigón. El estudio del tamaño máximo de los áridos y su influencia en las propiedades del hormigón, han sido ampliamente investigados. La resistencia a la compresión de los hormigones es una de las muchas propiedades que han sido estudiados por diversos investigadores, quienes han concluido que el tamaño máximo a utilizarse debe variar entre ½ a ¾, no es recomendable usar tamaños mayores a 1. Los áridos con tamaño menor contribuyen a producir hormigones más resistentes y durables debido a una menor concentración de esfuerzos alrededor de las partículas, causados por la diferencia de módulos de elasticidad entre la pasta y el árido. 1 La forma de las partículas más pequeñas del árido grueso de roca o grava triturada deberá ser generalmente cúbica y deberá estar razonablemente libre de partículas delgadas, planas o alargadas en todos los tamaños. 1Portugal Barriga, P. Tecnología Del Concreto de Alto Desempeño. Pág

25 El árido grueso triturado produce mayores resistencias que el material redondeado, debido a la mayor adherencia mecánica de las partículas de perfil angular, pero se deberá evitar tener demasiada angularidad, ya que ésta requiere un alto contenido de agua y causa disminución en la trabajabilidad. Además el árido grueso debe ser duro, resistente, limpio y sin recubrimiento de materiales extraños o de polvo, los cuales, en caso de presentarse, deberán ser eliminados mediante un procedimiento adecuado, como por ejemplo el lavado Árido Fino. El árido fino o arena son materiales que provienen de diferentes fuentes, puede ser arena natural que se encuentran en la corteza terrestre o arena fabricada por procesos de trituración o fragmentación inducidos por el hombre. En base a su tamaño, para considerarse un material como árido fino debe analizarse su granulometría. De la norma NTE INEN 694, se define como árido fino aquel que pasa por el tamiz de 9,5 mm (3/8 ) y que la mayor parte de sus partículas pasa por el tamiz de 4,75 mm (No. 4) y es retenido en el tamiz de 75µm (No. 200). Los áridos finos normales están entre 3/8 " y él tamiz # 100, adicionalmente no debe tener más del 45% pasante en cualquier tamiz y retenido en el siguiente tamiz consecutivo de los que forman parte de la serie fina. Los áridos finos menores de mm no sirven para hormigones ya que son demasiados finos. Los áridos finos menores de mm generalmente son limos o arcillas cuyas partículas tienen ciertas características que interfieren en el proceso de hidratación del cemento, por esto se consideran perjudiciales. En hormigones más durables, donde la relación agua/materiales cementicios es baja, es recomendable que el árido fino tenga partículas de forma redondeada, ya que éstas requieren menos agua de mezclado. 10

26 El árido fino con un módulo de finura por debajo de 2.5 da hormigones con consistencia plástica que los hace difíciles de compactar. La arena con un módulo de finura igual o mayor de 3.0 da la mejor trabajabilidad y resistencia en compresión. En definitiva se debe disponer de áridos que cumplan propiedades importantes como: Resistencia a la compresión Resistencia a la abrasión Dureza Deben ser limpios Deben tener forma prismática Estar libres de partículas orgánicas, sales, limos y arcillas El Agua de mezclado Es la cantidad de agua por volumen unitario de hormigón. El agua a ser empleada debe cumplir con los requisitos dados en la norma NTE INEN 2617:2012, y lo más recomendable es que debe ser potable o apta para el consumo humano, debe estar libre de impurezas, no debe tener elementos químicos disueltos que podrían afectar el buen desempeño del hormigón Aditivos Los aditivos en general son productos que, introducidos en pequeña porción en el hormigón, modifican algunas de sus propiedades originales, se presentan en forma de polvo, liquido o pasta y la dosis varía según el producto y el efecto deseado entre un 0.1 % y 5 % del peso del cemento. 2 Se puede disponer de aditivos minerales, aditivos químicos entre otros, cuya finalidad es: 2http://www3.ucn.cl/FacultadesInstitutos/laboratorio/TECNOLOGIA%209.htm 11

27 Aumentar la trabajabilidad de hormigón sin adición de agua. Dispersar las partículas del cemento de tal forma que los hormigones puedan fabricarse usando menos agua de la necesaria para una completa hidratación de la pasta. Se pueden producir pastas de cemento hidratado lo suficientemente estables y densas para unirse fuertemente a los áridos y al acero de refuerzo, para producir un material compuesto muy resistente. Hacer hormigones tan densos que pueden ser más resistentes y durables que muchas rocas naturales Propiedades físicas y mecánicas de los áridos finos y gruesos Es necesario tener una amplia información en cuanto a las características física-mecánica de los áridos, ya que estos ocupan un volumen importante en el la mezcla de hormigón, por lo que las propiedades de los mismos tienen influencia definitiva sobre el comportamiento del hormigón y su durabilidad. Por ello, para el desarrollo de la presente investigación se ha resuelto utilizar tres fuentes de áridos que se encuentran en minas cerca de la ciudad de Quito, considerando que estas fuentes de materiales son las que ofrecen mejores características y propiedades del árido. El árido grueso que se utilizará, será proveniente de: Guayllabamba Pifo El árido fino que se utilizará, será proveniente de: San Antonio de Pichincha. En base a la norma INEN 872, en la cual mencionan las características y propiedades que deben cumplir los áridos que van a ser utilizados para 3 Espinoza Montenegro, A. A. (2010). Estudio de Dosificación de Hormigón de Ultra-Alta Resistencia, Basado en el Empaquetamiento de los Áridos. Universidad Politécnica de Madrid. 12

28 elaborar hormigón, son muy importantes de considerar, ya que permite garantizar la calidad de los hormigones. Para este estudio se ha calificado que los áridos deben ser los de mejor calidad de la zona considerando los parámetros mencionados en la norma. A continuación se detallarán las variantes en cuanto a las características tanto del árido fino como del árido grueso utilizado en la investigación, basados en el detalle de las propiedades de las mismas determinadas a través de ensayos Granulometría La granulometría es la distribución por tamaños de las partículas que constituyen un árido. Si definimos como la compacidad de un árido individual a la relación entre su volumen real y volumen aparente, siendo el volumen real el volumen sólido de todas las partículas y el volumen aparente el volumen sólido más los vacíos que se encuentran entre las partículas. Una correcta distribución de las partículas define una granulometría eficaz, la que influencia positivamente las siguientes propiedades: Compacidad del esqueleto granular. Al disminuir el volumen de vacíos, se obtiene un esqueleto granular compacto, reduciendo la cantidad de pasta de cemento y con ello la cantidad de cemento necesario para rellenarlo. Docilidad. Con granulometrías apropiadas se obtienen hormigones más trabajables que necesitan menor energía de compactación. Economía. La pasta de cemento, que es el componente más costoso del hormigón, se ve reducida en virtud de la disminución de vacíos. Además, la superficie total de las partículas del árido debe tener el menor valor posible ya que éstas deben estar recubiertas completamente con la 13

29 pasta aglomerante. Por ello es preferente utilizar el máximo tamaño de áridos permitido, lo que se logra con una buena granulometría. El árido fino deberá estar bien gradado entre los límites fino y grueso, y deberá llegar tener la granulometría siguiente: Tabla No. 1 Límite de graduación del árido fino TAMIZ U.S. Standard TAMIZ PORCENTAJE QUE PASA No. 3/8 9,5 mm 100 No. 4 4,75 mm 95 A 100 No. 8 2,36 mm 80 A 100 No. 16 1,18 mm 50 A 85 No µm 25 A 60 No µm 5 A 30 No µm 1 A 10 Fuente: NTE INEN 872. Pag. 2 La granulometría del árido grueso debe estar bien graduada entre los límites fino y grueso, separado en tamaños normales cuyas granulometrías se indican a continuación: Tabla No. 2 Porcentaje en peso que pasa para el árido grueso Tamiz U.S Standard Dimensión de la malla (mm) 14 Porcentaje en peso que pasa por los tamices individuales mm 38 mm 51 mm ½ ¾ ½ / No No Fuente: NTE INEN 872. Pag. 5

30 Además es importante que los áridos finos y gruesos tengan una buena distribución granulométrica ya que también aporta a la durabilidad del hormigón. En el árido grueso tenemos más opciones de fajas de especificación ya que el hormigón puede ser utilizado para diversas necesidades de construcción Abrasión El ensayo de abrasión de abrasión se lo realiza con la máquina de Los Ángeles, y es aplicable al agregado grueso. Es útil para determinar el coeficiente de uniformidad y el porcentaje de desgaste característico del material pétreo mencionado. Consiste en obtener una muestra graduada del árido a ensayar, de acuerdo a graduaciones definidas que serán útiles para el desarrollo del estudio, de acuerdo a esta graduación se coloca un determinado número de esferas de acero que serán en número las necesarias para que el material experimente el proceso abrasivo que trata de pulverizar la masa de agregado colocada creando un efecto de desgaste. La tabla indicada a continuación, se muestra para una mejor comprensión del ensayo. Tabla No. 3 Cuadro para realizar el ensayo de Abrasión TAMAÑO DE LA MALLA PESOS DE LOS TAMAÑOS INDICADOS Aberturas cuadradas Graduación Pasa: Se retiene en: ( Pulg.) (mm) ( Pulg.) (mm) A B C D ± / ±25 3/ / ± ±10 1/ / ± ±10 3/ / ±10 1/ No ±10 No No ±10 Número de esferas TOTAL 5000± ± ± ±10 Fuente: Laboratorio de Ensayo de Materiales

31 La graduación se escogerá con respecto de la finura del material, siendo utilizada desde la graduación A cuando se cuente con agregados con un tamaño máximo de 1½ pulgadas, B cuando se cuente con agregados de tamaño máximo de ¾ de pulgada, C cuando se cuente con agregados de tamaño máximo 3/8 de pulgada y por último, D cuando se cuente con agregados de tamaño máximo de 4 pulgadas. Esta descripción es útil para preparar la muestra, que una vez que esté lista de acuerdo a las cantidades expresadas, se colocará en el interior del tambor de la máquina de los ángeles, conjuntamente con el respectivo número de esferas metálicas que interaccionarán conjuntamente con la masa de agregado, una vez listo el equipo se procede a dar inicio a las revoluciones, en primera instancia son en total 100 revoluciones, posterior a ello se retira el material del tambor y se tamiza para determinar el peso del material que pasa y retiene el tamiz número 12, con respecto de esto se verifica la pérdida a las 100 revoluciones. Toda la masa se vuelve a introducir dentro del tambor de la máquina de los Ángeles para proceder a ensayar con 400 revoluciones más, de igual manera se retira el material y se procede a tamizar para el mismo fin anterior. En total sumadas a las 100 revoluciones realizadas son 500 revoluciones, que servirán para determinar el coeficiente de uniformidad y el porcentaje de desgaste que denotará la calidad del material que está siendo ensayado Calidad del árido La Calidad del árido grueso deberá estar de acuerdo con la norma ASTM C 33 (El uso de la norma está sujeto de acuerdo al país en el cual se aplique la misma ya que las especificaciones de cada una de estas varían de acuerdo con la región o país). Los porcentajes de sustancias dañinas en cada fracción del árido grueso, en el momento de la descarga en la planta de hormigón, no deberán superar los siguientes límites: 16

32 Tabla No. 4 Límite máximos de sustancias dañinas en el árido grueso Sustancia Material que pasa por el tamiz No. 200 Norma Límite máximo (%) (ASTM C 117) Máx. 0.5 Materiales ligeros (ASTM C 123) Máx. 1 Grumos de arcilla (ASTM C 142) Máx. 0.5 Otras sustancias dañinas - Máx. 1 Pérdida por intemperismo (ASTM C 88, método Na2SO4) Máx. 12 Pérdida por abrasión en la máquina de Los Ángeles ASTM C 131 y C 535 Máx Superficie específica La superficie específica de un material granular, en este caso de los áridos, se define como la relación entre la superficie de cada uno de sus granos y el peso de los mismos. De esta manera, para materiales más finos, a igualdad de masa o volumen absoluto, la superficie específica es mayor. Para poder trazar la curva granulométrica, deben tenerse los resultados del ensayo de análisis granulométrico según las Normas ASTM C 136, ASTM C 33, ASTM C - 125, que nos indica la Distribución del tamaño de las partículas, tamices, módulo de finura, respectivamente Módulo de finura Además de la granulometría que es una de las propiedades más importantes del árido fino ya que de ella dependerá la cantidad de espacios vacíos que quede entre áridos finos y áridos gruesos, es relevante conocer el módulo de finura y que deberá estar entre 2,3 y 3,1. 17

33 2.4.6 Peso específico El peso específico de una sustancia se define como su peso por unidad de volumen. Se calcula dividiendo el peso de un cuerpo o porción de materia entre el volumen que éste ocupa. En el Sistema Internacional de Unidades sus unidad son: newton por metro cúbico(n/m³).la densidad relativa es una característica generalmente utilizada para el cálculo del volumen ocupado por el agregado en varias mezclas incluido concreto con cemento Capacidad de absorción Capacidad que tienen los agregados para llenar de agua los vacíos permeables de su estructura interna, al ser sumergidos durante 24 horas en ésta, depende de la porosidad. Esta particularidad de los agregados, que dependen de la porosidad, es de suma importancia para realizar correcciones en las dosificaciones de mezclas de concreto. Además esta influye en otras propiedades del agregado, como la adherencia con el cemento, la estabilidad química, la resistencia a la abrasión y la resistencia del concreto al congelamiento y deshielo. Es aconsejable, determinar el porcentaje de absorción entre los 10 y 30 primeros minutos, ya que la absorción total en la práctica nunca se cumple Contenido de humedad Es la cantidad de agua que contiene el agregado en un momento dado. Cuando dicha cantidad se exprese como porcentaje de la muestra seca al horno, se denomina contenido de humedad, pudiendo ser mayor o menor que el porcentaje de absorción. Los agregados generalmente se los encuentra húmedos, y varían con el estado del tiempo, razón por la cual se debe determinar frecuentemente el contenido de humedad, para luego corregir las proporciones de una mezcla. 18

34 2.4.9 Densidad aparente suelta Es aquella en el que se establece la relación peso/volumen del agregado dejándolo caer libremente desde cierta altura el agregado aproximadamente 5 cm, en un recipiente de volumen conocido y estable. Este dato es importante porque permite convertir pesos en volúmenes y viceversa cuando se trabaja con agregados. Densidad compactada Este proceso es parecido al del peso unitario suelto, pero compactando el material dentro del molde con la varilla punta de bala de 16 mm de diámetro, se deben realizar 3 capas de material y a cada una de estas se le proporcionan 25 golpes Sustancias perjudiciales También es importante conocer si el árido contiene algunas sustancias perjudiciales para el desempeño del hormigón del que formará parte. Las sustancias que no deben exceder los límites son: Tabla No. 5 Límite para sustancias perjudiciales en el árido fino para el hormigón DETALLE Terrones de arcilla y partículas desmenuzables Material más fino que 75µm Hormigón sujeto a abrasión Todos los demás hormigones Carbón y lignito: Donde es importante la apariencia superficial del hormigón Todos los demás hormigones PORCENTAJE DE LA MUESTRA TOTAL EN MASA, MÁXIMO 3 3 A 5 A 0,5 1 Fuente: NTE INEN 872. Pag. 3 A en el caso de arena fabricada, si el material más fino que 75µm consiste en polvo de trituración, esencialmente libre de arcilla o esquisto, se permite incrementar los límites a 5% y 7%, respectivamente. 19

35 De igual forma que en el árido fino, en el árido grueso existen sustancias perjudiciales, básicamente las mismas, pero diferenciado para el tipo de elemento y exposición al que van a ser sometidos los elementos como expresa la norma INEN 872 en su tabla 3. En el árido grueso además es importante verificar la forma de las partículas, la rugosidad de sus caras que permitirá tener una adherencia adecuada entre árido y pasta de cemento Contenido de materia orgánica También es de suma importancia conocer el contenido de materia orgánica que tiene el árido fino, el ensayo que permite conocer la concentración de materia orgánica se los llama ensayo colorimétrico, consiste en someter a una muestra de arena seca al aire a una solución de hidróxido de sodio por 24 horas, donde la solución deberá tomar una coloración de acuerdo a la concentración de materia orgánica. El color obtenido se debe comparar con una carta de colores normalizados, se acepta hasta figura 3. En resumen la prueba consiste en colocar al interior de unos botes de vidrio claros y transparentes un determinado volumen de arena, añadiendo a continuación una solución de hidróxido de sodio al 3% en un volumen ligeramente mayor que el de la arena. Se tapa el bote se agita vigorosamente de forma tal que la solución se mezcle completamente con todas las partículas de arena y se deja reposar. Al cabo de 24 horas se observa la intensidad de coloración de la solución que está por encima de la arena. La comparación de colores se la realiza en la escala de Gardner. Fuente: Norma ASTM C40 20

36 2.5 Propiedades físicas y mecánicas de los cementos compuestos: Selvalegre y Campeón. Para la realización de esta investigación se utilizó cemento Selvalegre y Campeón productos de Lafarge Cementos, que tiene características especiales, las mismas que son óptimas para la fabricación de hormigón de buenas característica en cuanto a la resistencia y durabilidad. Entre los ensayos que deben realizarse al cemento para verificar sus excelentes propiedades físicas y mecánicas, que se reflejarán en el desempeño del hormigón durante su vida útil, están: Densidad del cemento Sanidad del cemento Superficie específica (finura de Blaine) Consistencia normal Resistencia cúbica de los morteros de cemento Tiempo de fraguado del cemento Esto permitirá definir propiedades físicas y mecánicas del cemento que nos ayudarán a conseguir un buen hormigón tanto en estado fresco como endurecido Densidad del cemento La densidad del cemento es la relación existente entre la masa de una cantidad dada y su volumen absoluto. La densidad del cemento no indica directamente la calidad del mismo, pero se pueden deducir otras características a partir de ésta, cuando se analiza en conjunto con otras propiedades. La utilidad principal de la densidad está relacionada con el diseño de mezclas de hormigón, debido a que el diseño se lo realiza por peso para un volumen unitario de hormigón. 21

37 Existen muchos métodos para determinar la densidad del cemento, entre los cuales se encuentran los de Le Chatelier y Picnómetro. Este ensayo se realiza basándose en la norma NTE INEN 1:2009 (ASTM C-188) Sanidad del Cemento Esta propiedad consiste en verificar que en el cemento endurecido no se produzcan expansiones o contracciones dañinas, ya que éstas producirían la destrucción del hormigón. La no sanidad del cemento se atribuye a la presencia de cal libre en cantidades excesivas. La cal libre desarrolla con el tiempo fuerzas expansivas que afectan la pasta endurecida. Como el fenómeno toma tiempo en caso de que la sustancia mencionada se encuentre en cantidades excesivas, se realiza normalmente una prueba acelerada que consiste en someter barras de pasta de cemento a un curado en autoclave, en este aparato se mantiene vapor de agua a presión, con lo que se acelera la hidratación y generación de productos sólidos, si las barras muestran expansiones mayores al 0.8%, se dice que el cemento no pasa la prueba de sanidad Superficie Específica Las partículas de cemento, debido a su pequeño tamaño, no pueden caracterizarse por medio de tamices; de este modo, se necesitan otros métodos para medir el tamaño de partícula. El tamaño de los granos, o sea la finura del cemento, tiene una gran influencia sobre los materiales, especialmente sobre la velocidad de hidratación, desarrollo de calor, retracción, aumento de resistencia con la edad 4, y conseguir que todas las partículas se hidraten. La superficie específica es decir la finura del cemento conjuntamente con la consistencia normal ofrece una guía para elegir la relación agua 4http://ingevil.blogspot.com/2008/10/normal-0-false-false-false-en-us-x-none.html 22

38 cemento que se debe usar para hormigones de alta resistencia especialmente Consistencia Normal La determinación de la consistencia normal de los cementos se basa en la resistencia que opone la pasta de cemento a la penetración de la sonda de un aparato normalizado. La norma NTE INEN 151, define a la consistencia normal como: grado de plasticidad de una pasta de cemento hidráulico que es apropiada para ensayar y medir por un método estipulado. El resultado de los ensayos de consistencia normal es reportado como la masa de agua requerida para obtener esta plasticidad, dividido para la masa del cemento hidráulico, expresada en porcentaje. El instrumento para realizar este ensayo es el aparato de Vicat, que consta de un armazón con un vástago móvil provisto de una Sonda de Tetmayer, un indicador y opcionalmente de un freno. El vástago se puede fijar en cualquier posición mediante un tornillo. El indicador es ajustable y se mueve sobre una escala graduada en milímetros. Este ensayo se realiza basándose en la norma NTE INEN 157:2009 (ASTM C-188) Resistencia cúbica de los morteros de cemento La resistencia a la compresión cúbica del cemento es el parámetro mecánico más importante, depende del tipo de cemento y de la composición que este posea. El ensayo se realiza en laboratorio de acuerdo a la norma NTE INEN 488:2009 Esta norma establece el método de ensayo para determinar la resistencia a la compresión de morteros elaborados con cemento hidráulico, usando cubos de 50 mm de arista. Esta norma proporciona un medio para determinar la resistencia a la compresión del cemento hidráulico y otros 23

39 morteros y los resultados pueden ser utilizados para determinar el cumplimiento con las especificaciones. Hay que tomar precauciones al utilizar los resultados de esta norma para predecir la resistencia de hormigones. 5 La resistencia es una cuantificación que se lo puede controlar en la fabricación del cemento tanto en la mineralogía como en las adiciones que se coloque Tiempo de fraguado del cemento El tiempo de fraguado inicial y final es un parámetro importante a considerar especialmente cuando los elementos que se van a elaborar son de una producción continua o por alguna rezón se requiere empezar un curado inmediato. Al mezclar el cemento con el agua, se forma una pasta en estado plástico, en el cual la pasta es trabajable y moldeable, después de un tiempo que depende de la composición química del cemento, la pasta adquiere rigidez; es conveniente distinguir entre el fraguado y el endurecimiento, pues este último se refiere a resistencia de una pasta fraguada. El tiempo que transcurre desde el momento que se agrega el agua, hasta que la pasta pierde viscosidad y eleva su temperatura se denomina tiempo de fraguado inicial, e indica que la pasta esta semidura y parcialmente hidratada. Posteriormente la pasta sigue endureciendo hasta que deja de ser deformable con cargas relativamente pequeñas, se vuelve rígida y llega al mínimo de temperatura; el tiempo trascurrido desde que se echa el agua hasta que llega al estado descrito anteriormente se denomina tiempo de fraguado final, e indica que el cemento se encuentra aún más hidratado (no totalmente) y la pasta ya esta dura. A partir de este momento empieza el proceso de endurecimiento y la pasta ya fraguada va adquiriendo resistencia. 5NTE INEN 488:2009 Cemento Hidráulico. Determinación de la Resistencia a la Compresión de Morteros en Cubos de 50 mm de Arista. 24

40 La determinación de los tiempos de fraguado es arbitraria y da una idea del tiempo disponible para mezclar, trasportar, colocar, vibrar y apisonar los concretos y morteros de una obra así como el tiempo necesario para transitar sobre ellos y el tiempo para empezar el curado. Este ensayo se realiza basándose en la norma NTE INEN 158:2009. Cemento Selvalegre El cemento Selvalegre de Lafarge Cementos, es un Cemento Portland Puzolánico Tipo IP, diseñado para obras estructurales y construcciones de hormigón en general. Cumple con los requisitos de la norma NTE INEN 4 (Norma Técnica Ecuatoriana) y ASTM C595. Cemento Campeón El cemento campeón de Lafarge Cementos, es un cemento hidráulico de moderada resistencia a sulfatos Tipo MS. Diseñado para obras estructurales de mediana resistencia y construcciones de hormigones en general. Cumple con los requerimientos de la norma NTE INEN 2380 (Norma Técnica Ecuatoriana) y ASTM C1157 para un cemento Tipo MS de moderada resistencia a los sulfatos. 2.6 Química y Mineralogía de los cementos compuestos Una vez que el agua y el cemento se mezclan para formar la pasta cementante, se inicia una serie de reacciones químicas que en forma global se designan como hidratación del cemento. Estas reacciones se manifiestan inicialmente por la rigidización gradual de la mezcla, que culmina con su fraguado, y continúan para dar lugar al endurecimiento y adquisición de resistencia mecánica en el producto. Aun cuando la hidratación del cemento es un fenómeno sumamente complejo, existen simplificaciones que permiten interpretar sus efectos en el concreto. Una de las materias primas para la elaboración del cemento hidráulico compuesto es la piedra caliza cuya combinación con minerales de hierro y arcillas a través de procesos químicos y térmicos dan origen a 25

41 la formación de silicatos y aluminatos de calcio. Con esto, puede decirse que la composición química de un Clinker portland se define convenientemente mediante la identificación de cuatro compuestos principales, cuyas variaciones relativas determinan los diferentes tipos de cemento portland: Tabla No. 6 Notación abreviada de silicatos y aluminatos de calcio que definen el tipo de cemento Compuesto Fórmula del óxido Notación abreviada Silicato tricálcico 3CaO SiO2 C3S Silicato dicálcico 2CaO SiO2 C2S Aluminato tricálcico 3CaO A1203 C3A Aluminoferrito tetracálcico 4CaO A1203 Fe203 C4AF En términos prácticos se concede que los silicatos de calcio (C3S y C2S) son los compuestos más deseables, porque al hidratarse forman los silicatos hidratados de calcio (S-H-C) que son responsables de la resistencia mecánica y otras propiedades del concreto. Normalmente, el C3S aporta resistencia a corto y mediano plazo, y el C2S a mediano y largo plazo, es decir, se complementan bien para que la adquisición de resistencia se realice en forma sostenida. El aluminato tricálcico (C3A) es el compuesto que se hidrata con mayor rapidez, y por ello propicia mayor velocidad en el fraguado y en el desarrollo de calor de hidratación en el concreto. Asimismo, su presencia en el cemento hace al concreto más susceptible de sufrir daño por efecto del ataque de sulfatos. Por todo ello, se tiende a limitarlo en la medida que es compatible con el uso del cemento. Finalmente, el aluminoferrito tetracálcico es un compuesto relativamente inactivo pues contribuye poco a la resistencia del concreto, y su presencia más bien es útil como fundente durante la calcinación del clinker y porque favorece la hidratación de los otros compuestos. 26

42 Conforme a esas tendencias de carácter general, durante la elaboración del clinker portland en sus cinco tipos normalizados, se realizan ajustes para regular la presencia de dichos compuestos de la siguiente manera: Tabla No. 7 Características fundamentales en los diferentes tipos de cementos portland Tipo Característica Ajuste principal I Sin características especiales Sin ajustes específicos en este aspecto II Moderados calor de hidratación y resistencia a los sulfatos Moderado C3A III Alta resistencia rápida Alto C3S IV Bajo calor de hidratación Alto C2S, moderado C3A V Alta resistencia a los sulfatos Bajo C3A Otro aspecto importante relativo a la composición química del Clinker, se refiere a los álcalis, óxidos de sodio (Na2O) y de potasio (K2O), cuyo contenido suele limitarse para evitar reacciones dañinas del cemento con ciertos áridos en el hormigón. Esto ha dado motivo para el establecimiento de un requisito químico opcional, aplicable a todos los tipos de cemento portland, que consiste en ajustar el contenido de álcalis totales, expresados como Na2O, a un máximo de 0.60 por ciento cuando se requiere emplear el cemento junto con áridos reactivos. El silicato tricálcico y el silicato dicálcico por su forma de cristalización en el clinker se los ha denominado alita y belita. Cuando se produce la unión entre cemento y agua el elemento de más rápida reacción es el aluminato tricálcico formando hidratos de aluminato tricálcico, esto provoca que la pasta de cemento reaccione y fragüe inmediatamente formándose una masa inmanejable, por ese motivo se requiere agregar yeso a la composición del cemento. La combinación del aluminato tricálcico, el yeso y el agua forman un nuevo elemento llamado sulfoaluminato de calcio hidratado conocido también como etringita sobre las superficies expuestas del aluminato tricálcico. 27

43 La hidratación del aluminato tricálcico se reactiva a medida que empieza el fraguado inicial formando mayor cantidad de etringita; cuando todo el sulfato se combina como etringita el exceso de aluminato tricálcicocontinua con el proceso de hidratación; luego empieza a eliminar sulfato para formar otro compuesto, sulfoaluminato de calcio llamado monosulfato. Otro mineral importante en el cemento es el aluminoferritotetracalcico que se hidrata más lentamente para formar compuestos químicamente semejantes al trisulfato y monosulfato. Los minerales que aportan al desarrollo de resistencia del cemento es el silicato tricálcico y silicato dicálcico una vez combinados con agua para formar silicato de calcio tipo gel. 2.7 Las adiciones minerales activas. El empleo de adiciones minerales en los aglomerantes hidráulicos es de antigua data. Los romanos las utilizaron perennizando sus estructuras en base a morteros de cal y puzolana. En la década de los cincuenta tuvieron importante desarrollo, en Europa incorporándose al cemento Portland y en los países anglosajones, Estados Unidos e Inglaterra, como adiciones en las mezclas de hormigón, en centrales de premezclado. En la actualidad, una gran mayoría de países ha introducido en las normas de cemento diferentes tipos de adiciones minerales. Las adiciones de cemento aportan mejoras en la durabilidad, en comportamientos específicos. Su aporte a la resistencia sólo se verifica después de los 60 días. De acuerdo a la norma NTE INEN las adiciones son materiales mezclados en el cemento hidráulico durante su fabricación para modificar algunas de las propiedades. Un elemento que se va a usar para mejorar o modificar las propiedades del cemento deben ser adiciones activas para reemplazar una parte de clinker. En el caso de los cementos fabricados en el Ecuador se utiliza como adiciones activas la puzolana natural debido a que es un elemento que está disponible en algunos lugares del país.

44 Las puzolanas son materiales naturales o artificiales (sub-productos industriales), de tipo silicoso o sílico aluminoso o una combinación de las mismas. Las puzolanas naturales, a las que nos referimos en el presente trabajo, son generalmente elementos de origen volcánico o rocas sedimentarias que tienen una composición mineralógica apropiada. Una puzolana es un material solido proveniente de las erupciones volcánicas rica en sílice y aluminio, es un material ácido muy a fin con la cal, de ahí la facilidad para combinarse entre ellas en presencia de agua a temperatura ambiente. Al ser un material fino tiene una fase cristalina pequeña, lo que permite que sea un material altamente reactivo. Los materiales puzolánicos se caracterizan por reaccionar a temperatura ambiente en presencia del agua con el Hidróxido de Calcio, CA(OH) 2 (Portlandita), para formar compuestos de silicato y aluminato de calcio, que desarrollan resistencias similares a las que se obtienen en procesos de hidratación del cemento. Por el contrario los materiales puzolánicos en contacto con las aguas no endurecen por sí mismo. Existen variadas clasificaciones de puzolanas. El ASTM especifica la puzolana natural, como las cenizas volcánicas, las tobas, tierras de diatomeas, los esquistos y pizarras opalinas. También tienen características puzolánicas algunos basaltos, rocas volcánicas de composición mineralógica y química variada. Las puzolanas de origen volcánico se forman por erupciones de carácter explosivo, por la violenta proyección en la atmósfera del magma en fusión, en pequeñas partículas que son templadas a temperatura ambiente, originando la formación del estado vítreo. Las erupciones no explosivas producen cenizas volcánicas menos reactivas aunque de igual composición y granulometría. Las puzolanas están constituidas esencialmente por una abundante masa amorfa en estado vítreo y una pequeña cantidad de minerales cristalinos, como el feldespato, la leucita y otros dentro de la masa vítrea. 29

45 La puzolana adquiere resistencia cuando está molida finamente y con presencia de humedad reacciona con hidróxido de sodio formando compuestos más estables capaces de endurecer. Al estar la puzolana presente en el cemento compuesto participa en el mismo instante de la hidratación del cemento portland, que es fuente de hidróxido de calcio que reacciona con sus compuestos aluminosilicatos para formar compuestos cementantes. La reactividad puzolánica se define como el índice del grado de reacción a temperatura ambiente entre la puzolana y el hidróxido de calcio. Sin embargo los diferentes procedimientos que se han desarrollado para evaluar la actividad puzolánica no son de aplicación en la tecnología del cemento, en razón de que las propiedades de las pastas que contienen los productos de reacción, son independientes de la actividad puzolánica. La resistencia mecánica de la pasta, que es un elemento fundamental depende específicamente de la constitución del Clinker, del tamaño de las partículas, de cantidad u tamaño de los poros y del grado de hidratación. Es por ello que se hace necesario conocer la calidad de las puzolanas utilizando materiales reales. De esta manera, desde el punto de vista tecnológico conviene distinguir dos tipos de reactividad, la reactividad química que estaría constituida por la velocidad de reacción química en presencia con el agua y la reactividad física química por la velocidad para adquirir resistencia mecánica. De ésta manera es posible obtener una reactividad química importante aumentando la finura, sin obtener un incremento en la resistencia, pues la mayor superficie específica demandará un mayor contenido de agua, que afecta la resistencia. El aporte de la puzolana en el hormigón se refleja de tres formas; una reacción lenta, todo lo contrario de la reacción de hidratación del cemento, por lo tanto la liberación de calor y desarrollo de resistencia será lento; Una reacción que no genera hidróxido de calcio, que es un aporte a la durabilidad de las pastas hidratadas en ambientes ácidos; las reacciones de la puzolana se generan después de las reacciones del cemento portland por lo tanto estas reacciones rellenan los espacios capilares que 30

46 quedan de la reacción del cemento portland mejorando la impermeabilidad y resistencias mecánicas a o más días. Existen también materiales para adiciones artificiales como escorias de altos hornos, cenizas volantes o arcillas calcinadas, en el caso del Ecuador no es posible el empleo de estos materiales debido a que no hay el tipo de industrias de donde se obtienen. Cuando las puzolanas no tienen un índice de actividad suficiente para usarlo en la industria del cemento se puede seguir algunos métodos para activarla como la activación química con la adición de productos químicos, activación mecánica como resultado de una molienda muy fina y activación térmica con un tratamiento térmico. El tratamiento por el método de activación mecánica además aporta con un incremento del desorden de la estructura cristalina. En el hormigón en estado fresco la puzolana ayuda a mejor las propiedades de trabajabilidad, plasticidad y retención de agua; en estado endurecido mejora la resistencia agentes agresivos y permite la fijación de los álcalis del cemento. 2.8 Metodología para el diseño de mezclas Las proporciones en las que deben combinarse los materiales se denominan diseño de mezclas. Este diseño debe realizarse en laboratorios con procedimientos establecidos para éste propósito; y dichas proporciones deben estar dentro de los siguientes rangos: Tabla No. 8 Proporciones de componentes del hormigón Aire y Agua Cemento Árido fino Aditivos 2-5% 6-12% 15-20% 25-35% Lechada Mortero Hormigón Árido grueso 35-45% 31

47 Es muy importante realizar los diseños de mezclas en un laboratorio especializado, a menos que se trate de hormigones de baja resistencia y para obras pequeñas en donde se pueda recurrir a métodos empíricos creados para el efecto. Pero estos diseños de mezclas no tendrán validez si no se aplican en obra. En el diseño el problema consisten fundamentalmente en el variable contenido de humedad de los áridos que obliga a su medición frecuente con el propósito de corregir la cantidad de agua de mezclado y mantener la relación agua-cemento fijado en el diseño. Existen varios procedimientos para el efecto. Las cantidades establecidas para un propósito en particular se expresan proporcionalmente tomando como unidad la cantidad de cemento, en masa para hormigones de medida o baja resistencia los otros componentes se pueden medir en volumen. Para hormigones de altas resistencias, todos los materiales deben medirse en masa. Durante el proceso de mezclado del hormigón, éste debe permanecer homogéneo. La pasta agua cemento es el lubricante que hace posible que la mezcla sea trabajable y esta cualidad depende de la calidad de la pasta y ésta a su vez depende de la relación agua-cemento. Esta relación se fija en el proceso de diseño de mezcla en un laboratorio y debe procurarse que no cambie durante todo el proceso de fabricación del hormigón. Los áridos utilizados en la fabricación del hormigón tienen contenidos de humedad variables, unas veces están secos otras están húmedos y hasta pueden estar sobresaturados de humedad. Por ello se debe corregir la cantidad de agua de la mezcla en función de la humedad de los áridos. Una de la formas de controlar la cantidad de agua de mezclado es mediante el ensayo de plasticidad-consistencia en el cono de Abrams y 32

48 las correcciones deben realizarse mediante ensayos de laboratorio. La cantidad de agua de mezclado que debe utilizarse para cada diseño es variable porque depende de la humedad que tengan los materiales y aquella cambia en todo momento. La forma aproximada de controlar la cantidad de agua en la mezcla es medir frecuentemente su consistencia mediante el asentamiento en el cono de Abrams. La trabajabilidad y la consistencia de las mezclas son parámetros importantes a considerar en el hormigón fresco ya que de ellos dependen la calidad y durabilidad del hormigón. En base a lo expuesto se tiene la siguiente tabla que indica la relación existente entre la trabajabilidad y la consistencia de una mezcla: Tabla No. 9 Relación existente entre trabajabilidad y consistencia del hormigón Trabajabilidad Consistencia Asentamiento Aplicaciones Muy seca De 1 a 2 cm Uso vial Baja Semiseca De 2 a 5 cm Prefabricados Media Plástica De 5 a 10 cm Uso general Alta Fluida De 10 a 15 cm Hormigones de alto desempeño Muy Alta - Muy Hormigones de alto 15 cm Fluida desempeño y autoniveles 33

49 2.9 Metodología para el desarrollo de la investigación Para el desarrollo de la investigación se ha decidido utilizar tres fuentes de áridos, considerando las que ofrecen mejores propiedades mecánicas en el área de Quito. Se utilizará árido grueso proveniente de Guayllabamba, árido grueso proveniente de Pifo y árido fino de San Antonio de Pichincha. En el caso de este estudio se ha decidido que los áridos deben ser los de mejor calidad de la zona, considerando los parámetros mencionados en la norma INEN 872. Cada combinación de áridos se elaborará con cemento Selvalegre y Campeón. La información obtenida se comparará con la que obtenga el Ing. Mireya Martínez quién investiga el comportamiento de los especímenes de hormigón con la misma combinación de áridos pero usando cemento Holcim Premium y Armaduro que tienen menor contenido de puzolana. Se elaborará seis vigas por cada mezcla que dan un total de 8 especímenes, las cuales se someterán a la exposición de agentes agresivos para evaluar su degradación mediante la evaluación del módulo de rotura. Los especímenes permanecerán en su respectivo curado por días, los ensayos se realizarán a, y días. Se someterán a curado estándar, intemperie, solución de azufre, agua de mar y aceite mineral. La investigación se realizará con el método de investigación cuantitativo, se obtendrán datos experimentales en el laboratorio que deberán ser procesados, analizados e interpretados. 34

50 CAPÍTULO 3 CAUSAS QUE PROVOCAN EL DETERIORO DE MATERIAL HORMIGÓN Y LIMITAN SU VIDA ÚTIL Las estructuras de hormigón pueden estar sujetas a múltiples causas de potenciales daños y deterioros que provocan su deterioro y limitan su vida útil. Las causas que provocan daños y deterioros en el hormigón son numerosas y de variados orígenes, químicos y físicos, incluyendo otras causas como errores de diseño, mala ejecución durante la construcción o efectos del envejecimiento. En la presente investigación trataremos de analizar algunas de las principales causas de deterioro que puede presentarse en el hormigón, entender su mecanismo para luego establecer reglas de diseño que permitan la obtención de estructuras durables. Entendiendo como durabilidad del hormigón a la habilidad del material para resistir las acciones del medioambiente, ataques físicos, químicos u otros procesos de deterioro durante el ciclo de vida para el cual fue proyectado con mínimo mantenimiento, resulta evidente que una estructura mantenga adecuadas condiciones de servicio durante el período de diseño debe estar adecuadamente proyectada y construida, utilizando los materiales adecuados. Es por eso que resulta fundamental un minucioso estudio durante la etapa de proyecto de las cargas actuantes sobre la estructura y las condiciones de agresividad a las que estará expuesta, incluyéndose dentro de éstas la erosión, la acción del ambiente, el ataque químico y todos aquellos otros procesos de deterioro que puedan afectar al hormigón y/o la armadura. Una vez conocidas las condiciones de agresividad, se deberá diseñar una estructura que posea las dimensiones, espesores de recubrimientos, calidad de hormigón y, en ocasiones, protecciones adicionales cuando el grado de agresividad resulta muy importante. 35

51 Por otro lado, cuando las especificaciones resultan adecuadas y suficientes el constructor y la inspección de obra cuentan con la información necesaria para reducir los fallos por problemas de ejecución, lo que redundará en estructuras confiables, confortables y durables. En la presente investigación se estudian algunos de los principales procesos de deterioro a lo que están expuestas las estructuras de hormigón. 3.1 Agresiones por agentes que ingresan con los materiales componentes del hormigón Se entiende por vida útil de una estructura de hormigón al período para el cual es diseñada y construida a fin de que satisfaga el conjunto de requisitos arquitectónicos, funcionales, estructurales, de durabilidad, de comportamiento y de seguridad, sin que se generen costos inesperados por mantenimiento o por reparación. Estas estructuras pueden estar sometidas a agresiones de agentes internos y externos presentes en el hormigón a lo largo su vida útil y que afectan sus propiedades física, mecánicas y de durabilidad. Por ello, una estructura durable puede conseguirse si se considera todos los posibles factores de degradación y se actúa consecuentemente en cada una de las fases de proyecto, ejecución y uso de la estructura. El incremento de la durabilidad debe tener en consideración que en una estructura puede haber diferentes elementos portantes sometidos a distintos tipos de ambientes, o diversas formas de ataques Materia orgánica de diferente naturaleza La materia orgánica presente en los áridos es perjudicial para el buen desempeño del hormigón. La materia orgánica es producto de la descomposición de los vegetales y sustancias carbonosas, cuya composición química es ácido tánico y sus derivados conocidos con el nombre de humus. 36

52 Cuando la presencia de humus es alta, especialmente en el árido fino (arenas) que por su tamaño suelen retener más materia orgánica, se impide total o parcialmente el fraguado del cemento. La presencia de otras partículas como terrones de arcilla, carbón madera, lignito, mica, pueden disminuir la resistencia del hormigón o poner en peligro su durabilidad. La cantidad de sustancias nocivas en el árido fino que se utilice en el hormigón no debe exceder los límites establecidos en la siguiente tabla: Tabla No. 10 Límite máximo de sustancias nocivas en el árido fino. Conceptos Grumos de arcillas y partículas deleznables Materiales finos que pasan el tamiz 0,075 mm (200) en: Hormigón sujeto a abrasión En otros Hormigones Carbón y Lignito: En hormigón aparente En otros hormigones Máximo % en Masa de la Muestra Total 3,0 3,0* 5,0* 0,5 1,0 Fuente: En el caso del material fino que pasa el tamiz 0,075 mm (200), si este es producto de la desintegración de rocas, los porcentajes límites se incrementan al 5 y 7% respectivamente. Para definir el contenido de impurezas en el árido fino se debe efectuar en ensayo de colorimetría, el cual consiste en someter al árido a una solución de hidróxido de sodio al 3% y que de acuerdo a la tonalidad que adquiera la solución se considera la pertinencia de su uso. En cuanto al árido grueso empleado en la fabricación de hormigones, éste debe estar limpio, es decir, libre de recubrimientos perjudiciales de polvo y arcilla. La remoción de polvo es importante porque se reduce la cantidad de finos indeseables y en consecuencia, la demanda de agua. La arcilla 37

53 puede afectar la unión entre la pasta y el árido. Por todo lo antes mencionado el lavado del árido grueso es de beneficio para el hormigón. El agua utilizada tanto para el mezclado como el curado del hormigón, no debe contener ningún ingrediente perjudicial en cantidades tales que afecten a las propiedades dl hormigón. Debe ser en lo posible potable o apta para el consumo humano. Cuando no se posean antecedentes de su utilización, o en caso de duda, deberán analizarse las aguas, y salvo la justificación especial de que no alteran perjudicialmente las propiedades exigibles al hormigón. El efecto de substancias orgánicas sobre el tiempo de fraguado del cemento portland y sobre la resistencia última del hormigón es un problema muy complejo. Tales sustancias se pueden encontrar en aguas naturales. Las aguas muy coloridas, con un olor apreciable o con algas verdes o marrones visibles se deben considerar sospechosas y, por lo tanto, hay que analizarlas. Las algas también pueden estar presentes en los áridos, reduciendo la adherencia entre el árido y la pasta. Se recomienda 1000 ppm como contenido máximo de algas Sales, aceites, detergentes y otras sustancias químicas. El agua es importancias en la fabricación de hormigón como: agua de mezclado, agua de curado. Si bien el agua es el componente de más bajo costo para la elaboración del hormigón, es un elemento tan importante como el cemento, ya que la variación de su contenido en una mezcla, permite realizar la dosificación del hormigón variando su resistencia, plasticidad, asentamiento, trabajabilidad y permeabilidad. Además, cuando se desconoce la calidad del agua utilizada, su procedencia y composición química, se corre un gran riesgo, porque aunque la relación agua cemento sea la deseada, no se sabe si en el interior del hormigón el agua provocará un beneficio o un inconveniente. Las impurezas del agua pueden presentarse disueltas o en forma de suspensión y pueden ser: carbonatos o bicarbonatos, cloruros, sulfatos, 38

54 sales de hierro, sales inorgánicas, ácidos, materia orgánica, aceites o sedimentos y pueden inferir en la hidratación de las partículas del cemento, producir modificaciones del tiempo de fraguado, reducir la resistencia mecánica, causar manchas en las superficies del hormigón y aumentar el riesgo de corrosión de las armaduras. En general, se estable que si el agua es potable, es adecuada para agua de mezclado, y una gran parte de los hormigones se elaboran con agua potable. Sin embargo muchas aguas no aptas para beber son satisfactorias para el mezclado. En todo caso, las especificaciones establecen las cantidades máximas de impurezas que pueden ser aceptadas, dependiendo del tipo de hormigón a elaborar. Cuando existen dudas acerca de la calidad del agua de mezclado, se deben extraer muestras para someterlas a ensayos de laboratorio Partículas finas en exceso o en defecto Las partículas finas como los limos, arcillas y polvos procedentes de la trituración de rocas con tamaños menor de 0.075mm de diámetro son perjudiciales, si se encuentran en un alto porcentaje en los áridos. La razón radica especialmente en que por ser tamaños menores que los granos del cemento, se encuentran recubriendo los áridos más gruesos impidiendo una buena adherencia entre estos y la pasta de cemento. Algunos tipos de arcilla, al entrar en contacto con el agua producen fenómenos de expansión o encogimiento, que generan presiones internas que pueden agrietar la estructura. Por otro lado, la presencia de estas partículas con incremento de superficie específica aumenta la demanda de agua en las mezclas de hormigón y por consiguiente la cantidad de cemento. 39

55 3.1.4 Partículas porosas, livianas, débiles o de formas no aceptables. Los índices de aplanamiento y alargamiento del árido grueso procesado, no deberán ser mayores del 15%. Sus partículas serán limpias, de perfiles preferentemente angulares o semiangulares, duros, compactos y resistentes, y de textura preferentemente rugosa, debiendo estar libre de partículas escamosas, materia orgánica u otras sustancias dañinas Minerales propios de los áridos (sílice amorfa, calcitas o dolomitas) que reaccionan químicamente provocando expansiones deletéreas. El árido grueso no puede presentar reactividad potencial (álcali-sílice y/o álcali-carbonato) con los hidróxidos alcalinos de la pasta. La granulometría debe estar dentro de los límites que señalan las Normas ASTM ó NTP. Los áridos pueden mezclarse para obtener una granulometría continua. El porcentaje máximo de material que pasa la Malla Nº 200 para concreto a desgaste por abrasión debe ser de 3% para arena natural. El desgaste del árido grueso, medido de acuerdo al ensayo ASTM en la máquina de Los Ángeles, no podrá ser mayor del 40%. El contenido de sustancias perjudiciales en el árido grueso, no deberá ser mayor que las siguientes especificaciones: Tabla No. 11 Contenido de sustancias perjudiciales en el árido grueso Terrones de arcilla y partículas deleznables 0,25% Partículas blandas 5,00% Material que pasa el tamiz de 74 micras 1,00% Cantidad de partículas livianas 0,50% Contenido de sulfatos, como SO4 1,20% 40

56 El árido grueso sometido al ensayo de estabilidad de volumen, de acuerdo a ASTM, deberá tener una pérdida de peso promedio no mayor del 12% cuando se ensaya con sulfato de sodio o del 18% cuando se ensaya con sulfato de magnesio Sílice Amorfa Sílice es un grupo de minerales compuestos de silicio y oxígeno, los dos elementos más abundantes en la corteza terrestre. La forma más frecuente de presentación es en forma cristalina y más raramente en estado amorfo. La forma de sílice cristalina se presentan principalmente en cuatro formas: cuarzo, cristobalita, tridimita y trípoli, siendo la primera la más abundante. La otra manera de presentación, sílice amorfa, se presenta principalmente en forma de tierra de diatomeas. Se encuentran como un componente común de las rocas y la tierra. Un árido puede tener en su composición sílice amorfa que reaccionará químicamente con los álcalis del cemento produciendo geles con características expansivas, este fenómeno que comúnmente se lo llama reacción álcali - sílice, que no es lo mismo que la reacción álcali agregado que muchas veces se lo confunde Calcita La calcita o carbonato de calcio es un mineral muy común en la superficie terrestre, está presente en las rocas sedimentarias especialmente como en la caliza, la tiza y el mármol. La calcita existe en diferentes estructuras cristalinas dependiendo de las condiciones físicas en las cuales se efectuó el proceso de cristalización. La transformación de la dolomita en calcita causa efectos expansivos y destructivos en el hormigón debido al crecimiento de los cristales. La combinación de la calcita o dolomita con el cemento puede provocar la reacción álcali carbonato que tiene efectos destructivos en el hormigón 41

57 por la destrucción de la unión pasta de cemento árido donde se crean presiones que destruyen el árido comprometiendo la estabilidad de las estructuras Intemperismo. Relacionado con los ciclos de congelamiento y deshielo El hormigón expuesto a ciclos de congelamiento y deshielo es el más propenso a sufrir daños. Para que un hormigón pueda resistir en estas condiciones por mucho tiempo debe ser hormigón con aire incorporado, debe tener una correcta dosificación, áridos de buena calidad; y además debe ser correctamente mezclado, colocado, acabado y curado. Cuando un hormigón es sometido a ciclos de congelamiento y deshielo el comportamiento de la pasta de cemento es diferente al de los áridos, por lo tanto se debe estudiar por separado. Algunos estudios indican que durante el congelamiento de la pasta de cemento la mayor parte del movimiento es hacia los sitios de congelamiento; las dilataciones o expansiones que se producen durante el congelamiento disminuyen al aumentar a velocidad de enfriamiento. En la pasta de cemento existe presencia de agua como una solución alcalina débil, cuando la temperatura disminuye hasta el punto de congelación del agua existe un periodo de súper enfriamiento, después se forman cristales de hielo en los capilares más grandes. Esto provoca un aumento del contenido de álcalis en la porción que no está congelada, creando un potencial osmótico que impulsa al agua presente en los poros cercanos a comenzar a difundirse hacia la solución que se encuentra en los capilares congelados. Cando las cavidades se llenan de hielo y solución, cualquier acreción de hielo adicional produce presión de dilatación por lo que la pasta puede empezar a fallar. 42

58 Cuando la pasta está elaborada con aire incorporado y la distancia entre las burbujas de aire no es muy grande, las burbujas y los capilares absorben el agua no congelada, pero las burbujas tienen mayor capacidad de contención. Las tensiones resultantes de la presión osmótica provocan la mayor parte de los daños por heladas en la pasta de cemento. Si la separación entre burbujas en la pasta de cemento es menor a 0,20mm el congelamiento no produce tensiones que puedan hacer fallar la pasta. Se ha evidenciado en algunos estudios que cuando las rocas no están confinadas mediante pasta de cemento su capacidad para soportar ciclos de congelamiento y deshielo sin sufrir daños aumenta a medida que disminuye su tamaño, hay un tamaño por debajo del cual las rocas se pueden congelar sin sufrir daños. Existen algunos tipos de rocas que por su composición no se pueden congelar sin importar el tamaño de las partículas. Las propiedades de los áridos como la abrasión, porosidad, tamaño y distribución de los poros son indicadores de durabilidad. Para tener estructuras durables a los ciclos de congelamiento y deshielo es recomendable que en el diseño de la estructura se minimice la exposición a la humedad una baja relación agua cemento; adecuado proceso de incorporación de aire; áridos de buena calidad, adecuado curado antes del primer ciclo de congelamiento. 43

59 3.2 Defectos en el proceso de fabricación del hormigón Proporción de componentes en exceso o en defecto, ausencia de un diseño de mezcla técnicamente desarrollado. Omisión de las recomendaciones para proteger al hormigón de vicios ocultos: acción de sulfatos, reactividad álcali sílice, reactividad álcalicarbonato. La proporción relativa de los distintos ingredientes debe estar adecuadamente dosificada, de tal manera que la suma de sus volúmenes absolutos sea uno y el concreto antes de ser colocado en los encofrados sea trabajable y ya colocado tenga las propiedades deseadas, incluidas resistencia y durabilidad. El procedimiento a seguir para la selección de las proporciones queda a criterio del calculista o del vendedor de concreto premezclado, estando dada por la Supervisión la garantía del cumplimiento de las especificaciones. Para la selección de las proporciones o diseño de la mezcla no debe utilizarse recetas únicas existiendo dosificaciones por peso, bajas relaciones agua/cementante, granulometrías continuas, y baja relación de vacíos. El proporcionamiento a ser empleado dependerá de las propiedades y características de los materiales; propiedades particulares del concreto especificado, especialmente trabajabilidad, resistencia y durabilidad; y de las condiciones bajo las cuales el concreto será producido, colocado y curado Mezclado inapropiado o insuficiente, máquinas obsoletas o en mal funcionamiento. Todo hormigón se debe mezclar completamente hasta que tenga una apariencia uniforme, con todos sus ingredientes igualmente distribuidos. El mezclado del hormigón a mano es caro en mano de obra y en tiempo. Las normas no admite este procedimiento solo en casos excepcionales, para pequeños volúmenes de hormigón de resistencia menores o para completar el moldeo de un elemento estructural en caso de desperfecto 44

60 de la hormigonera. El objeto del mezclado es la de cubrir la superficie de todas las partículas de agregado con pasta de cemento, hacer una masa uniforme. Esta uniformidad no debe perturbarse en el proceso de descarga. Las mezcladoras no se deben cargar más que sus capacidades y se deben operar en la velocidad de mezclado recomendada por el fabricante. Se puede aumentar la producción con el uso de mezcladoras mayores o con mezcladoras adicionales, pero no a través del aumento de la velocidad de mezclado o de la sobrecarga del equipo con el cual se cuenta. Si las palas (aspas o paletas) de la mezcladora se desgastan o se recubren con hormigón endurecido, el mezclado va a ser menos eficiente. Estas condiciones se deben corregir. La eficiencia de una mezcladora puede medirse por la variabilidad de la mezcla descargada en varios recipientes, sin interrupción del flujo de hormigón. Se mide la variación de los porcentajes de árido grueso y fino, peso unitario, contenido de aire, asentamiento y contenido de árido grueso. El hormigón ligero (liviano) estructural se puede mezclar de la misma manera que el hormigón de peso normal, cuando el árido tiene menos que 10% de absorción total en masa o cuando la absorción es menor que 2 % en masa en las dos primeras horas de inmersión en agua Mezclado estacionario El hormigón a veces se elabora en la obra a través de una mezcladora estacionaria. Las mezcladoras estacionarias incluyen tanto las mezcladoras en obra como las mezcladoras en plantas de hormigón elaborado. Están disponibles en volúmenes de hasta 9 m³ y pueden ser del tipo basculante, fijo, del tipo de pala rotatoria con abertura superior o del tipo paleta. 45

61 Todos los tipos pueden estar equipados con botes de carga y algunos son equipados con un canalón de descarga giratorio. Muchas mezcladoras estacionarias tienen dispositivos para medir el tiempo y algunos se pueden regular para que no se pueda descargar la mezcla sino hasta que haya transcurrido el tiempo designado. Este tiempo varía con el tipo de mezcladora utilizada. En el sentido estricto, no es el tiempo de mezclado, sino el número de revoluciones de la mezcladora, el que marca el criterio para lograr un mezclado adecuado. Generalmente con veinte revoluciones resulta suficiente. El orden de colocación de los materiales depende del tipo de máquina mezcladora que se use y del tipo de hormigón que se elabore. Normalmente se sugiere que en la mezcladora en movimiento se coloque una pequeña cantidad del agua de amasado, el árido grueso, el árido fino, el cemento, la cantidad restante del agua de amasado y finalmente el aditivo, hay que garantizar un tiempo de mezclado que permita que la masa este uniforme. En el caso de que el mezclado sea defectuoso el hormigón va a tener grumos de partículas finas, es decir arena y cemento sin mezclar y sin hidratar que se depositaran dentro del elemento del hormigón causando puntos débiles y falta de uniformidad en el elemento Transporte descuidado de la mezcla fresca. Para que operen los mecanismos de transporte entre el concreto y el microclima que rodea la superficie, se pueden presentar tres situaciones; transporte en aire húmedo (por difusión); transporte por agua de lluvia o salpicaduras de agua (por succión capilar); transporte por inmersión (por presión hidrostática). En el caso del transporte en el aire húmedo, los procesos de transporte de gases, agua o sustancias disueltas en el agua, son procesos de difusión que se dan en función de la humedad relativa del aire. Estos procesos de difusión, son inducidos por una tendencia al equilibrio cuando hay una gradiente de concentraciones. 46

62 Así, la difusión del oxígeno avanza a través del concreto a medida que éste es consumido durante la corrosión del acero de refuerzo, lo cual causa una diferencia de concentraciones de C02 dentro de los poros del concreto. Del mismo modo, el CO2 se difunde en el concreto, en la medida que se da una reacción química entre el CO2 y la cal libre que hay en las paredes de los poros, reduciendo a su vez la concentración de CO2. La difusión de agua o vapor de agua ocurren cuando se producen cambios en la humedad del ambiente o cuando el concreto se seca, es decir cuando hay una diferencia de concentración. Para el caso de eventuales sustancias disueltas en el agua (carbonatos, cloruros, sulfatos, amonio, magnesio, etc.), su difusión se realiza a través de la capa de agua que recubre las paredes de los poros (agua de adsorción), o a través de los poros llenos de agua por condensación capilar. En la medida que es menor el espesor de la capa de agua de adsorción o la cantidad de agua que llena los poros, la velocidad de difusión de las sustancias disueltas es menor. Ello significa que la fuente de poder, para que se dé este mecanismo de transporte (difusión) a través del concreto, es la diferencia de concentraciones que puedan tener el agua o el gas presentes en los poros del concreto. El transporte por agua de lluvia o salpicaduras se da cuando la superficie del concreto se moja como consecuencia de la lluvia o de la salpicadura de agua, la saturación del material ocurre muy rápidamente porque el agua se "absorve" por succión y por difusión capilar y, posteriormente, se "adsorve" por adherencia de moléculas de vapor sobre la superficie de los poros. En este caso, las sustancias disueltas por el agua son transportadas por la misma agua y la difusión de gases queda prácticamente bloqueada por la condición de saturación de los poros de concreto. 47

63 El efecto de la succión capilar depende de la energía superficial de los poros del concreto y por ello, la tendencia a "adsorber" agua por parte de estas superficies crea una succión capilar, siempre que haya agua disponible. En poros verticales, la altura de la columna de agua dentro del poro, es regulada por un equilibrio entre las fuerzas de adsorción de la superficie de los poros y el peso de dicha columna de agua. Para el caso de succión capilar en dirección horizontal, la profundidad de penetración depende del exceso de agua en la superficie del concreto y de la duración de esta situación, es decir si hay inmersión o no y cuánto dura. Por lo anteriormente expuesto, el concreto "absorve" agua del medio ambiente, a través de su sección capilar, a una velocidad considerablemente mayor de la que se pierde por evaporación; y, en consecuencia, la humedad relativa efectiva (al interior del concreto) tiende a ser superior a la humedad relativa del ambiente que lo rodea (microclima). El transporte por inmersión se da para las estructuras sumergidas permanentemente en agua en las que la penetración de ésta se da por succión capilar, lo cual muy probablemente es acentuado por penetración inducida como consecuencia del aumento de la presión hidráulica. Un transporte continuo de agua a través del concreto, ocurre solamente cuando el agua se puede evaporar de las superficies del concreto que están expuestas al aire. La intensidad de este transporte depende de la relación que se establezca entre la tasa de evaporación, la tasa de sección capilar, y la presencia y continuidad de la presión hidráulica Falta de compactación de la mezcla o procedimiento viciado. Es la capacidad de acomodamiento que tienen las partículas de los ingredientes sólidos que lo componen y se define como la cantidad de materiales sólidos (en volumen absoluto) por unidad de volumen del concreto. La compacidad depende de la calidad y cantidad de los ingredientes del concreto. Puede verse afectada por la segregación, en el 48

64 estado plástico. La correcta distribución de sus componentes, a través de la masa, es importante para mantenerlo tan sólido como sea posible. Para que el concreto sea compacto, denso, sólido, homogéneo, y por tanto resistente y durable, se requiere: a) El uso de un cementante de buena calidad y la aplicación de bajas relaciones agua/cementante. b) El uso de áridos densos, poco porosos y bien graduados. c) El más bajo contenido de agua de mezclado. d) Adecuado manejo y correcta colocación y compactación en los encofrados. e) Un cuidadoso procedimiento de retiro de los encofrados. f) Protección y curado adecuados, con buenas prácticas de puesta en servicio. Aún con una alta compacidad y buena homogeneidad, el concreto presenta en su interior una estructura relativamente porosa; y, eventualmente microfisuras o fisuras. Para entender la estructura porosa del concreto, es necesario conocer adecuadamente los conceptos que se indican en el acápite relativo a porosidad Vibración La vibración, interna o externa, es el método más utilizado para la compactación del hormigón. Cuando se vibra el hormigón, la fricción interna entre las partículas de agregado se destruye temporalmente y el hormigón se comporta como un líquido. El hormigón se fragua en los encofrados bajo la acción de la gravedad y los vacíos grandes de aire atrapado suben hacia la superficie más fácilmente. La fricción interna se restablece cuando la vibración se interrumpe. Los vibradores, sea internos o externos, normalmente se caracterizan por sus frecuencias de vibración, expresadas como número de vibración por segundos (hertz) o vibraciones por minuto (vpm). También se designan 49

65 por la amplitud de vibración, que es la desviación en milímetros desde un punto de descanso. La frecuencia de vibración se puede medir con el uso de un tacómetro de vibración. Cuando se usa vibración para compactar el hormigón, se debe contar con un vibrador de reserva para usarlo en caso de falla mecánica Encofrados defectuosos, faltos de rigidez o de materiales inadecuados. El hormigón es un material que adquiere la forma del encofrado en que se coloca por lo tanto es importante la elección de la calidad y disposición de los encofrados. Para tener un buen elemento de hormigón es necesario que los encofrados sean estancos para impedir que salga alguno de los elementos de la mezcla; las aristas deben estar limpias y bien terminadas Cuando los encofrados son de madera hay que considerar que este material con la humedad que la mezcla le transmite se expanden, por lo que debe tener un sistema de machihembrado que garantice la estanqueidad. Además en el interior hay que colocar un elemento desmoldante que permita retirar fácilmente los moldes cuando el hormigón este lo suficientemente resistente. Normalmente, el encofrado se reúsa varias veces, por lo que hay que tener cuidado con su manejo el momento de armar y desarmar para evitar deformaciones que afectarán al elemento. Por estas razones preferentemente se debe usar encofrados plásticos o encofrados metálicos, siempre con la aplicación de un desmoldante que va a permitir mejores acabados en los elementos, facilidad en el desmolde y sobre todo aristas bien definidas conservando el espacio del recubrimiento de las varillas de acero. 50

66 3.2.6 Falta de protección del hormigón fresco provocando retracciones por desecación. La retracción por secado, se produce por la pérdida del agua en poros y capilares en el hormigón. Este fenómeno puede ocasionar en la pasta de cemento retracción de volumen de hasta un 1%. Los áridos reducen estas deformaciones a valores cercanos a un 0,06% haciendo menos grave este efecto en elementos de hormigón. La pasta de cemento saturada no permanecerá dimensionalmente estable cuando se expone a humedad ambiental por debajo de la saturación, principalmente porque la pérdida del agua físicamente absorbida de la fase hidrato de silicato de calcio, resulta en deformación por retracción. En resumen, la deformación de retracción por secado está principalmente relacionada con la remoción de agua absorbida de la pasta de cemento hidratada. La humedad relativa diferencial entre el hormigón y la del medio ambiente es la fuerza que produce este fenómeno. Para pastas puras, la cantidad de masa de agua perdida y la retracción son proporcionales ya que no hay agua capilar y solamente se elimina el agua absorbida. Sin embargo, las mezclas a las que se ha adicionado sílice pulverizada, que requieren por lo tanto una relación agua/cemento más alta, contienen cavidades capilares aun cuando se encuentran completamente hidratadas. Se vacían los espacios capilares, se produce una pérdida de agua sin que se presente retracción, pero una vez que los espacios capilares se han vaciado, el agua absorbida se mueve de la misma manera que en la pasta de cemento pura y ocasiona retracción. Las propiedades del cemento tienen poca influencia sobre la retracción del hormigón. La influencia de la finura del cemento resulta sensible tan solo para la fracción gruesa con partículas más gruesas que 75 µm, que al tener comparativamente poca hidratación, actúa respectivamente como árido. En los demás casos un cemento más fino no aumentará la 51

67 retracción del hormigón aunque la retracción de la pasta pura de cemento si se incrementa El contenido de agua afecta también a la retracción del hormigón, porque se reduce la cantidad de árido restrictivo. Por lo tanto, el contenido de agua de la mezcla indicará generalmente la cantidad previsible de retracción, pero el contenido de agua no es un factor primordial. El tamaño y la granulometría del árido por sí solos no afectan la magnitud de la retracción, pero un árido mayor permite usar una mezcla más pobre, y por lo tanto, esto implica una menor retracción, si aumenta el tamaño máximo del árido, el contenido de árido grueso se incrementa en el volumen del hormigón, entonces la retracción se reduce. Generalmente los constructores no protegen los elementos recién fundidos del sol y el viento, esta exposición a temprana edad provoca que el agua se evapore y empiecen a aparecer fisuras de diferente tamaño por la retracción que ha sufrido al perder humedad. Es recomendable utilizar algún medio para proteger los elementos a edades tempranas y garantizar que el agua de amasado no se evapore tan violentamente. Las fisuras que aparecen por ese fenómeno no son estructurales es decir no afecta la estabilidad de los elementos, pero es un medio por el cual la humedad va a ingresar provocando que el acero de refuerzo se corroa Ausencia de un proceso de curado, o no apropiado o insuficiente. El curado es mantener la temperatura y la humedad en el hormigón, por un periodo de tiempo que empieza inmediatamente después de la colocación y del acabado, para que se puedan desarrollar las propiedades deseadas en el hormigón. Siempre se debe enfatizar la necesidad de curado pues tiene una influencia sobre las propiedades del hormigón endurecido, o sea, el curado adecuado hace que el hormigón tenga mayor 52

68 durabilidad, resistencia, impermeabilidad y estabilidad dimensional. Las losas expuestas son especialmente sensibles al curado, pues se puede reducir significantemente el desarrollo de la resistencia mecánica cuando el curado no es apropiado. Cuando el cemento portland se mezcla con el agua, empieza una reacción química de hidratación. El grado de hidratación tiene influencia sobre la resistencia y la durabilidad del hormigón. El hormigón recién mezclad contiene más agua que la requerida para la hidratación del cemento, sin embargo la pérdida excesiva de agua por evaporación puede disminuir o afectar la hidratación adecuada. La superficie es particularmente susceptible a la hidratación insuficiente porque se seca primero. Si la temperatura es favorable, la hidratación es relativamente rápida en los primeros días después de la colocación del hormigón. Por lo tanto, es importante que se retenga agua en el hormigón durante este período, o sea, se debe evitar la evaporación o reducirla. Con el curado adecuado, el hormigón se vuelve más impermeable y más resistente a los esfuerzos. El desarrollo de las propiedades es muy rápido en los primeros días, pero después continúa más lentamente por un periodo de tiempo indefinido. El método de curado más eficiente depende de los materiales y métodos de construcción empleados y del uso del hormigón endurecido. En algunos casos, tales como en el clima caluroso y en el clima frío, se necesitan cuidados especiales y el uso de algunas precauciones. Las mezclas de hormigón con alto contenido de cemento y baja relación agua/cemento menor que 0.40 pueden necesitar de un curado especial. A medida que el cemento se hidrata, la humedad relativa interna disminuye, causando la auto-desecación de la pasta, si no se suministra agua externa. La pasta se puede desecar hasta un nivel que la hidratación se paraliza. Esto puede influenciar las propiedades del hormigón, especialmente si, durante los primeros siete días, la humedad relativa 53

69 interna baja a menos del 80 %. En vista de eso, los compuestos de curado formadores de membrana pueden no retener suficiente agua en el hormigón. Por lo tanto, se hace necesario el curado húmedo para maximizar la hidratación. Cuando el curado húmedo se interrumpe, el desarrollo de la resistencia continúa por un corto período de tiempo y se paraliza después que la humedad relativa interna baja al 80%. Sin embargo, si se empieza nuevamente el curado húmedo, el desarrollo de la resistencia se reactiva, pero la resistencia potencial original tal vez no se logre. Aunque se puede lograr en el laboratorio, la resaturación del hormigón en la obra es difícil. Por lo tanto, la mejor opción es el curado húmedo continuo, desde el momento de la colocación hasta que el hormigón haya desarrollado suficiente resistencia, impermeabilidad y durabilidad. La pérdida de agua también va a causar la contracción del hormigón, creando esfuerzo de tracción. Si estas tensiones se desarrollan antes que el hormigón haya logrado resistencia suficiente, la superficie va a fisurarse. Se deben proteger contra la evaporación todas las superficies expuestas, incluyéndose bordes y juntas. La hidratación continúa en una velocidad más lenta cuando la temperatura del hormigón es baja. Temperaturas menores que 10 C son desfavorables para el desarrollo de la resistencia temprana, abajo de 4 C este desarrollo es retrasado enormemente e inferior a la temperatura de congelación (-10 C) se desarrolla poca o ninguna resistencia. Por lo tanto, se debe proteger el hormigón para que su temperatura sea favorable para la hidratación y para que no haya pérdida de humedad durante el periodo de endurecimiento en las primeras edades. 54

70 3.2.8 Desencofrado prematuro o descuidado. Es ventajoso dejar los encofrados en los elementos el mayor tiempo posible para continuar el periodo de curado. Hay ocasiones que es necesario retirar los encofrados lo más pronto posible. A veces el desencofrado rápido es necesario para la reutilización inmediata de los encofrados. Pero los encofrados no se los debe remover hasta que el hormigón sea suficientemente resistente para soportar los esfuerzos de las cargas como el peso propio de la estructura y cualquier carga impuesta por efecto de la construcción. El hormigón debe tener resistencia suficiente para que la superficie no se dañe cuando se desencofre. En general, en hormigones con temperatura superior a 10 C, los encofrados laterales con espesor razonable de secciones apuntaladas se podrían remover después de 24 horas de la colocación del hormigón. Los encofrados de las vigas y losas de piso y sus apuntalamientos se pueden remover entre 3 y 21 días, dependiendo del tamaño del elemento y del desarrollo de la resistencia del hormigón. En la mayoría de las condiciones, es mejor confiar en la resistencia del hormigón determinada a través de ensayos de especímenes curados en la obra en vez de elegir arbitrariamente una edad para la retirar los encofrados. La relación entre edad y resistencia se debe determinar a través de muestras representativas del hormigón usado en la estructura y curado en el campo. Sin embargo, no se debe olvidar que las resistencias se afectan por los materiales usados, temperatura y otras condiciones. Por lo tanto, el tiempo necesario para el desencofrado varía de obra en obra. Además el retiro de los encofrados debe ser cuidadoso para no golpear o dañar los elementos, pues esto comprometerá la durabilidad del hormigón. 55

71 CAPÍTULO 4 ENSAYOS DE LABORATORIO 4.1 Caracterización de los áridos de mayor consumo en la provincia de Pichincha: Guayllabamba (árido grueso), Pifo (árido grueso), San Antonio (árido fino) Propiedades físicas y mecánicas del árido grueso de Guayllabamba Abrasión: UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática Instituto de Posgrado e Investigación T e s i s d e G r a d o Laboratorio de Ensayo de Materiales DETERMINACIÓN DEL PORCENTAJE DE DESGASTE: Abrasión de los Ángeles N Ensayo: 001 Fecha de Ensayo: Agosto del 2014 Norma: NTE Inen 860 Agregado: RIPIO - Guayllabamba Abrasión de los Ángeles 1.- Graduación Escogida 2.- Tamices Utilizados 3.- Número de Esferas B 3/4", 1/2", 3/8" 8 a.- Masa Inicial de Agregado b.- Retenido en el Tamiz N 12 después de 100 Revoluciones c.- Pérdida después de 100 Revoluciones en gramos d.- Pérdida después de 100 Revoluciones en porcentaje e.- Retenido en el Tamiz N 12 después de 500 Revoluciones f.- Pérdida después de 500 Revoluciones en gramos g.- Pérdida después de 500 Revoluciones en porcentaje g g g Coeficiente de Uniformidad 0.24 Porcentaje de Desgaste 24. %

72 Peso Específico: UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática Instituto de Posgrado e Investigación N Ensayo: 002 Fecha de Ensayo: Agosto del 2014 Norma: NTE Inen 857 Agregado: RIPIO - Guayllabamba Gravedad Específica T e s i s d e G r a d o Laboratorio de Ensayo de Materiales PESO ESPECÍFICO DE LOS AGREGADOS: Gravedad Específica 1.- Masa del Recipiente + Agregado en SSS 3150 g 2.- Masa del Recipiente 293 g 3.- Masa del Agregado en SSS 57 g 4.- Masa de la Canastilla sumergida en Agua 1650 g 5.- Masa de la Canastilla + Agregado sumergido Agua 3359 g 6.- Masa del Agregado en Agua 1709 g 7.- Volumen Desalojado 1148 cm³ Peso Específico del Agregado 2.49 g/cm³ 57

73 Capacidad de Absorción UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática Instituto de Posgrado e Investigación T e s i s d e G r a d o Laboratorio de Ensayo de Materiales CAPACIDAD DE ABSORCIÓN DE LOS AGREGADOS N Ensayo: 003 Fecha de Ensayo: Agosto del 2014 Norma: NTE Inen 857 Agregado: RIPIO - Guayllabamba Capacidad de Absorción y Contenido de Humedad 1.- Masa del Agregado en SSS + Recipiente 3150 g 2.- Masa del Agregado Seco + Recipiente 3060 g 3.- Masa del Recipiente 293 g 4.- Masa de Agua g 5.- Masa de Agregado Seco 2767 g Capacidad de Absorción 3.30 % 58

74 Masa Unitaria Suelta y Compactada UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática Instituto de Posgrado e Investigación T e s i s d e G r a d o Laboratorio de Ensayo de Materiales M ASA UNITARIA SUELTA Y COM PACTADA DE LOS AGREGADOS N Ensayo: 004 Fecha de Ensayo: Agosto del 2014 Norma: NTE Inen 858 Agregado: RIPIO - Guayllabamba Masa Unitaria suelta y compactada agregado grueso 1.- Masa del recipiente vacío 2584 g 2.- Volumen del recipiente 72 cm³ Suelto + Recipiente Compactado + Recipiente 6197 g 6497 g Masa del ripio 6202 g 64 g 6215 g 6452 g Promedio 6205 g 6468 g Densidad Aparente 1.26 g/cm³ 1.35 Suelta Compactada g/cm³ 59

75 % QUE PASA Granulometría UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática Instituto de Posgrado e Investigación T e s i s d e G r a d o Laboratorio de Ensayo de Materiales ESTUDIO GRANULOMÉTRICO DE LOS AGREGADOS N Ensayo: 005 Fecha de Ensayo: Agosto del 2014 Norma: NTE Inen 696 Agregado: RIPIO - Guayllabamba Granulometría del agregado grueso N Tamiz Retenido % % Límites Parcial (g) Acumulado(g) Retenido Pasa Especificados /2 1 3/4 1/2 3/8 N 4 N 8 Pasa N 8 Masa Inicial: g Módulo de Finura 6.9 TNM 1" CURVA GRANULOMÉTRICA AGREGADO GRUESO TAMICES LIM. INF. LIM. SUP. % PASA 60

76 4.1.2 Propiedades físicas y mecánicas del árido grueso de Pifo Abrasión: UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática Instituto de Posgrado e Investigación T e s i s d e G r a d o Laboratorio de Ensayo de Materiales DETERM INACIÓN DEL PORCENTAJE DE DESGASTE: Abrasión de los Ángeles N Ensayo: 001 Norma: NTE Inen 860 Agregado: RIPIO - Pifo Abrasión de los Ángeles Fecha de Ensayo: Agosto del Graduación Escogida 2.- Tamices Utilizados 3.- Número de Esferas B 3/4", 1/2", 3/8" 8 a.- Masa Inicial de Agregado b.- Retenido en el Tamiz N 12 después de 100 Revoluciones c.- Pérdida después de 100 Revoluciones en gramos d.- Pérdida después de 100 Revoluciones en porcentaje e.- Retenido en el Tamiz N 12 después de 500 Revoluciones f.- Pérdida después de 500 Revoluciones en gramos g.- Pérdida después de 500 Revoluciones en porcentaje g g g Coeficiente de Uniformidad 0.23 Porcentaje de Desgaste % 61

77 Peso Específico: UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática Instituto de Posgrado e Investigación N Ensayo: 002 Norma: NTE Inen 857 Agregado: RIPIO - Pifo Gravedad Específica T e s i s d e G r a d o Laboratorio de Ensayo de Materiales PESO ESPECÍFICO DE LOS AGREGADOS: Gravedad Específica Fecha de Ensayo: Agosto del Masa del Recipiente + Agregado en SSS 80 g 2.- Masa del Recipiente 234 g 3.- Masa del Agregado en SSS 2646 g 4.- Masa de la Canastilla sumergida en Agua 1650 g 5.- Masa de la Canastilla + Agregado sumergido Agua 3200 g 6.- Masa del Agregado en Agua 1550 g 7.- Volumen Desalojado 1096 cm³ Peso Específico del Agregado 2.41 g/cm³ 62

78 Capacidad de Absorción N Ensayo: Norma: Agregado: UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática Instituto de Posgrado e Investigación T e s i s d e G r a d o Laboratorio de Ensayo de Materiales CAPACIDAD DE ABSORCIÓN DE LOS AGREGADOS 003 NTE Inen 857 RIPIO - Pifo Fecha de Ensayo: Agosto del 2014 Capacidad de Absorción y Contenido de Humedad 1.- Masa del Agregado en SSS + Recipiente 80 g 2.- Masa del Agregado Seco + Recipiente 2778 g 3.- Masa del Recipiente 234 g 4.- Masa de Agua 102 g 5.- Masa de Agregado Seco 2544 g Capacidad de Absorción 4.01 % 63

79 Masa Unitaria Suelta y Compactada UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática Instituto de Posgrado e Investigación T e s i s d e G r a d o Laboratorio de Ensayo de Materiales M ASA UNITARIA SUELTA Y COM PACTADA DE LOS AGREGADOS N Ensayo: 004 Fecha de Ensayo: Agosto del 2014 Norma: NTE Inen 858 Agregado: RIPIO - Pifo Masa Unitaria suelta y compactada agregado grueso 1.- Masa del recipiente vacío 2584 g 2.- Volumen del recipiente 72 cm³ Suelto + Recipiente Compactado + Recipiente 5963 g 6385 g Masa del ripio 5983 g 6353 g 5976 g 6362 g Promedio 5974 g 6367 g Densidad Aparente 1.18 g/cm³ 1.32 Suelta Compactada g/cm³ 64

80 % QUE PASA Granulometría ESTUDIO GRANULOMÉTRICO DE LOS AGREGADOS N Ensayo: 005 Fecha de Ensayo: Agosto del 2014 Norma: NTE Inen 696 Agregado: RIPIO - Pifo Granulometría del agregado grueso UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática Instituto de Posgrado e Investigación Retenido % % Límites N Tamiz Parcial (g) Acumulado(g) Retenido Pasa Especificados 2 1 1/2 1 T e s i s d e G r a d o Laboratorio de Ensayo de Materiales / / / N N Pasa N Masa Inicial: g Módulo de Finura 6.9 TNM 1" CURVA GRANULOMÉTRICA AGREGADO GRUESO TAMICES LIM. INF. LIM. SUP. % PASA 65

81 4.1.3 Propiedades físicas y mecánicas del árido fino de San Antonio de Pichincha Peso Específico: UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática Instituto de Posgrado e Investigación T e s i s d e G r a d o Laboratorio de Ensayo de Materiales PESO ESPECÍFICO DE LOS AGREGADOS: Gravedad Específica N Ensayo: Norma: Agregado: Gravedad Específica 001 NTE Inen 8 ARENA - San Antonio de Pichincha Fecha de Ensayo: Agosto del Masa del Picnómetro Vacío g 2.- Masa del Picnómetro + Agregado SSS g 3.- Masa del Picnómetro + Agregado SSS + Agua h500ml g 4.- Masa del Picnómetro + Agua h500ml g 5.- Masa del Agregado SSS g 6.- Volumen de Líquido Desalojado cm³ Peso Específico del Agregado 2.61 g/cm³ 66

82 Capacidad de Absorción UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática Instituto de Posgrado e Investigación T e s i s d e G r a d o Laboratorio de Ensayo de Materiales CAPACIDAD DE ABSORCIÓN DE LOS AGREGADOS N Ensayo: 002 Fecha de Ensayo: Agosto del 2014 Norma: NTE Inen 8 Agregado: ARENA - San Antonio de Pichincha Capacidad de Absorción y Contenido de Humedad 1.- Masa del Agregado en SSS + Recipiente g 2.- Masa del Agregado Seco + Recipiente g 3.- Masa del Recipiente g 4.- Masa de Agua 5.1 g 5.- Masa de Agregado Seco g Capacidad de Absorción 1.11 % 67

83 Masa Unitaria Suelta y Compactada UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática Instituto de Posgrado e Investigación T e s i s d e G r a d o Laboratorio de Ensayo de Materiales M ASA UNITARIA SUELTA Y COM PACTADA DE LOS AGREGADOS N Ensayo: 003 Fecha de Ensayo: Agosto del 2014 Norma: NTE Inen 858 Agregado: ARENA - San Antonio de Pichincha Masa Unitaria suelta y compactada agregado grueso 1.- Masa del recipiente vacío 2584 g 2.- Volumen del recipiente 72 cm³ Suelto + Recipiente Compactado + Recipiente 7100 g 7522 g Masa del ripio 7061 g 7529 g 7059 g 7511 g Promedio 7073 g 7521 g Densidad Aparente 1. g/cm³ 1.72 Suelta Compactada g/cm³ 68

84 Colorimetría: UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática Instituto de Posgrado e Investigación T e s i s d e G r a d o Laboratorio de Ensayo de Materiales DETERMINACIÓN DE IMPUREZAS EXISTENTES EN EL AGREGADO FINO: Colorimetría. N Ensayo: 004 Fecha de Ensayo: Agosto del 2014 Norma: NTE Inen 855 Agregado: ARENA - San Antonio de Pichincha Colorimetría del agregado fino a.- Procedencia del material b.- Color determinado a las 24 horas c.- Observaciones San Antonio de Pichincha Figura 1 Material sin presencia de partículas orgánicas 69

85 PORCENTAJE QUE PASA Granulometría Laboratorio de Ensayo de Materiales ESTUDIO GRANULOMÉTRICO DE LOS AGREGADOS N Ensayo: 005 Fecha de Ensayo: Agosto del 2014 Norma: NTE Inen 696 Agregado: ARENA - San Antonio de Pichincha Granulometría del agregado fino N UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática Instituto de Posgrado e Investigación T e s i s d e G r a d o 1 Tamiz.3/ Parcial (g) Acumulado(g) Retenido % Retenido % Pasa CURVA GRANULOMÉTRICA AGREGADO FINO 6 Límites Especificados a a a a 60 5 a 30 0 a 10 - Pasa Masa Inicial: g Módulo de Finura: CURVA GRANULOMÉTRICA AGREGADO FINO 0 TAMIZ N 70

86 4.2 Caracterización de los cementos Propiedades físicas, químicas y mecánicas de cemento Selvalegre tipo IP Perdida por calcinación % 1,1 SiO2 % 31,4 Al2O3 % 8,5 Fe2O3 % 4,1 CaO % 47,9 MgO % 2,4 SO3 % 2,0 Na2O % 1,7 K2O % 0,5 TiO2 % 0,4 Total % 100,0 Cal libre 1,3 Residuo Insoluble 16,3 Adiciones % 21,8 Finura Blaine 3454 Retenido malla 325 % 5,0 Consistencia Normal % 25,8 Fraguado Inicial Minutos 125 Fraguado Final Minutos 326 Peso volumétrico g/cm 3 1,003 Resistencia 1 día MPa 10,3 Resistencia 3 días MPa 16,8 Resistencia 7 días MPa 21,9 Resistencia días MPa 29,1 71

87 4.2.2 Propiedades físicas, químicas y mecánicas de cemento Campeón tipo IP Perdida por calcinación % 1,4 SiO2 % 34,6 Al2O3 % 9,5 Fe2O3 % 4,, CaO % 42,6 MgO % 2,4 SO3 % 2,1 Na2O % 2,0 K2O % 0,6 TiO2 % 0,5 Total % 100,1 Cal libre 1,1 Residuo Insoluble 16,3 Adiciones % 21,8 Finura Blaine 3760 Retenido malla 325 % 3,4 Consistencia Normal % 26,8 Fraguado Inicial Minutos 147 Fraguado Final Minutos 325 Peso volumétrico g/cm 3 0,940 Resistencia 1 día MPa 9,7 Resistencia 3 días MPa 16,0 Resistencia 7 días MPa 19,8 Resistencia días MPa 25,5 72

88 4.3 Diseño de mezclas para f c 35 MPa Una vez determinadas las propiedades de los áridos que se van a usar en las mezclas de hormigón, se realiza el diseño de la mezcla para obtener una resistencia de 35MPa a los días. Se efectuarán cuatro tipos de mezclas distintas, manteniendo el árido fino y variando el tipo de árido grueso y esencialmente el tipo de cemento que posee diferentes características en su composición principalmente la cantidad y calidad de puzolana. En base a lo descrito anteriormente, estas mezclas se detallan a continuación: Árido grueso Árido Fino Cemento Agua Aditivo Guayllabamba San Antonio Selvalegre Potable Cte. Glenium 3000N Guayllabamba San Antonio Campeón Potable Cte. Glenium 3000N Pifo San Antonio Selvalegre Potable Cte. Glenium 3000N Pifo San Antonio Campeón Potable Cte. Glenium 3000N 73

89 Diseño de mezcla de acuerdo al método de laboratorio para árido grueso de Guayllabamba y árido fino de San Antonio. Propiedades densidad aparente compactada densidad aparente suelta densidad real % absorción Cemento Arena Ripio G %arena 45 denmezcla= 1.95 %ripio 55 VOLUMEN= m3 14 dm3 masa ripio= kg masa arena= mripio* %arena %ripio masa arena= kg Dsss masa= Dsss masa= % vacios= = % Vapm= mmasa = = dm3 daps 1.95 Vvacios= Vpasta= 4.75 dm3 a/c= 0.44 masadepasta= masadepasta= 1.44 vpasta= = 0.77 dm3 3 1 dpasta= mpasta = 1.44 = 1.86 volpasta 0.77 ppasta= vp*dp= = 8.85 agua+cemento= 8.85 cantidad de agua 2.71 kg cantidad de cemento= 6.15 kg Elemento kg dosif agua cemento arena ripio

90 Diseño de mezcla de acuerdo al método de laboratorio para árido grueso de Pifo y árido fino de San Antonio. Propiedades densidad aparente compactada densidad aparente suelta densidad real % absorción Cemento Arena Ripio Pifo %arena 45 denmezcla= 1.8 %ripio 55 VOLUMEN= m3 14 dm3 masa ripio= kg masa arena= mripio* %arena %ripio masa arena= kg Dsss masa= Dsss masa= 2.50 % vacios= =.07 % 2.50 Vapm= mmasa = = dm3 daps 1.8 Vvacios= Vpasta= 4.68 dm3 a/c= 0.44 masadepasta= masadepasta= 1.44 vpasta= = 0.77 dm3 3 1 dpasta= mpasta = 1.44 = 1.86 volpasta 0.77 ppasta= Vp*Dp= = 8.72 agua+cemento= 8.72 cantidad de agua 2.67 kg cantidad de cemento= 6.06 kg Elemento kg dosificación agua cemento arena ripio

91 Se fabricarán 6 vigas de 150 x 150 mm de sección y 600 mm de largo, las cuales se someterán a diferentes condiciones: Todas las vigas se ensayarán en flexión: 2 vigas a los días, 2 vigas a los días y 2 vigas a los días de edad. De los fragmentos resultantes se obtendrán cubos para ensayarlos a compresión. Las vigas de hormigón armado se analizarán para determinar la corrosión de las armaduras. Realizados los diseños teóricos se debe realizar mezclas de prueba en laboratorio para verificar que el diseño se esté cumpliendo tanto en propiedades del hormigón fresco como en hormigón endurecido a días. Para realizar los diseños de mezclas se debe realizar un ajuste en las cantidades del diseño teórico, de tal forma que las cantidades a pesar sean apreciables en la balanza, además se debe realizar las respectivas correcciones por humedad, debido a que los áridos están expuestos a la intemperie y absorben la humedad ambiente Diseños Definitivos Árido grueso de Guayllabamba, árido fino de San Antonio, la cantidad de cemento y aditivo son las mismas para los dos tipos de cemento. Debido a las propiedades de alta resistencia que tienen los cementos a utilizarse se decidió usar el 10% menos que el resultado del diseño para optimizar la cantidad y obtener la resistencia esperada. Método Laboratorio Elemento kg Correción Hum. Redondeo agua cemento arena El aditivo se utilizó la dosificación máxima que indica el fabricante es decir el 0,8% de la cantidad de cemento. Cantidades pesadas para elaborar 8 probetas de 10cm de diámetro. 76

92 Árido Grueso de Pifo, árido fino de San Antonio, las cantidades de cemento y aditivo serán las mismas para cada mezcla. Elemento kg Correción hum. Redondeo agua 2,67 2,58 2,5 cemento 5,45 5,45 5,5 arena 13,52 13,49 13,4 ripio 16,53 16,64 16,6 El aditivo se utilizó la dosificación máxima que indica el fabricante es decir el 0,8% de la cantidad de cemento. Cantidades pesadas para elaborar 8 probetas de 10 cm de diámetro Identificación de probetas cilíndricas Se ha elaborado 8 probetas de cada diseño de mezclas, las mismas que se ensayarán dos probetas a 1 día, tres probetas a 7 días y tres probetas a días; para lo que se debe establecer un sistema de identificación de probetas que permita realizar los ensayos en las fechas correspondientes. Identificaciones colocadas a probetas realizadas con materiales de Guayllabamba, San Antonio (Mitad del Mundo) probeta de la 01 a la 08. LC- GMMC 01 Dd/mm/aa y cemento Campeón, Identificaciones colocadas a probetas realizadas con materiales de Guayllabamba, San Antonio (Mitad del Mundo) y cemento Selvalegre, probeta de la 09 a la 16. LC- GMMS 09 Dd/mm/aa De la misma manera, las probetas realizadas con material de Pifo se ha identificado con la misma lógica, cambiando la G por la P, el número de 77

93 probetas fueron las mismas que con los áridos de Guayllabamba; las etiquetas utilizadas fueron las siguientes. Identificaciones colocadas a probetas realizadas con materiales de Pifo, San Antonio (Mitad del Mundo) y cemento Campeón, probeta de la 01 a la 08. LC- PMMC 01 Dd/mm/aa Identificaciones colocadas a probetas realizadas con materiales de Pifo, San Antonio (Mitad del Mundo) y cemento Selvalegre, probeta de la 09 a la 16. LC- PMMS 09 Dd/mm/aa Ensayos de compresión axial en probetas cilíndricas para verificar los diseños de mezclas. Mezcla realizada con Materiales de Guayllabamba + Mitad del Mundo + Cemento Campeón. CILINDRO FECHA EDAD DIAMETRO ESFUERZO CARGA (kg) AREA (cm 2 ) (cm) LC - GMMC - 01 /03/ LC - GMMC - 02 /03/ LC - GMMC /04/ LC - GMMC /04/ LC - GMMC /04/ LC - GMMC /04/ LC - GMMC /04/ LC - GMMC /04/

94 Mezcla realizada con Materiales de Guayllabamba + Mitad del Mundo + Cemento Selvalegre. CILINDRO FECHA EDAD DIAMETRO ESFUERZO CARGA (kg) AREA (cm 2 ) (cm) LC - GMMS - 09 /03/ LC - GMMS - 10 /03/ LC - GMMS /04/ LC - GMMS /04/ LC - GMMS /04/ LC - GMMS /04/ LC - GMMS /04/ LC - GMMS /04/ Se observa en los cuadros que los dos diseños de mezclas han arrojado resultados de resistencias a la compresión de acuerdo a lo esperado, es decir 35MPa a días, por lo que se decide que el diseño de mezclas se mantendrá para la realización de los especímenes de ensayo a ser sometidos a diferentes agentes agresivos. Mezcla realizada con Materiales de Pifo + Mitad del Mundo + Cemento Campeón. CILINDRO FECHA EDAD DIAMETRO ESFUERZO CARGA (kg) AREA (cm 2 ) (cm) LC - PMMC - 01 /03/ LC - PMMC - 02 /03/ LC - PMMC /04/ LC - PMMC /04/ LC - PMMC /04/ LC - PMMC /04/ LC - PMMC /04/ LC - PMMC /04/

95 Mezcla realizada con Materiales de Pifo + Mitad del Mundo + Cemento Selvalegre. CILINDRO FECHA EDAD DIAMETRO ESFUERZO CARGA (kg) AREA (cm 2 ) (cm) LC - PMMS - 09 /03/ LC - PMMS - 10 /03/ LC - PMMS /04/ LC - PMMS /04/ LC - PMMS /04/ LC - PMMS /04/ LC - PMMS /04/ LC - PMMS /04/ Del análisis de los resultados de las mezclas de prueba realizados con materiales de Pifo se observa que la resistencia de las probetas obtenidas a días sobrepasan el diseño de mezclas. Estos resultados se atribuyen a que los materiales provenientes de Pifo tiene propiedades excelentes mecánicas, además que la forma, tamaño y textura es el adecuado para realizar un hormigón de buena calidad. Se analiza la posibilidad de optimizar el diseño de mezclas reduciendo la cantidad de cemento pero en la mezcla de prueba realizada se observó que la mezcla pierde sus propiedades de trabajabilidad convirtiéndose en una mezcla segregada, con carencia de finos y difícil de manipular; Por lo que se decide mantener el diseño original en la elaboración de los especímenes de ensayo que se van a analizar. 4.4 Selección de la mezcla De acuerdo al diseño de mezclas probado se realiza el cálculo de las cantidades a ser utilizadas en las mezclas para la elaboración de los especímenes de ensayo. 80

96 Para minimizar la diferencia entre parada y parada se realiza el cálculo de cantidades que permita la elaboración de 12 vigas de 150x150x50 y 12 probetas cilíndricas de 10x20. Para las mezclas realizadas con materiales de Guayllabamba las cantidades en estado SSS pesadas fueron: Elemento kg agua 33 cemento 76 arena 139 ripio 163 aditivo 0,61 Las mezclas se realizaron por una semana y dos días, realizando la corrección por humedad a diario para obtener las cantidades correctas a pesar. Las cantidades en estado SSS que se debió pesar para la elaboración de las mezclas con materiales de Pifo fueron las siguientes. Elemento kg agua 35 cemento 78 arena 174 ripio 212 aditivo 0,63 Cada día que se realizó las mezclas se realizó la corrección por humedad de los áridos, debiendo añadir más agua en todos los casos debido a las altas temperaturas de los días. Fabricación de 6 vigas de 150 x 150 mm de sección y 500 mm de largo, sometidas a diferentes condiciones de curado. 81

97 Todas las vigas se ensayarán en flexión: 2 a los días, 2 a los días y 2 a los días de edad. De los fragmentos resultantes se obtendrán cubos para ensayarlos a compresión. Las vigas de hormigón armado se analizarán para determinar la corrosión de las armaduras. Se elaboró 6 grupos de especímenes, conformado por 6 elementos de cada mezcla para someterlos a las diferentes condiciones de curado, la mayoría de ellas condiciones agresivas y que deterioran el hormigón. Se decidió elaborar probetas cilíndricas para ensayarlas a compresión en vez de los cubos de hormigón por la complejidad y disponibilidad de equipos en el laboratorio. Identificación de probetas GMS= Guayllabamba + Cemento Selvalegre GMC= Guayllabamba + Cemento Campeón GHE = Guayllabamba + Cemento Holcim Premium GHA = Guayllabamba + Cemento Armaduro PMS= Pifo + Cemento Selvalegre PMC= Pifo + Cemento Campeón PHE = Pifo + Cemento Holcim Premium PHA = Pifo + Cemento Armaduro 82

98 4.4.1 Curado estándar a, y días. Especímenes: Vigas Árido Grueso: Guayllabamba CONDICIÓN Curado Estándar EDAD MR PROBETA b (mm) d (mm) L (mm) P (kg) GMS ,65 GMS ,47 GMS ,52 GMS ,72 GMS ,79 GMS ,64 MR Promedio 7, 7,62 7,71 CONDICIÓN PROBETA EDAD b (mm) d (mm) L (mm) P (kg) MR MR Promedio Curado Estándar GMC ,39 GMC ,61 GMC ,15 GMC ,63 GMC ,64 GMC ,61 6,00 6,39 6,13 CONDICIÓN PROBETA EDAD b (mm) d (mm) L (mm) P (kg) MR MR Promedio Curado Estándar GHE ,83 GHE ,88 GHE ,76 GHE ,25 GHE ,63 GHE ,00 8,85 6,01 6,81 83

99 CONDICIÓN Curado Estándar EDAD MR PROBETA b (mm) d (mm) L (mm) P (kg) GHA ,45 GHA ,03 GHA ,57 GHA ,09 GHA , GHA ,48 MR Promedio 6,24 6,33 6,52 Especímenes: Probetas cilíndricas Árido Grueso: Guayllabamba CONDICIÓN Curado Estándar ESFUERZO PROBETA EDAD DIAMETRO AREA CARGA ESFUERZO PROMEDIO (cm) (cm 2 ) (kg) MPa MPa GMS1 10,4 84, ,14 GMS2 10,4 84, ,89 44,01 GMS1 10,4 84, ,70 GMS2 10,4 84, ,75 53,73 GMS1 10,4 84, ,78 GMS2 10,4 84, ,52 54,65 CONDICIÓN Curado Estándar ESFUERZO PROBETA EDAD DIAMETRO AREA CARGA ESFUERZO PROMEDIO (cm) (cm 2 ) (kg) MPa MPa GMC1 10,4 84, ,33 GMC2 10,4 84, ,25 41,79 GMC1 10,4 84, ,87 GMC2 10,4 84, ,39 42,63 GMC1 10,4 84, ,30 GMC2 10,4 84, ,25 42,77 GHE2 10,4 84, ,32 84

100 CONDICIÓN Curado Estándar ESFUERZO PROBETA EDAD DIAMETRO AREA CARGA ESFUERZO PROMEDIO (cm) (cm 2 ) (kg) MPa MPa GHE1 10,4 84, ,84 GHE2 10,4 84, ,70 50,77 GHE1 10,4 84, ,30 GHE2 10,4 84, ,04 53,67 GHE1 10,4 84, ,35 GHE2 10,4 84, ,32 61,84 CONDICIÓN Curado Estándar ESFUERZO PROBETA EDAD DIAMETRO AREA CARGA ESFUERZO PROMEDIO (cm) (cm 2 ) (kg) MPa MPa GHA1 10,4 84, ,31 GHA2 10,4 84, ,98 45,14 GHA1 10,4 84, ,09 GHA2 10,4 84, ,64 48,86 GHA1 10,4 84, ,73 GHA2 10,4 84, ,61 52,17 Especímenes: Vigas Árido Grueso: Pifo CONDICIÓN PROBETA EDAD b (mm) d (mm) L (mm) P (kg) MR MR Promedio Curado Estándar PMS ,53 PMS ,71 PMS ,96 PMS ,97 PMS ,05 PMS ,99 7,62 7,47 7,52 85

101 CONDICIÓN PROBETA EDAD b (mm) d (mm) L (mm) P (kg) MR MR Promedio Curado Estándar PMC ,29 PMC ,89 PMC ,63 PMC ,91 PMC ,41 PMC ,63 6,59 6,27 5,52 CONDICIÓN PROBETA EDAD b (mm) d (mm) L (mm) P (kg) MR MR Promedio Curado Estándar PHE ,57 PHE ,91 PHE ,99 PHE ,89 PHE ,95 PHE ,76 6,74 5,94 6,85 CONDICIÓN PROBETA EDAD b (mm) d (mm) L (mm) P (kg) MR MR Promedio Curado Estándar PHA ,36 PHA ,48 PHA ,45 PHA ,92 PHA ,61 PHA ,39 7,92 6,69 6,50 86

102 Especímenes: Probetas cilíndricas Árido Grueso: Pifo CONDICIÓN Curado Estándar ESFUERZO PROBETA EDAD DIAMETRO AREA CARGA ESFUERZO PROMEDIO (cm) (cm 2 ) (kg) MPa MPa PMS1 10,4 84, ,18 PMS2 10,4 84, ,18 53,68 PMS1 10,4 84, ,21 PMS2 10,4 84, ,18 61,70 PMS1 10,4 84, ,69 PMS2 10,4 84, ,30 64,99 CONDICIÓN Curado Estándar ESFUERZO PROBETA EDAD DIAMETRO AREA CARGA ESFUERZO PROMEDIO (cm) (cm 2 ) (kg) MPa MPa PMC1 10,4 84, ,87 PMC2 10,4 84, ,45 43,66 PMC1 10,4 84, ,58 PMC2 10,4 84, ,35 49,47 PMC1 10,4 84, ,83 PMC2 10,4 84, ,54 54,19 CONDICIÓN Curado Estándar ESFUERZO PROBETA EDAD DIAMETRO AREA CARGA ESFUERZO PROMEDIO (cm) (cm 2 ) (kg) MPa MPa PHE1 10,4 84, ,22 PHE2 10,4 84, ,66 49,44 PHE1 10,4 84, ,67 PHE2 10,4 84, ,67 47,17 PHE1 10,4 84, ,23 PHE2 10,4 84, ,53 66,38 87

103 CONDICIÓN Curado Estándar ESFUERZO PROBETA EDAD DIAMETRO AREA CARGA ESFUERZO PROMEDIO (cm) (cm 2 ) (kg) MPa MPa PHA1 10,4 84, ,22 PHA2 10,4 84, ,61 55,42 PHA1 10,4 84, ,33 PHA2 10,4 84, ,50 61,41 PHA1 10,4 84, ,77 PHA2 10,4 84, ,15 60,46 88

104 4.4.2 Ausencia de curado; las vigas se someterán a la intemperie sin protección durante, y días. Especímenes: Vigas Árido Grueso: Guayllabamba CONDICIÓN PROBETA EDAD b (mm) d (mm) L (mm) P (kg) MR MR Promedio Intemperie GMS ,51 GMS ,83 GMS ,53 GMS ,69 GMS ,29 GMS ,25 6,67 6,11 6,27 CONDICIÓN PROBETA EDAD b (mm) d (mm) L (mm) P (kg) MR MR Promedio Intemperie GMC ,09 GMC ,40 GMC ,29 GMC ,88 GMC ,12 GMC ,48 5,75 6,09 5,80 CONDICIÓN PROBETA EDAD b (mm) d (mm) L (mm) P (kg) MR MR Promedio Intemperie GHE ,80 GHE ,07 GHE ,03 GHE ,81 GHE ,15 GHE ,83 7,43 4,92 7,99 89

105 CONDICIÓN PROBETA EDAD b (mm) d (mm) L (mm) P (kg) MR MR Promedio Intemperie GHA ,44 GHA ,51 GHA ,69 GHA ,44 GHA ,52 GHA ,73 4,47 6,07 5,13 Especímenes: Probetas cilíndricas Árido Grueso: Guayllabamba CONDICIÓN PROBETA EDAD DIAMETRO AREA CARGA ESFUERZO ESFUERZO PROMEDIO (cm) (cm 2 ) (kg) MPa MPa GMS1 10,4 84, ,59 GMS2 10,4 84, ,13 43,36 Intemperie GMS1 10,4 84, ,12 GMS2 10,4 84, ,50 50,31 GMS1 10,4 84, ,12 GMS2 10,4 84, ,39 58,25 CONDICIÓN PROBETA EDAD DIAMETRO AREA CARGA ESFUERZO ESFUERZO PROMEDIO (cm) (cm 2 ) (kg) MPa MPa GMC1 10,4 84, ,18 GMC2 10,4 84, ,98 30,58 Intemperie GMC1 10,4 84, ,88 GMC2 10,4 84, ,62 36,25 GMC1 10,4 84, ,23 GMC2 10,4 84, ,07 38,65

106 CONDICIÓN PROBETA EDAD DIAMETRO AREA CARGA ESFUERZO ESFUERZO PROMEDIO (cm) (cm 2 ) (kg) MPa MPa GHE1 10,4 84, ,32 GHE2 10,4 84, ,13 43,73 Intemperie GHE1 10,4 84, ,99 GHE2 10,4 84, ,32 36,15 GHE1 10,4 84, ,01 GHE2 10,4 84, ,17 52,09 CONDICIÓN PROBETA EDAD DIAMETRO AREA CARGA ESFUERZO ESFUERZO PROMEDIO (cm) (cm 2 ) (kg) MPa MPa GHA1 10,4 84, ,54 GHA2 10,4 84, ,46 40,00 Intemperie GHA1 10,4 84, ,53 GHA2 10,4 84, ,76 38,65 GHA1 10,4 84, ,17 GHA2 10,4 84, ,21 41,19 Especímenes: Vigas Árido Grueso: Pifo CONDICIÓN PROBETA EDAD b (mm) d (mm) L (mm) P (kg) MR MR Promedio Intemperie PMS ,97 PMS ,93 PMS ,24 PMS ,52 PMS ,99 PMS ,19 6,45 9,88 8,09 91

107 CONDICIÓN PROBETA EDAD b (mm) d (mm) L (mm) P (kg) MR MR Promedio Intemperie PMC ,43 PMC ,17 PMC ,07 PMC ,91 PMC ,20 PMC ,60 5,30 7,99 6,40 CONDICIÓN PROBETA EDAD b (mm) d (mm) L (mm) P (kg) MR MR Promedio Intemperie PHE ,32 PHE ,83 PHE ,92 PHE ,53 PHE ,03 PHE ,21 6,57 6,23 7,12 CONDICIÓN PROBETA EDAD b (mm) d (mm) L (mm) P (kg) MR MR Promedio Intemperie PHA ,68 PHA ,55 PHA ,64 PHA ,09 PHA ,11 PHA ,25 6,61 6,87 6,18 92

108 Especímenes: Probetas cilíndricas Árido Grueso: Pifo CONDICIÓN PROBETA EDAD DIAMETRO AREA CARGA ESFUERZO ESFUERZO PROMEDIO (cm) (cm 2 ) (kg) MPa MPa PMS1 10,4 84, ,57 PMS2 10,4 84, ,93 38,25 Intemperie PMS1 10,4 84, ,02 PMS2 10,4 84, ,70 45,86 PMS1 10,4 84, ,51 PMS2 10,4 84, , 48,71 CONDICIÓN PROBETA EDAD DIAMETRO AREA CARGA ESFUERZO ESFUERZO PROMEDIO (cm) (cm 2 ) (kg) MPa MPa PMC1 10,4 84, ,76 PMC2 10,4 84, ,73 33,74 Intemperie PMC1 10,4 84, ,26 PMC2 10,4 84, ,00 54,13 PMC1 10,4 84, ,48 PMC2 10,4 84, ,53 42,51 CONDICIÓN PROBETA EDAD DIAMETRO AREA CARGA ESFUERZO ESFUERZO PROMEDIO (cm) (cm 2 ) (kg) MPa MPa PHE1 10,4 84, ,87 PHE2 10,4 84, ,02 50,94 Intemperie PHE1 10,4 84, ,25 PHE2 10,4 84, ,87, PHE1 10,4 84, ,62 PHE2 10,4 84, ,60,61 93

109 CONDICIÓN PROBETA EDAD DIAMETRO AREA CARGA ESFUERZO ESFUERZO PROMEDIO (cm) (cm 2 ) (kg) MPa MPa PHA1 10,4 84, ,31 PHA2 10,4 84, ,38 49,85 Intemperie PHA1 10,4 84, ,03 PHA2 10,4 84, ,18 61,10 PHA1 10,4 84, ,74 PHA2 10,4 84, ,17 50,45 94

110 4.4.3 Exposición de Sulfato de Sodio: después de 24 horas de coladas las vigas, se sumergirán en una solución de sulfato de sodio (50 gramos de sulfato por litro de agua) durante, y días. Especímenes: Vigas Árido Grueso: Guayllabamba CONDICIÓN PROBETA EDAD b (mm) d (mm) L (mm) P (kg) MR MR Promedio Solución de azufre GMS ,83 GMS ,07 GMS ,24 GMS ,51 GMS ,83 GMS ,43 6,95 6,87 6,13 CONDICIÓN PROBETA EDAD b (mm) d (mm) L (mm) P (kg) MR MR Promedio Solución de azufre GMC ,20 GMC ,71 GMC ,77 GMC ,80 GMC ,99 GMC ,44 6,95 6,79 6,21 CONDICIÓN PROBETA EDAD b (mm) d (mm) L (mm) P (kg) MR MR Promedio Solución de azufre GHE ,99 GHE ,47 GHE ,27 GHE ,99 GHE ,93 GHE ,33 9,23 8,13 8,63 95

111 CONDICIÓN PROBETA EDAD b (mm) d (mm) L (mm) P (kg) MR MR Promedio Solución de azufre GHA ,37 GHA ,17 GHA ,55 GHA ,68 GHA ,85 GHA ,11 6,77 7,11 6,48 Especímenes: Probetas cilíndricas Árido Grueso: Guayllabamba CONDICIÓN Solución de azufre ESFUERZO PROBETA EDAD DIAMETRO AREA CARGA ESFUERZO PROMEDIO (cm) (cm 2 ) (kg) MPa MPa GMS1 10,4 84, ,50 GMS2 10,4 84, ,73 44,11 GMS1 10,4 84, ,98 GMS2 10,4 84, ,55 45,26 GMS1 10,4 84, ,69 GMS2 10,4 84, ,66 48,68 CONDICIÓN Solución de azufre ESFUERZO PROBETA EDAD DIAMETRO AREA CARGA ESFUERZO PROMEDIO (cm) (cm 2 ) (kg) MPa MPa GMC1 10,4 84, ,79 GMC2 10,4 84, ,65,22 GMC1 10,4 84, , GMC2 10,4 84, ,41 36,49 GMC1 10,4 84, ,06 GMC2 10,4 84, ,73 36,89 96

112 CONDICIÓN Solución de azufre ESFUERZO PROBETA EDAD DIAMETRO AREA CARGA ESFUERZO PROMEDIO (cm) (cm 2 ) (kg) MPa MPa GHE1 10,4 84, ,39 GHE2 10,4 84, ,20 45,30 GHE1 10,4 84, ,00 GHE2 10,4 84, ,71 46,36 GHE1 10,4 84, ,65 GHE2 10,4 84, ,33 51,99 CONDICIÓN Solución de azufre ESFUERZO PROBETA EDAD DIAMETRO AREA CARGA ESFUERZO PROMEDIO (cm) (cm 2 ) (kg) MPa MPa GHA1 10,4 84, ,95 GHA2 10,4 84, ,84 37,89 GHA1 10,4 84, ,55 GHA2 10,4 84, ,85 43,70 GHA1 10,4 84, ,03 GHA2 10,4 84, ,80 44,42 Especímenes: Vigas Árido Grueso: Pifo CONDICIÓN PROBETA EDAD b (mm) d (mm) L (mm) P (kg) MR MR Promedio Solución de azufre PMS ,84 PMS ,23 PMS ,84 PMS , PMS ,53 PMS ,60 7,53 7, 7,57 97

113 CONDICIÓN PROBETA EDAD b (mm) d (mm) L (mm) P (kg) MR MR Promedio Solución de azufre PMC ,33 PMC ,68 PMC ,68 PMC ,19 PMC ,63 PMC ,40 7,51 6,43 6,51 CONDICIÓN PROBETA EDAD b (mm) d (mm) L (mm) P (kg) MR MR Promedio Solución de azufre PHE ,32 PHE ,59 PHE , PHE ,39 PHE ,31 PHE ,53 6,45 6,47 6,42 CONDICIÓN PROBETA EDAD b (mm) d (mm) L (mm) P (kg) MR MR Promedio Solución de azufre PHA ,52 PHA ,07 PHA ,89 PHA ,85 PHA ,75 PHA ,00 8,29 7,37 7,37 98

114 Especímenes: Probetas cilíndricas Árido Grueso: Pifo CONDICIÓN Solución de azufre ESFUERZO PROBETA EDAD DIAMETRO AREA CARGA ESFUERZO PROMEDIO (cm) (cm 2 ) (kg) MPa MPa PMS1 10,4 84, ,09 PMS2 10,4 84, ,10 51,60 PMS1 10,4 84, ,33 PMS2 10,4 84,95 482,85 55,59 PMS1 10,4 84, ,43 PMS2 10,4 84, ,71 58,57 CONDICIÓN Solución de azufre ESFUERZO PROBETA EDAD DIAMETRO AREA CARGA ESFUERZO PROMEDIO (cm) (cm 2 ) (kg) MPa MPa PMC1 10,4 84, ,93 PMC2 10,4 84, ,99 45,46 PMC1 10,4 84, ,40 PMC2 10,4 84, ,08 55,24 PMC1 10,4 84, ,20 PMC2 10,4 84, ,29 50,24 CONDICIÓN Solución de azufre ESFUERZO PROBETA EDAD DIAMETRO AREA CARGA ESFUERZO PROMEDIO (cm) (cm 2 ) (kg) MPa MPa PHE1 10,4 84, ,03 PHE2 10,4 84, ,57 50,30 PHE1 10,4 84, ,10 PHE2 10,4 84, ,72 48,41 PHE1 10,4 84, ,81 PHE2 10,4 84, ,67 60,74 99

115 CONDICIÓN Solución de azufre ESFUERZO PROBETA EDAD DIAMETRO AREA CARGA ESFUERZO PROMEDIO (cm) (cm 2 ) (kg) MPa MPa PHA1 10,4 84, ,36 PHA2 10,4 84, ,02 49,19 PHA1 10,4 84, ,42 PHA2 10,4 84, ,99,70 PHA1 10,4 84, ,44 PHA2 10,4 84, ,97 53,21 100

116 4.4.4 Vigas de hormigón armado (4 Ø 9 mm con estribos de 5,5 mm cada 150 mm). Después de 24 horas se sumergirán en agua de mar (agua salada). Especímenes: Vigas Árido grueso: Guayllabamba CONDICIÓN PROBETA EDAD b (mm) d (mm) L (mm) P (kg) MR MR Promedio Agua de mar GMS ,59 GMS ,97 GMS ,25 GMS ,77 GMS ,45 GMS ,65 5,78 6,01 6,55 CONDICIÓN PROBETA EDAD b (mm) d (mm) L (mm) P (kg) MR MR Promedio Agua de mar GMC ,23 GMC ,71 GMC ,35 GMC ,79 GMC ,48 GMC ,57 6,47 6,57 7,03 CONDICIÓN PROBETA EDAD b (mm) d (mm) L (mm) P (kg) MR MR Promedio Agua de mar GHE ,16 GHE ,16 GHE , GHE ,05 GHE ,60 GHE ,91 4,66 6,67 7,25 101

117 CONDICIÓN PROBETA EDAD b (mm) d (mm) L (mm) P (kg) MR MR Promedio Agua de mar GHA , GHA ,68 GHA ,25 GHA ,59 GHA ,60 GHA ,47 6,62 6,42 7,03 Especímenes: Probetas Cilíndricas Árido grueso: Guayllabamba ESFUERZO CONDICIÓN PROBETA EDAD DIAMETRO AREA CARGA ESFUERZO PROMEDIO (cm) (cm 2 ) (kg) MPa MPa GMS1 10,4 84, ,01 GMS2 10,4 84, ,06 39,54 Agua de GMS1 10,4 84, ,51 mar GMS2 10,4 84, ,98 42,74 GMS1 10,4 84, ,00 GMS2 10,4 84, ,64 41,32 ESFUERZO CONDICIÓN PROBETA EDAD DIAMETRO AREA CARGA ESFUERZO PROMEDIO (cm) (cm 2 ) (kg) MPa MPa GMC1 10,4 84, ,52 GMC2 10,4 84, ,35 32,94 Agua de GMC1 10,4 84, ,37 mar GMC2 10,4 84, ,42 35, GMC1 10,4 84, ,82 GMC2 10,4 84, ,36 46,59 102

118 ESFUERZO CONDICIÓN PROBETA EDAD DIAMETRO AREA CARGA ESFUERZO PROMEDIO (cm) (cm 2 ) (kg) MPa MPa GHE1 10,4 84, ,71 GHE2 10,4 84, ,26 41,98 Agua de GHE1 10,4 84, ,54 mar GHE2 10,4 84, ,01 49,27 GHE1 10,4 84, ,25 GHE2 10,4 84, ,55 49,40 ESFUERZO CONDICIÓN PROBETA EDAD DIAMETRO AREA CARGA ESFUERZO PROMEDIO (cm) (cm 2 ) (kg) MPa MPa GHA1 10,4 84, ,64 GHA2 10,4 84, ,21 41,93 Agua de GHA1 10,4 84, ,22 mar GHA2 10,4 84, ,44 47,33 GHA1 10,4 84, ,97 GHA2 10,4 84, ,76 48,36 Especímenes: Vigas Árido grueso: Pifo CONDICIÓN PROBETA EDAD b (mm) d (mm) L (mm) P (kg) MR MR Promedio Agua de mar PMS ,57 PMS ,01 PMS ,24 PMS ,04 PMS ,72 PMS ,05 7,79 9,14 8,39 103

119 CONDICIÓN PROBETA EDAD b (mm) d (mm) L (mm) P (kg) MR MR Promedio Agua de mar PMC ,31 PMC ,25 PMC ,72 PMC ,41 PMC ,43 PMC ,04 7, 8,07 7,73 CONDICIÓN PROBETA EDAD b (mm) d (mm) L (mm) P (kg) MR MR Promedio Agua de mar PHE ,00 PHE , PHE ,73 PHE ,29 PHE ,00 PHE ,79 8,78 7,51 7,39 CONDICIÓN PROBETA EDAD b (mm) d (mm) L (mm) P (kg) MR MR Promedio Agua de mar PHA ,43 PHA ,00 PHA ,99 PHA ,63 PHA ,93 PHA ,72 8,21 8,31 7,33 104

120 Especímenes: Probetas cilíndricas Árido grueso: Pifo ESFUERZO CONDICIÓN PROBETA EDAD DIAMETRO AREA CARGA ESFUERZO PROMEDIO (cm) (cm 2 ) (kg) MPa MPa PMS1 10,4 84, ,15 PMS2 10,4 84, ,01 40,58 Agua de PMS1 10,4 84, , mar PMS2 10,4 84, ,17 62,86 PMS1 10,4 84, ,94 PMS2 10,4 84, ,11 59,52 ESFUERZO CONDICIÓN PROBETA EDAD DIAMETRO AREA CARGA ESFUERZO PROMEDIO (cm) (cm 2 ) (kg) MPa MPa PMC1 10,4 84, ,18 PMC2 10,4 84, ,51 48,35 Agua de PMC1 10,4 84, ,87 mar PMC2 10,4 84, ,77 42,32 PMC1 10,4 84, ,24 PMC2 10,4 84, ,15 53,20 ESFUERZO CONDICIÓN PROBETA EDAD DIAMETRO AREA CARGA ESFUERZO PROMEDIO (cm) (cm 2 ) (kg) MPa MPa PHE1 10,4 84, ,38 PHE2 10,4 84, ,47 46,43 Agua de PHE1 10,4 84, ,48 mar PHE2 10,4 84, ,79 55,13 PHE1 10,4 84, ,88 PHE2 10,4 84, ,48,18 105

121 ESFUERZO CONDICIÓN PROBETA EDAD DIAMETRO AREA CARGA ESFUERZO PROMEDIO (cm) (cm 2 ) (kg) MPa MPa PHA1 10,4 84, ,91 PHA2 10,4 84, ,66 53,29 Agua de PHA1 10,4 84, ,33 mar PHA2 10,4 84, ,29 54,31 PHA1 10,4 84, ,33 PHA2 10,4 84, ,60 58,97 106

122 4.4.5 Exposición a aceites minerales, se colocará aceite mineral en la superficie una vez a la semana durante, y días. Especímenes: Vigas Árido grueso: Guayllabamba CONDICIÓN PROBETA EDAD b (mm) d (mm) L (mm) P (kg) MR MR Promedio Aceite Mineral GMS ,77 GMS ,51 GMS ,15 GMS ,24 GMS ,35 GMS ,01 6,14 5,69 5,68 CONDICIÓN PROBETA EDAD b (mm) d (mm) L (mm) P (kg) MR MR Promedio Aceite Mineral GMC ,24 GMC ,45 GMC ,52 GMC ,87 GMC ,21 GMC ,53 6,35 6,19 6,87 CONDICIÓN PROBETA EDAD b (mm) d (mm) L (mm) P (kg) MR MR Promedio Aceite Mineral GHE ,40 GHE ,60 GHE ,59 GHE ,43 GHE ,33 GHE ,80 7,00 6,51 8,57 107

123 CONDICIÓN PROBETA EDAD b (mm) d (mm) L (mm) P (kg) MR MR Promedio Aceite Mineral GHA ,39 GHA ,04 GHA ,96 GHA ,39 GHA ,15 GHA ,97 6,21 6,17 6,06 Especímenes: Probetas cilíndricas Árido grueso: Guayllabamba CONDICIÓN Aceite Mineral ESFUERZO PROBETA EDAD DIAMETRO AREA CARGA ESFUERZO PROMEDIO (cm) (cm 2 ) (kg) MPa MPa GMS1 10,4 84, ,38 GMS2 10,4 84, ,05 43,21 GMS1 10,4 84, ,53 GMS2 10,4 84, ,37 41,95 GMS1 10,4 84, ,65 GMS2 10,4 84, ,48 43,57 CONDICIÓN Aceite Mineral ESFUERZO PROBETA EDAD DIAMETRO AREA CARGA ESFUERZO PROMEDIO (cm) (cm 2 ) (kg) MPa MPa GMC1 10,4 84, ,09 GMC2 10,4 84, ,79 34,94 GMC1 10,4 84, ,61 GMC2 10,4 84, ,09 37,85 GMC1 10,4 84, ,95 GMC2 10,4 84, , 39,92 108

124 CONDICIÓN Aceite Mineral ESFUERZO PROBETA EDAD DIAMETRO AREA CARGA ESFUERZO PROMEDIO (cm) (cm 2 ) (kg) MPa MPa GHE1 10,4 84, ,41 GHE2 10,4 84, ,12 38,26 GHE1 10,4 84, ,40 GHE2 10,4 84, ,68 37,54 GHE1 10,4 84, ,06 GHE2 10,4 84, ,40 41,73 CONDICIÓN Aceite Mineral ESFUERZO PROBETA EDAD DIAMETRO AREA CARGA ESFUERZO PROMEDIO (cm) (cm 2 ) (kg) MPa MPa GHA1 10,4 84, ,62 GHA2 10,4 84, ,64 40,13 GHA1 10,4 84, ,85 GHA2 10,4 84, ,57 38,21 GHA1 10,4 84, ,86 GHA2 10,4 84, ,84 39,85 Especímenes: Vigas Árido grueso: Pifo CONDICIÓN PROBETA EDAD b (mm) d (mm) L (mm) P (kg) MR MR Promedio Aceite Mineral PMS ,37 PMS ,89 PMS ,31 PMS ,99 PMS , PMS ,64 8,13 8,15 8,10 109

125 CONDICIÓN PROBETA EDAD b (mm) d (mm) L (mm) P (kg) MR MR Promedio Aceite Mineral PMC ,11 PMC ,83 PMC ,65 PMC ,72 PMC ,93 PMC ,47 7,97 6,69 6,70 CONDICIÓN PROBETA EDAD b (mm) d (mm) L (mm) P (kg) MR MR Promedio Aceite Mineral PHE ,84 PHE ,13 PHE ,64 PHE ,12 PHE ,25 PHE ,68 5,99 6,38 6,47 CONDICIÓN PROBETA EDAD b (mm) d (mm) L (mm) P (kg) MR MR Promedio Aceite Mineral PHA ,13 PHA ,04 PHA ,69 PHA ,31 PHA ,49 PHA ,72 8,59 7,00 6,61 110

126 Especímenes: Probetas cilíndricas Árido grueso: Pifo CONDICIÓN Aceite Mineral ESFUERZO PROBETA EDAD DIAMETRO AREA CARGA ESFUERZO PROMEDIO (cm) (cm 2 ) (kg) MPa MPa PMS1 10,4 84, ,71 PMS2 10,4 84, ,11 42,91 PMS1 10,4 84, ,48 PMS2 10,4 84, ,73 54,60 PMS1 10,4 84, ,98 PMS2 10,4 84, ,44 53,21 CONDICIÓN Aceite Mineral ESFUERZO PROBETA EDAD DIAMETRO AREA CARGA ESFUERZO PROMEDIO (cm) (cm 2 ) (kg) MPa MPa PMC1 10,4 84, , PMC2 10,4 84, ,45 50,68 PMC1 10,4 84, ,08 PMC2 10,4 84, ,05 54, PMC1 10,4 84, ,31 PMC2 10,4 84, , 58,94 CONDICIÓN Aceite Mineral ESFUERZO PROBETA EDAD DIAMETRO AREA CARGA ESFUERZO PROMEDIO (cm) (cm 2 ) (kg) MPa MPa PHE1 10,4 84, ,17 PHE2 10,4 84, ,48 40,32 PHE1 10,4 84, ,53 PHE2 10,4 84, ,99 44,76 PHE1 10,4 84, ,34 PHE2 10,4 84, ,19 53,26 111

127 CONDICIÓN Aceite Mineral ESFUERZO PROBETA EDAD DIAMETRO AREA CARGA ESFUERZO PROMEDIO (cm) (cm 2 ) (kg) MPa MPa PHA1 10,4 84, ,76 PHA2 10,4 84, ,87 53,31 PHA1 10,4 84, ,59 PHA2 10,4 84, ,96 55,27 PHA1 10,4 84, ,44 PHA2 10,4 84, ,16 53,80 112

128 4.4.6 Exposición a desgate producido por el rodaje de vehículos sobre la superficie de la viga durante, y días. Especímenes: Vigas Árido Grueso: Guayllabamba CONDICIÓN PROBETA EDAD b (mm) d (mm) L (mm) P (kg) MR MR Promedio Rodadura GMS ,97 GMS ,85 GMS ,35 GMS , GMS ,44 GMS ,43 4,91 6,31 6,93 CONDICIÓN PROBETA EDAD b (mm) d (mm) L (mm) P (kg) MR MR Promedio Rodadura GMC ,64 GMC ,97 GMC ,35 GMC ,19 GMC ,17 GMC ,33 5,31 4,27 5,25 CONDICIÓN PROBETA EDAD b (mm) d (mm) L (mm) P (kg) MR MR Promedio Rodadura GHE ,09 GHE ,55 GHE ,37 GHE ,55 GHE ,51 GHE ,25 5,32 5,96 4,88 113

129 CONDICIÓN PROBETA EDAD b (mm) d (mm) L (mm) P (kg) MR MR Promedio Rodadura GHA ,89 GHA ,51 GHA ,11 GHA ,35 GHA ,27 GHA ,12 5,20 5,23 5,19 Especímenes: Probetas cilíndricas Árido Grueso: Guayllabamba CONDICIÓN PROBETA EDAD DIAMETRO AREA CARGA ESFUERZO ESFUERZO PROMEDIO (cm) (cm 2 ) (kg) MPa MPa GMS1 10,4 84, ,32 GMS2 10,4 84, ,51 39,41 Rodadura GMS1 10,4 84, ,79 GMS2 10,4 84, ,45 42,12 GMS1 10,4 84, ,31 GMS2 10,4 84, ,92 40,11 CONDICIÓN PROBETA EDAD DIAMETRO AREA CARGA ESFUERZO ESFUERZO PROMEDIO (cm) (cm 2 ) (kg) MPa MPa GMC1 10,4 84, ,82 GMC2 10,4 84, , 36,69 Rodadura GMC1 10,4 84, ,35 GMC2 10,4 84, ,82 37,09 GMC1 10,4 84, ,51 GMC2 10,4 84, ,83 33,17 114

130 CONDICIÓN PROBETA EDAD DIAMETRO AREA CARGA ESFUERZO ESFUERZO PROMEDIO (cm) (cm 2 ) (kg) MPa MPa GHE1 10,4 84, ,93 GHE2 10,4 84, ,33 43,13 Rodadura GHE1 10,4 84, , GHE2 10,4 84, ,24 42,76 GHE1 10,4 84, ,33 GHE2 10,4 84, ,05 40,19 CONDICIÓN PROBETA EDAD DIAMETRO AREA CARGA ESFUERZO ESFUERZO PROMEDIO (cm) (cm 2 ) (kg) MPa MPa GHA1 10,4 84, ,33 GHA2 10,4 84, ,79 43, Rodadura GHA1 10,4 84, ,76 GHA2 10,4 84, ,18 49,47 GHA1 10,4 84, ,23 GHA2 10,4 84, ,52 44,37 Especímenes: Vigas Árido grueso: Pifo CONDICIÓN PROBETA EDAD b (mm) d (mm) L (mm) P (kg) MR MR Promedio Rodadura PMS ,35 PMS ,12 PMS ,71 PMS ,99 PMS ,81 PMS ,92 5,73 5,85 6,87 115

131 CONDICIÓN PROBETA EDAD b (mm) d (mm) L (mm) P (kg) MR MR Promedio Rodadura PMC , PMC ,85 PMC ,44 PMC ,80 PMC ,95 PMC ,47 5,71 7,12 6,71 CONDICIÓN PROBETA EDAD b (mm) d (mm) L (mm) P (kg) MR MR Promedio Rodadura PHE ,19 PHE ,04 PHE ,63 PHE ,21 PHE ,67 PHE ,29 5,11 6,42 6,98 CONDICIÓN PROBETA EDAD b (mm) d (mm) L (mm) P (kg) MR MR Promedio Rodadura PHA ,31 PHA ,00 PHA ,59 PHA ,13 PHA ,93 PHA ,64 7,15 6,36 6,29 116

132 Especímenes: Probetas cilíndricas Árido grueso: Pifo CONDICIÓN PROBETA EDAD DIAMETRO AREA CARGA ESFUERZO ESFUERZO PROMEDIO (cm) (cm 2 ) (kg) MPa MPa PMS1 10,4 84, ,38 PMS2 10,4 84, ,32 38,85 Rodadura PMS1 10,4 84, ,50 PMS2 10,4 84, ,97 44,73 PMS1 10,4 84, ,64 PMS2 10,4 84, ,99 55,82 CONDICIÓN PROBETA EDAD DIAMETRO AREA CARGA ESFUERZO ESFUERZO PROMEDIO (cm) (cm 2 ) (kg) MPa MPa PMC1 10,4 84, ,45 PMC2 10,4 84, ,00 50,22 Rodadura PMC1 10,4 84, ,06 PMC2 10,4 84, ,22,14 PMC1 10,4 84, ,03 PMC2 10,4 84, ,67 55,35 CONDICIÓN PROBETA EDAD DIAMETRO AREA CARGA ESFUERZO ESFUERZO PROMEDIO (cm) (cm 2 ) (kg) MPa MPa PHE1 10,4 84, ,51 PHE2 10,4 84, ,92 36,22 Rodadura PHE1 10,4 84, ,51 PHE2 10,4 84, , 55,89 PHE1 10,4 84, ,61 PHE2 10,4 84, ,21 58,41 117

133 CONDICIÓN PROBETA EDAD DIAMETRO AREA CARGA ESFUERZO ESFUERZO PROMEDIO (cm) (cm 2 ) (kg) MPa MPa PHA1 10,4 84, ,15 PHA2 10,4 84, ,08 47,61 Rodadura PHA1 10,4 84,95 470,39 PHA2 10,4 84, ,33 58,36 PHA1 10,4 84, ,67 PHA2 10,4 84, ,41 60,54 118

134 CAPÍTULO 5 ANÁLISIS DE RESULTADOS Para el análisis de resultados se ha realizado diagramas Tiempo Módulo de Rotura de cada mezcla realizada con cada tipo de cemento y diferente tipo de árido grueso y expuesta a la misma condición; con este gráfico se realizará el análisis de cuál cemento es el que presenta mayor durabilidad. Los gráficos presentados a continuación son realizados con el árido grueso de Guayllabamba y los cementos que se está estudiando. 5.1 Guayllabamba - Curado estándar MR 10 GUAYLLABAMBA - CURADO ESTANDAR GHE GHA GMC GMS DÍAS En presente gráfico muestra la evolución del módulo de rotura del hormigón en los días de estudio; en el caso de cemento Selvalegre el módulo de rotura aumenta ligeramente a partir de los días, manteniéndose prácticamente constate hasta los días. 119

135 La mezcla con cemento Campeón presenta un incremento de módulo de rotura a los días, a los días disminuye una mínima cantidad que se puede considerar alguna deficiencia del método de ensayo ya que se trata de 0,25MPa. La mezcla realizada con cemento Holcim Premium presenta un decrecimiento del módulo de rotura con el paso del tiempo, es decir que a partir de los días el desempeño del hormigón va disminuyendo, a los días incrementa ligeramente sin lograr llegar al valor inicial; este comportamiento muestra que con el tiempo el hormigón no va ganando módulo de rotura ni lo mantiene como al inicio de la formación de las reacciones químicas. Para el cemento Armaduro el módulo de rotura se mantiene constante durante los días, lo que indica que la composición del hormigón mantiene sus propiedades. De esto podemos concluir, si bien es cierta la mezcla realizada con cemento Holcim Premium tiene mejor desempeño a los días, no logra mantener el comportamiento que los otros tres cementos si mantienen. En cuanto al cemento Selvalegre y Campeón en general mantienen sus propiedades. 120

136 5.2 Guayllabamba - Intemperie MR 9 GUAYLLABAMBA - INTERPERIE GHE GHA GMC GMS DÍAS La condición de exposición intemperie se refiere a deficiencia total de curado, las vigas elaboradas para someterlas a esta condición a las 24 horas de hormigonadas se colocaron al exterior del laboratorio sin ningún tipo de protección, sometidas a las condiciones climáticas durante el tiempo que se realizó es estudio. Para el hormigón realizado con cemento Selvalegre el módulo de rotura a los días disminuye respecto a los días causado justamente por la falta de hidratación para completar las reacciones químicas del cemento; pero, el módulo de rotura se mantiene constante hasta los días, lo que nos indica que tiene mayor estabilidad. El hormigón que se elaboró con cemento Campeón tiene un comportamiento similar al curado estándar, es decir el módulo de rotura incrementa hasta los días, luego de eso permanece constante. 121

137 Para el hormigón elaborado con cemento Holcim Premium, se observa que el hormigón no conserva sus propiedades al pasar el tiempo, a los días el desempeño en módulo de rotura disminuye notablemente, pero se recupera a los días. El hormigón elaborado con cemento Armaduro incrementa su módulo de rotura a los días respecto a los días, a los días disminuye en alrededor de 1MPa, este comportamiento se debería a que la condición de falta de curado pudo provocar que las reacciones del cemento no concluyan. 122

138 5.3 Guayllabamba Solución azufre MR 10 GUAYLLABAMBA - SOLUCIÓN AZUFRE GHE GHA GMC GMS DÍAS Una de las condiciones de exposición fue someter los especímenes de ensayo vigas y cilindros a una solución de azufre con una concentración del 5%. Las vigas se sometieron a este agente agresivo 24 horas después de fabricadas durante los días. El comportamiento de cemento Selvalegre y Campeón es prácticamente el similar, las curvas están superpuestas, el módulo de rotura a los días es prácticamente constante ya que varía 0,2MPa comparado con el módulo de rotura a los días; sin embargo a los días se aprecia una disminución del módulo de 0,57 MPa, indicando que la solución de azufre logra degradar relativamente el desempeño del hormigón. El hormigón elaborado con cemento Holcim Premium disminuye el módulo de rotura a días respecto al obtenido a los días, a los días se podría considerar constante ya que reduce 0,50MPa que puede ser debido al método de ensayo; la reducción del módulo de rotura de días 123

139 a días es de 1,1MPa, lo que indica que está mezcla se afecta por la condición de agresividad. La mezcla realizada con cemento Armaduro a los días tiene mayor módulo de rotura que a los días, a los días tiene una reducción de 0,57MPa respecto a los días, lo que mostraría que tiene un proceso de degradación por efecto de la solución de azufre que afecta al hormigón. 124

140 5.4 Guayllabamba Agua de mar MR 8 GUAYLLABAMBA - AGUA DE MAR GHE GHA GMC GMS DÍAS Debido a que existe la necesidad de realizar construcciones que están en contacto con el agua de mar, como la costa ecuatoriana, por este motivo se sometió a los especímenes de ensayo vigas y cilindros a esta condición de agresividad. El hormigón realizado don cemento Selvalegre muestra un incremento del módulo de rotura a todas las edades, lo que muestra que no sufre desgaste por agresión del agua de mar. El hormigón realizado con cemento Campeón tiene un incremento de módulo de rotura hasta los días, no existe un desgaste del desempeño del hormigón por la agresión de las sales y demás minerales presentes en el agua de mar. El hormigón realizado con cemento Holcim Premium muestra un incremento del módulo de rotura en todas las edades, es decir no presenta procesos de degradación. 125

141 El hormigón realizado con cemento armaduro presenta una curva prácticamente constante, la variación de a días es de 0,1MPa y 0,46MPa de a días, se puede interpretar como que la agresión del agua de mar no es considerable es decir no le afecta. 126

142 5.5 Guayllabamba - Rodadura MR 8 GUAYLLABAMBA - RODADURA GHE GHA GMC GMS DÍAS La condición de agresividad de rodadura fue considerada debido a que existen varios proyectos viales en el Ecuador que se están construyendo con pavimentos rígido, como en la provincia del Azuay y el oriente ecuatoriano, por tal motivo se intentó replicar esta condición en el laboratorio adecuando una rampa para hacer que un auto se desplace sobre las vigas a ser ensayas, en general en las probetas se notó que los bordes se dañaron por el efecto del paso de la rueda del auto. El hormigón elaborado con cemento Selvalegre muestra un incremento del módulo de rotura en los días, lo que permite concluir que su comportamiento bajo esta condición es óptimo. El hormigón realizado con Cemento Campeón tiene una disminución del módulo de rotura a los días de 1,03MPa, a los días el módulo de rotura es semejante al obtenido a los días. 127

143 En el caso del Hormigón realizado con cemento Holcim Premium se observa que a los días hay una disminución del módulo de rotura de 1,1MPa, lo que nos indica que bajo está condición de agresividad el hormigón presenta desgaste. El hormigón realizado con cemento Armaduro muestra un comportamiento prácticamente constante en los días, lo que indica que bajo está condición el hormigón no se desgasta con facilidad. 1

144 5.6 Guayllabamba Aceite mineral MR 9 GUAYLLABAMBA - ACEITE MINERAL GHE GHA GMC GMS DÍAS El aceite mineral es un elemento muy utilizado en las industrias como en el sector petrolero, ya que permite que los vehículos puedan movilizarse, no es extraño que en parqueaderos de diferentes lugares se encuentre residuos de aceite mineral, se desea comprobar cuanto afecta este elemento en el desempeño del hormigón, ya que se infiltra en el hormigón. Para el Hormigón elaborado con cemento Selvalegre se observa una disminución de 0,65MPa de a días, a partir de los días el módulo de rotura se mantiene constante, se concluye que a edades tempranas tiene una afectación bajo esta condición de agresividad. El hormigón elaborado con cemento Campeón muestra un módulo de rotura que incrementa con el tiempo de exposición, lo que permite concluir que el aceite mineral no afecta al desempeño de este hormigón. 129

145 El hormigón realizado con cemento Holcim Premium tiene un comportamiento prácticamente constante hasta los días, el módulo de rotura a los días incrementa en 2MPa, lo que nos indica que está condición no le afecta en el comportamiento y desempeño del hormigón. El hormigón que se ha fabricado con cemento Armaduro tiene un comportamiento prácticamente constante durante todo el periodo de los días, presenta una variación de 0,3MPa, que puede ser por el método de ensayo; se podría decir que está condición no es agresiva para el hormigón. 130

146 Los gráficos presentados a continuación son realizados con el árido grueso de Pifo y los cementos que se está estudiando. 5.7 Pifo Curado estándar MR 9 PIFO - CURADO ESTANDAR PHE PHA PMC PMS DÍAS Para esta condición el hormigón realizado con cemento Selvalegre se puede considerar que los módulos de rotura han permanecido constantes durante los días, tienen una variación de 0,15MPa. A los días el módulo de rotura es prácticamente el mismo que a días. Mostrándonos que el hormigón logra mantener sus propiedades en el paso del tiempo. El hormigón realizado con cemento Campeón, muestra un módulo de rotura prácticamente constante hasta los días ya que tiene una variación de 0,33MPa; pero a los días tiene una reducción de 0,75MPa, la variación no es muy considerable. Para la condición de curado estándar para el hormigón realizado con cemento Holcim Premium se puede observar que los módulos de rotura a 131

147 todas las edades son prácticamente constantes, tienen una variación de 0,33MPa, considerado como variación del método de ensayo. En el caso del hormigón realizado con cemento Armaduro a los días se observa una disminución del módulo de rotura de 0,94MPa que se mantiene hasta los días, esta variación muestra que el desempeño del hormigón no ha logrado mantenerse en el tiempo. 132

148 5.8 Pifo - Intemperie MR PIFO - INTERPERIE PHE PHA PMC PMS DÍAS Estos especímenes de ensayo se ubicaron en la intemperie, en el exterior del laboratorio sin ningún tipo de cuidado. El hormigón realizado con cemento Selvalegre muestra un incremento del módulo de rotura hasta los días, en donde se puede identificar una clara variación decreciente de sus propiedades, tiene una variación de 1,8MPa, mostrando que con el paso del tiempo el hormigón que tuvo deficiente curado empieza a perder sus propiedades. En el hormigón realizado con cemento Campeón muestra un comportamiento semejante al de Selvalegre, en los días muestra un claro aumento de módulo de rotura de 2,69MPa, pero a los días decrece este comportamiento con 1,59MPa, sin embargo es un valor más alto que el obtenido a los días; se podría mencionar que este hormigón con el paso del tiempo mantiene las propiedades de durabilidad, aunque con un adecuado control podría desempeñarse mejor. 133

149 Del análisis del gráfico podemos mencionar que el hormigón realizado con cemento Holcim Premium prácticamente mantiene el módulo de rotura hasta los días, a partir de ello aumenta 0,89MPa, dando muestras de que el hormigón permite no curarse adecuadamente y mantener sus propiedades. El Hormigón realizado con cemento Armaduro en los primeros días tienen un decrecimiento de 0,26MPa en su módulo de rotura, pero a los días muestra un decrecimiento de 0,69MPa, mostrando que está condición de falta de curado adecuado afecta el desempeño del hormigón ya que las reacciones químicas que generan la ganancia de resistencia se detienen. 134

150 5.9 Pifo Solución azufre MR PIFO - SOLUCIÓN AZUFRE PHE PHA PMC PMS DÍAS La solución de azufre bajo la cual se sometió estos especímenes de ensayo tuvo una concentración del 5%, a las 24 horas de fundidas las vigas se colocaron en la solución. Para el hormigón elaborado con cemento Selvalegre se puede observar que el módulo de rotura tiene una variación de 0,03MPa, lo que nos muestra que este hormigón mantiene sus propiedades en el tiempo, es decir es adecuado para obras que tengan este tipo de exposición o agresividad. El hormigón realizado con cemento Campeón muestra decrecimiento del módulo de rotura a los días, la variación es de 1,08MPa. A los días el módulo de rotura se mantiene prácticamente constante, tiene un incremento de 0,08MPa; se puede interpretar este comportamiento como que a edades tempranas el hormigón aun es vulnerable a la agresión de sulfatos, pero que con el pasar del tiempo mantiene sus propiedades. 135

151 De los resultados obtenidos se puede mencionar que el hormigón realizado con cemento Holcim Premium mantiene constante su módulo de rotura, con variaciones de 0,02MPa, lo que muestra que este hormigón resiste al ataque de sulfatos. El hormigón realizado con cemento Armaduro tiene un decrecimiento del módulo de rotura a los días, la disminución es de 0,92MPa, a los días mantiene constante su desempeño, se puede mencionar que este comportamiento muestra que a edades tempranas este hormigón es más vulnerable a la acción de sulfatos, pero al avanzar las reacciones químicas en el hormigón va mostrando que puede mantener sus propiedades de durabilidad. 136

152 5.10 Pifo Agua de mar MR 10 PIFO - AGUA DE MAR PHE PHA PMC PMS DÍAS Analizando el gráfico obtenido de los hormigones sometidos a la agresión del agua de mar se puede mencionar lo siguiente: El hormigón realizado con cemento Selvalegre muestra un aumento en el módulo de rotura a los días de 1,35MPa, pero a los días disminuye 0,75MPa, sin embargo el valor de módulo de rotura a las días no es menor que el obtenido a los días, esto nos muestra que el hormigón si resiste a este ataque del agua de mar. En el hormigón realizado con cemento Campeón se observa que el módulo de rotura se mantiene prácticamente constate durante los días, presenta ligeras variaciones, aumento de 0,79MPa a los días y una disminución de 0,34MPa s los días que se puede despreciar por el método de ensayo. Este tipo de hormigón tiene un comportamiento más uniforme ante este agente agresivo. 137

153 El hormigón elaborado con cemento Holcim Premium a los días disminuye su módulo de rotura en 1,27MPa, a los días tiene una disminución de 0,12MPa, podemos considerar que mantiene sus propiedades desde los días a los días, la agresión del agua de mar afecta principalmente a edades donde las reacciones químicas son más estables. El hormigón realizado con cemento Armaduro a los días aumenta 0,1MPa en su módulo de rotura, se puede considerar como constante, ya que el método de ensayo puede provocar esta variación, a partir de los días muestra una variación de 0,98MPa, se interpretaría como que al hormigón elaborado con este tipo de cemento el agua de mar logra penetra y empieza un proceso de degradación. 138

154 5.11 Pifo - Rodadura MR 8 PIFO - RODADURA PHE PHA PMC PMS DÍAS Para esta condición el hormigón expuesto a rodadura elaborado con cementoselvalegre muestra un comportamiento creciente a todas las edades, especialmente desde los días incrementa su módulo de rotura en 1,02MPa, este comportamiento nos indica que este tipo de hormigón es durable para este tipo de exposición. En el caso del Hormigón elaborado con cemento Campeón el crecimiento del módulo de rotura se da hasta los días, donde se podría considerar que permanece constante ya que la variación a los días es de 0,41MPa, que puede darse por la ejecución del ensayo. En cambio el hormigón fabricado con cemento Holcim Premium muestra un buen desempeño durante los días, su módulo de rotura es creciente, a todas las edades; podríamos decir que esta exposición no le afecta a este tipo de hormigón. 139

155 EL hormigón realizado con cemento Armaduro a los días presenta un decrecimiento del módulo de rotura de 0,79MPa, a partir de los días permanece prácticamente constante, se podría mencionar que este tipo de hormigón a edad temprana es vulnerable a la rodadura, seguramente tiene relación con la velocidad de las reacciones químicas que se producen al interior del hormigón. 140

156 5.12 Pifo Aceite mineral MR 10 PIFO - ACEITE MINERAL PHE PHA PMC PMS DÍAS Para esta condición agresiva, el hormigón realizado con cemento Selvalegre presenta una variación de 0,05MPa, se considera que sus propiedades se mantienen en el paso del tiempo, este hormigón puede resistir el ataque de este elemento sin sufrir un proceso de degradación. En el caso del hormigón realizado con cemento Campeón se observa que a los días tiene una variación de 1,MPa, es decir a edad temprana el aceite mineral afecta su desempeño, a los días se mantiene el mismo módulo de rotura; es decir que este tipo de hormigón es vulnerable al aceite mineral a edades tempranas. El hormigón realizado con cemento Holcim Premium mantiene el módulo de rotura durante el tiempo, podemos decir que este tipo de hormigón no es afectado por la acción del aceite mineral. El hormigón elaborado con cemento Armaduro a los días muestra un decrecimiento del módulo de rotura de 1,59MPa, a los días respecto a 141

157 los días disminuye 0,39MPa, que se consideraría como que el módulo de rotura se mantiene constante. La exposición al aceite mineral le afecta a este tipo de hormigón. 142

158 5.13 Variaciones del módulo de rotura debido a las condiciones agresivas que experimentan los especímenes. A continuación se presenta los gráficos elaborados para cada tipo de hormigón con todas las exposiciones a las que se ha sometido para evaluar cuál de las condiciones es la más agresiva para la combinación de áridos cemento. De acuerdo a lo establecido en la norma INEN 2554, Determinación de la resistencia a la flexión del hormigón, utilizando una viga simple con carga en los tercios se encontró los módulos de rotura que no son considerados error de ensayo para determinar que condición es la más agresiva para cada una de las mezclas. De acuerdo a la norma es permisible un 16% de variación entre los valores obtenidos en un mismo laboratorio, realizados los ensayos por la misma persona; es decir un valor con variación de 16% es considerado como que no tiene variación, si la variación es más del 16% el módulo de rotura es otro mayor o menor, de acuerdo al caso. MR 9 GUAYLLABAMBA - SELVALEGRE CURADO INTEMPERIE AZUFRE AGUA MAR RODADURA ACEITE DÍAS 143

159 RANGO DE GUAYABAMBA SELVALEGRE (GMS) DATOS INTEMPERIE AZUFRE MAR RODADURA ACEITE DE A -8.30% -1.06% 4.04%.49% -7.27% DE A 2.62% % 8.98% 9.82% -0.23% En el hormigón que se ha elaborado con árido grueso de Guayllabamba y cemento Selvalegre se puede observar que los agentes agresivos que le producen menos afectación, se ordena desde la agresión que menos efecto causa hasta la que más efecto produce en el desempeño del hormigón. Rodadura Agua de mar Intemperie Aceite mineral Solución de azufre 144

160 MR GUAYLLABAMBA - CAMPEÓN CURADO INTEMPERIE AZUFRE AGUA MAR RODADURA ACEITE DÍAS RANGO DE GUAYABAMBA - CAMPEÓN DATOS INTEMPERIE AZUFRE MAR RODADURA ACEITE DE A 5.92% -2.40% 1.55% % -2.42% DE A -1.42% -8.45% 7.01% 23.13% 10.98% En el hormigón que se elaboró con árido grueso de Guayllabamba y cemento Campeón se puede mencionar que los agentes agresivos a los que ha sido expuesto le afectan de menor a mayor los siguientes: Intemperie Agua de mar Solución de azufre Aceite mineral Rodadura 145

161 MR 10 GUAYLLABAMBA - HOLCIM HE CURADO INTEMPERIE AZUFRE AGUA MAR RODADURA ACEITE DÍAS RANGO DE GUAYABAMBA - HOLCIM HE DATOS INTEMPERIE AZUFRE MAR RODADURA ACEITE DE A % % 43.06% 12.03% -7.05% DE A 62.33% 6.23% 8.80% % 31.66% En el hormigón elaborado con árido grueso de Guayllabamba y cemento Holcim Premium tiene algunas condiciones de exposición en las que se desempeña mejor que en otras, ordenando las agresiones que menos le afecta hasta la que más le afecta sería: Agua de mar Aceite mineral Rodadura Solución de azufre Intemperie 146

162 MR GUAYLLABAMBA - ARMADURO CURADO INTEMPERIE AZUFRE AGUA MAR RODADURA ACEITE DÍAS RANGO DE GUAYABAMBA - ARMADURO DATOS INTEMPERIE AZUFRE MAR RODADURA ACEITE DE A 35.59% 5.02% -3.02% 0.51% -0.64% DE A % -8.% 9.55% -0.64% -1.84% En el hormigón realizado con la combinación de árido grueso Guayllabamba y cemento Armaduro de acuerdo al grafico obtenido se puede mencionar las condiciones que le afectan, se ordena mencionando primero a la condición que menos le afecta hasta la que más afectación produce. Rodadura Aceite mineral Agua de mar Solución de azufre Intemperie 147

163 Análisis de las curvas del hormigón realizado con material de Pifo y las diferentes combinaciones de cemento para establecer que condición de agresividad es la que más le afecta. MR PIFO - SELVALEGRE CURADO INTEMPERIE AZUFRE AGUA MAR RODADURA ACEITE DÍAS RANGO DE PIFO - SELVALEGRE DATOS INTEMPERIE AZUFRE MAR RODADURA ACEITE DE A 53.10% 0.35% 17.% 1.98% 0.16% DE A % 0.09% -8.24% 17.45% -0.57% En el hormigón que se ha elaborado con árido grueso de Pifo y cemento Selvalegre se puede observar que los agentes agresivos que le producen menos afectación, se ordena desde la agresión que menos efecto causa hasta la que más efecto produce en el desempeño del hormigón. Agua de mar Intemperie Solución de azufre Aceite mineral Rodadura 148