Propuesta de modelo para determinar el impacto técnico-económico en mezclas de concreto hidráulico por el contenido de finos en los agregados del Río Sonora. PRESENTADO POR: MANUEL RAMÓN RAMIREZ CELAYA Universidad de Sonora Posgrado en Ingeniería Civil Hermosillo, Sonora Noviembre del 2010
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Propuesta de modelo para determinar el impacto técnico-económico en mezclas de concreto hidráulico por el contenido de finos en los
agregados del Río Sonora.
PRESENTADO POR:
MANUEL RAMÓN RAMIREZ CELAYA
Universidad de Sonora Posgrado en Ingeniería Civil
Hermosillo, Sonora Noviembre del 2010
INTRODUCCIÓN
El concreto hidráulico es un
material muy utilizado en la
construcción, por su
versatilidad, disponibilidad de
componentes y economía.
Está compuesto por cemento,
agregados gruesos y finos, agua,
aire y en ocasiones aditivos.
Generalidades
INTRODUCCIÓN
Algunas propiedades del concreto se
ven influenciadas por contaminantes
en sus agregados como son los finos
plásticos en las arenas.
En Hermosillo la industria de la
construcción ofrece dos tipos de
arenas: normal y lavada.
Generalidades
El presente estudio en base a la
experimentación evalúa la conveniencia
técnica y económica de utilizar en las
mezclas de concreto hidráulico arenas
lavadas en forma industrial en lugar de
arenas convencionales.
ALCANCE
El estudio se limita a generar una serie de modelos
que relacionen el comportamiento de la resistencia a
compresión, la demanda de agua y la contracción
lineal de una mezcla de concreto hidráulico al
incrementar gradualmente el contenido de finos en las
arenas del Río Sonora municipio de Hermosillo.
Planteamiento del problema
Evaluar el impacto en las propiedades del concreto
hidráulico por el uso de arenas con alto contenido de
finos
OBJETIVO
JUSTIFICACIÓN
Las arenas del Río Sonora llegan a presentar un alto contenido de
finos (entre 5 % y 9 %); algunos productores de material han
invertido en su proceso de explotación y producción de agregados
a través del lavado del material.
Las arenas obtenidas de estos procesos arrojan contenidos de
finos del orden de 1.13% – 4.0.
Planteamiento del problema
La visión general del constructor en el estado de sonora, es la de
utilizar el agregado fino más económico que puede conseguir
para producir concreto, restando importancia a su calidad, por lo
que el presente estudio aporta datos para mejorar la percepción
y pertinencia del uso de arenas limpias para producir concreto
JUSTIFICACIÓN
Planteamiento del problema
Definición de hipótesis:
“A menor cantidad de finos con similar plasticidad,
presentes en las arenas de los bancos de materiales
en Hermosillo, mayor será la resistencia a compresión,
menor la contracción lineal, la demanda de agua y el
costo de una mezcla de concreto hidráulico”
Planteamiento del problema
EVOLUCIÓN DEL CONCRETO HIDRÁULICO
1824: Joseph Aspind desarrolla un aglomerante de caliza y arcilla que le
llamó cemento Pórtland.
1867: el concreto armado es patentado por Joseph Monier.
Componentes del concreto y su evolución
A partir de entonces, el concreto
hidráulico se convierte en uno de
los materiales más usados en la
construcción
Actualmente se considera que el
consumo de concreto anual en el
mundo es de aproximadamente
dos tonelada por cada ser humano
del planeta.
“Eurotúnel” cruza el canal de la
mancha y une a Francia con
Inglaterra por debajo del mar.
Puente de la confederación de
12.9 km de longitud en Canadá
Presa de las tres
gargantas en china.
Presas Aguamilpa y el Cajón en México
EVOLUCIÓN DEL CONCRETO HIDRÁULICO
Componentes del concreto y su evolución
Estado fresco: trabajabilidad,
consistencia, masa unitaria, sangrado,
cohesión, segregación, fraguado, etc.
•Estado endurecido: resistencia,
estabilidad volumétrica, permeabilidad,
durabilidad, etc.
Demanda de agua: cantidad de agua
en una mezcla de concreto necesaria
para producir una determinada
consistencia, independiente de la
cantidad absorbida por los agregados
PROPIEDADES DEL CONCRETO HIDRÁULICO
125
75
100
50
25
052 10 10024 1000010001
0.1
Concreto blando
Tiempo transcurrido desde el mezclado, horas
Concreto en endurecimiento
progresivo
3 d
ías
7 d
ías
28
día
s
3 m
eses
1 a
ño
Resistencia
%
Concreto enrigidización
125
75
100
50
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052 10 10024 1000010001
0.1
Concreto blando
Tiempo transcurrido desde el mezclado, horas
Concreto en endurecimiento
progresivo
3 d
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s
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eses
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ías
7 d
ías
28
día
s
3 m
eses
1 a
ño
Resistencia
%
Concreto enrigidización
Componentes del concreto y su evolución
La resistencia a compresión se define como la capacidad de
soportar carga a compresión por unidad de área del concreto
hidráulico, medida en ensayes de especimenes elaborados, curados
y probados en las condiciones estándar y se expresa como:
= P/A donde: = Esfuerzo a compresión en kg/cm2
P = Carga a compresión última aplicada en kg
A = Área de la sección transversal en cm2
PROPIEDADES DEL CONCRETO HIDRÁULICO
Componentes del concreto y su evolución
La contracción lineal representa un cambio de longitud en una muestra o
elemento de concreto medido a lo largo de su longitud axial por otras
causas diferentes a la aplicación de cargas.
C.L.= DL/Lo donde: C.L= contracción lineal
DL = cambio de longitud en mm
Lo = longitud inicial en mm
La contracción inicia después que el
concreto se ha colocado y terminado y
empieza a secarse; puede durar 20 años o
más pero bajo condiciones ordinarias
probablemente el 90 % se da durante el
primer año
PROPIEDADES DEL CONCRETO HIDRÁULICO
Componentes del concreto y su evolución
Neville asegura que la intensidad de la contracción disminuye
rápidamente con el tiempo:
•Del 14 al 34% de la contracción a 20 años ocurre en 2 semanas.
•Del 40 al 80% de la contracción a 20 años ocurre en 3 meses.
•Del 66 al 85% de la contracción a 20 años ocurre en 1 año.
Y considera que el contenido de agua en
una mezcla de concreto es un factor
importante en el nivel de contracción
alcanzado
PROPIEDADES DEL CONCRETO HIDRÁULICO
Componentes del concreto y su evolución
Carlson relacionó densidad-contracción
Odman relacionó w/c-agregados-contracción
G.E. Troxell, J.M. Raphael y R.E. Davis, demostraron experimentalmente
que la humedad relativa a la que se expone el elemento de concreto
influye fuertemente en la magnitud de su contracción
PROPIEDADES DEL CONCRETO HIDRÁULICO
Actualmente la mayor parte de las investigaciones se basan en el uso
de agregados alternativos: arenas del desierto y desechos de
construcciones. Componentes del concreto y su evolución
ASTM NMX ASTMNMX
Pretensados
Arena natural 3 5 5 8
Arena triturada 5 6 7 10
Máxima cantidad permitida (%)
Material que pasa la malla No. 200Agregado fino
Concreto sujeto a la abrasión Concreto No sujeto a la abrasión Hasta 25 Hasta 5 15
Hasta 25 6 -10 13
Hasta 25 11 - 15 6
26 - 35 Hasta 5 13
26 - 35 6 -10 10
26 - 35 11 - 15 5
36 -40 Hasta 5 10
Máxima cantidad permitida
en masa Material que pasa
la malla No. 200 (%) NMX -
C -111 para otros
concretos
Límite líquido Índice plástico
Especificaciones de los contaminantes en arenas para concreto de
acuerdo a las normas ASTM y NMX
LOS FINOS COMO CONTAMINANTES DE LOS AGREGADOS
Componentes del concreto y su evolución
PROCESOS DE EXPLOTACIÓN Y LAVADO DE AGREGADOS
Cribado y lavado simultáneo Lavadoras tipo tornillo Fuente de abastecimiento
Antecedentes
Mínimo Promedio Máximo Mínimo Promedio Máximo
Arena normal 4.82 6.59 8.9 2.4 2.86 3.21
Arena lavada 1.13 2.53 3.96 2.82 3.15 3.51
Finos (%) Módulo de finura Tipo de arena
Características de arena lavada y arena normal en
bancos de materiales de Hermosillo
De acuerdo a la carta de plasticidad, podemos clasificar los finos