UNIVERSIDAD TÉCNICA PARTICULAR DE LOJA La Universidad Católica de Loja ÁREA TÉCNICA TITULO DE INGENIERO CIVIL Uso de la puzolana natural procedente del bagazo en la formulación de hormigón estructural TRABAJO DE TITULACIÓN. AUTOR: Vargas Pogo, Victor Hugo DIRECTOR: Duque Yaguache, Edwin Patricio, MSc LOJA – ECUADOR 2018
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UNIVERSIDAD TÉCNICA PARTICULAR DE LOJAdspace.utpl.edu.ec/bitstream/20.500.11962/22423/1/Vargas Pogo, Vi… · Diseño de mezclas de concreto (Código ACI 211.1)..... 64 Hormigón
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UNIVERSIDAD TÉCNICA PARTICULAR DE LOJA
La Universidad Católica de Loja
ÁREA TÉCNICA
TITULO DE INGENIERO CIVIL
Uso de la puzolana natural procedente del bagazo en la formulación de
hormigón estructural
TRABAJO DE TITULACIÓN.
AUTOR: Vargas Pogo, Victor Hugo
DIRECTOR: Duque Yaguache, Edwin Patricio, MSc
LOJA – ECUADOR
2018
Esta versión digital, ha sido acreditada bajo la licencia Creative Commons 4.0, CC BY-NY-SA: Reconocimiento-No comercial-Compartir igual; la cual permite copiar, distribuir y comunicar públicamente la obra, mientras se reconozca la autoría original, no se utilice con fines comerciales y se permiten obras derivadas, siempre que mantenga la misma licencia al ser divulgada. http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/deed.es
El presente trabajo de titulación: Uso de la puzolana natural procedente del bagazo en la formulación de hormigón estructural realizado por Vargas Pogo,Victor Hugo, ha sido orientado y revisado durante su ejecución, por cuanto se aprueba la presentación del mismo.
Loja, mayo de 2018
f) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
iii
DECLARACIÓN DE AUTORÍA Y CESIÓN DE DERECHOS
“Yo Victor Hugo Vargas Pogo, declaro ser autor del presente trabajo de titulación: Uso de la
puzolana natural procedente del bagazo en la formulación de hormigón estructural, de la
Titulación de Ingeniería Civil, siendo Edwin Patricio Duque Yaguache director del presente
trabajo; y eximo expresamente a la Universidad Técnica Particular de Loja y a sus
representantes legales de posibles reclamos o acciones legales. Además, certifico que las
ideas, conceptos, procedimientos y resultados vertidos en el presente trabajo investigativo,
son de mi exclusiva responsabilidad.
Adicionalmente declaro conocer y aceptar la disposición del Art. 88 del Estatuto Orgánico de
la Universidad Técnica Particular de Loja que en su parte pertinente textualmente dice:
“Forman parte del patrimonio de la Universidad la propiedad intelectual de investigaciones,
trabajos científicos o técnicos y tesis de grado o trabajos de titulación que se realicen con el
apoyo financiero, académico o institucional (operativo) de la Universidad”
f. ..............................................................
Autor: Vargas Pogo Victor Hugo
Cédula: 1105894420
iv
DEDICATORIA
A Dios y a la Virgen María, por guiarme en esta etapa de mis estudios y darme la fuerza para
no decaer.
A mis padres, María Delmira y Victor Hugo por brindarme su apoyo incondicional y sus
consejos los cuales han sido la motivación para culminar mi carrera profesional.
A mis Hermanos, Deysi Elizabeth y Ronal Lenin ser un pilar fundamental en el transcurso de
mi formación personal y académica.
A mis amigos y familiares, por su cariño brindado y sus enseñanzas que han contribuido a la
formación tanto personal como académica, con cariño y amor
El Autor.
v
AGRADECIMIENTO
De manera especial a mis queridos padres, María Delmira y Victor Hugo, por su esfuerzo y su
trabajo que me han permitido culminar mi carrera profesional a ellos que les debo todo.
A la Universidad Técnica Particular de Loja por brindarnos la oportunidad de trabajar en este
tema de investigación, de manera especial a la titulación de Ingeniería Civil por facilitarnos el
uso de los laboratorios para el desarrollo de los diferentes ensayos para la realización de
nuestro trabajo, a mis docentes por sus enseñanzas brindadas que han contribuido en mi
formación académica.
Al Msc Edwin Patricio Duque Yaguache, Director del presente trabajo, por sus enseñanzas
brindadas y su orientación a lo largo del desarrollo del Trabajo de Fin de Titulación.
Al Ing. Juan Carlos Quituña, Ing. Diego Mata, Doctor John Luis Manrique, Doctor Ángel Ruiz
Pico, Msc Ángel Guillermo Tapia, Msc Berenice Cecibel Zúñiga por la documentación y ayuda
brindada en la realización de los diferentes ensayos.
El Autor.
vi
ÍNDICE DE CONTENIDOS
APROBACIÓN DEL DIRECTOR DEL TRABAJO DE TITULACIÓN ....................................... ii
DECLARACIÓN DE AUTORÍA Y CESIÓN DE DERECHOS .................................................. iii
DEDICATORIA ..................................................................................................................... iv
AGRADECIMIENTO .............................................................................................................. v
ÍNDICE DE CONTENIDOS ................................................................................................... vi
ÍNDICE DE TABLAS ............................................................................................................. ix
INDICE DE FOTOGRAFÍAS ................................................................................................. xii
Exposición Severa 7.5 7 6 6 5.5 5 4.5 4 * Estas cantidades de agua de mezcla se utilizan en el cálculo de los contenidos de
cemento en las mezclas de prueba. Estas cantidades son máximas para agregados gruesos razonablemente angulares con granulometría dentro de los límites de las especificaciones.
** El revenimiento (asentamiento) del hormigón que contenie agregados mayores que 37.5 mm se basa en el ensayo de revenimiento realizado después de la remoción de las
partículas mayores que 37.5 mm , a través de cribado húmedo Fuente: kosmatka, S. H., Kerkhoff, B., Panarese, W.C., y Tanesi, J. (2004). Diseño y control de Mezclas de Concreto. Portland Cement Association. (pp. 190). México: Grupo Apasco. Elaboración: El autor
Los niveles de exposición especificados en la tabla 19 se explican a continuación:
Exposición leve: Incluye el tipo de construcciones en climas donde no se expondrá a
congelación ni a descongelantes y la inclusión de aire se da para incluir efectos benéficos
distintos de la durabilidad tales como: trabajabilidad, cohesión, o aumento de la resistencia o
en mezclas con pequeños porcentajes de cemento (Kosmatka et al., 2004).
Exposición moderada: En climas donde se espera que el concreto estará expuesto a la
ocurrencia de la congelación, pero no en forma continua. Este tipo de exposición no considera
la acción de descongelantes o productos químicos (Kosmatka et al., 2004).
40
Exposición severa: Se incluye al tipo de concreto que estará expuesto en forma permanente
a descongelantes o productos químicos agresivos y al concreto expuesto a la humedad de
forma continua o agua antes de la congelación (Kosmatka et al., 2004).
Relación agua – cemento.
La relación agua cemento se selecciona de acuerdo a la resistencia media requerida (f´cr ) y
de las condiciones ambientales a la que estará expuesta la estructura.
Para la selección de la relación agua cemento se debe realizar no solo por los requisitos de
resistencia sino también por los requisitos de durabilidad para ello el ACI 211.1 propone la
utilización de dos tablas. La tabla 21 y la tabla 22, la tabla 21 permite elegir la relación (agua
/cemento) según los requisitos de durabilidad en obras con diferentes condiciones de
exposición y la tabla 22 permite elegir en función de su resistencia compresión a los 28 días.
Se debe tomar en cuenta que tiene que predominar los requisitos de durabilidad sobre los de
resistencia.
Tabla 21 Relación agua material cementante máxima para diferentes condiciones de exposición.
Condición de Exposición Relación agua-material cementante máxima por masa de
concreto
Resistencia a compresión de
diseño mínima f´c Kg/cm²
(MPa)[Lb/plg²]
Concreto protegido de la exposición a congelación - deshielo, de la
aplicación de sales de deshielo o de sustancias agresivas
Elija la relación agua -material cementante
basándose en la resistencia,
trabajabilidad, y requisitos de acabado
superficial
Elija la resistencia basándose en los
requisitos estructurales
Concreto que se pretende que tenga baja permeabilidad cuando sea
expuesto al agua.
0.5 280 (28) [4000]
Concreto expuesto a congelación - deshielo en la condición húmeda y a
descongelantes .
0.45 320 (31) [4500]
Para la protección contra la corrosión del refuerzo (armadura) del concreto expuesto a cloruro de sales descongelantes, agua salobre,
0.4 350(35) [5000]
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agua del mar o rociado de las fuentes
Fuente: kosmatka, S. H., Kerkhoff, B., Panarese, W.C., y Tanesi, J. (2004). Diseño y control de Mezclas de Concreto. Portland Cement Association. (pp. 190). México: Grupo Apasco. Elaboración: El autor
La tabla 22 considera la elección de la relación (agua / cemento) en función de la resistencia
a compresión a los 28 días que se requiera.
Tabla 22. Relación (agua/ cemento) en función de la resistencia a los 28 días
Fuente: kosmatka, S. H., Kerkhoff, B., Panarese, W.C., y Tanesi, J. (2004). Diseño y control de Mezclas de Concreto. Portland Cement Association. (pp. 190). México: Grupo Apasco. Elaboración: El autor
Cantidad de cemento.
La cantidad de cemento por unidad de volumen se lo determina por la relación entre la
cantidad de agua y la relación (agua/material cementante).
Si las especificaciones de proyecto proporcionan una cantidad de cemento mínima y también
consideran los requisitos de durabilidad y resistencia de la obra, en este caso se usará
siempre la alternativa de cálculo que proporciona mayor cantidad de cemento.
Estimación del volumen de agregado grueso.
De acuerdo a la metodología del ACI 211.1 la tabla 23 permite estimar el volumen de agregado
grueso en función del tamaño máximo nominal (agregado grueso) y el módulo de finura del
agregado fino.
Resistencia a la compresión Requerida a los 28 días, kg/cm² (MPa)
Relación agua – cemento, en masa
Concreto sin aire incluido
Concreto con aire incluido
450 (45) 0.38 0.31 400(40) 0.43 0.34 350(35) 0.48 0.4 300(30) 0.55 0.46 250(25) 0.62 0.53 200(20) 0.7 0.61 150(15) 0.8 0.72 Tabla (Métrica) Dependencia entre la relación Agua -Material Cementante y la Resistencia a Compresión del Concreto. Adaptada del ACI 211.1 y del ACI 211.3
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Tabla 23. Volumen de agregado grueso, por unidad de volumen de hormigón
Tamaño máximo nominal del
Agregado mm (pulg.)
Volumen del Agregado grueso varillado (compactado) en seco por volumen unitario de concreto para diferentes módulos de
150 (3) 0.87 0.85 0.83 0.81 Fuente: kosmatka, S. H., Kerkhoff, B., Panarese, W.C., y Tanesi, J. (2004). Diseño y control de Mezclas de Concreto. Portland Cement Association. (pp. 190). México: Grupo Apasco Elaboración: El autor
La cantidad de agregado grueso en peso se obtiene del producto entre el volumen de
agregado grueso obtenida de la tabla 23 y la masa unitaria seca compactada (agregado
grueso)
Estimación del agregado fino.
La estimación del agregado fino se determina mediante la diferencia de volúmenes absolutos.
En los pasos anteriores se han calculado los diferentes volúmenes de (agua, aire, cemento,
árido grueso). El volumen de árido fino será el volumen restante para completar 1m3 de la
suma de los volúmenes determinados anteriormente.
Corrección por humedad del agregado grueso.
En la dosificación de mezclas de concreto se debe tomar en cuenta el contenido de humedad
de los agregados. Si los agregados se encuentran en condición húmeda su peso se debe
incrementar en proporción al porcentaje de agua superficial y absorbida que posean.
Se debe tomar en cuenta realizar correcciones tanto por humedad de los agregados como en
En el ajuste del agua de mezclado solo se debe tomar en cuenta el agua superficial debido a
que esta forma parte del agua de la mezcla. Se la determina mediante la diferencia entre el
porcentaje de humedad y el porcentaje de agua absorbida. El agua total de la dosificación se
considera:
𝐴𝑔𝑢𝑎 𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 = 𝐴𝑔𝑢𝑎 𝑐𝑎𝑙𝑐𝑢𝑙𝑎𝑑𝑎
− (𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑎𝑔. 𝑔𝑟𝑢𝑒𝑠𝑜 ∗ (%𝐶𝐻 − %𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑐𝑖ó𝑛))
− (𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑎𝑔 𝑓𝑖𝑛𝑜 ∗ ( % 𝐶𝐻 − % 𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑐𝑖ó𝑛) )
Ecuación 1.9
2. CAPITULO II: METODOLOGÍA DE LA INVESTIGACIÓN
45
Diagrama de flujo de la metodología a utilizar
La dosificación se realizó para un hormigón con una resistencia especificada f´c de 28 MPa a
28 días de curado, los porcentajes de sustitución del cemento Portland (Tipo GU) por la ceniza
de bagazo de caña fueron: 0%, 5%, 10%, 15%, 20%, 25% y 30%.
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Tipo de investigación
Para la realización de este trabajo se utilizó una investigación de tipo teórico-práctico en la
rama de la construcción específicamente en el diseño de hormigones.
El estudio requiere analizar el uso de materiales alternativos en la industria de la construcción
que favorezcan tanto en la reducción de la contaminación, como en el mejoramiento de las
características mecánicas del hormigón así también en la disminución de costos de
producción.
Ubicación de la zona de recolección de la ceniza de bagazo de caña
La empresa azucarera “MALCA” está ubicada en la región sierra, al Sur-Occidente del
Ecuador, perteneciente a la provincia de Loja, parroquia Catamayo, cantón Catamayo como
se muestra en la Figura 6
Figura 6. Ubicación de la empresa Azucarera “MALCA” Fuente: El autor.
Elaboración: El autor
Ffue
figura 1 . Resistencia a compresión de morteros con ceniza extraída de (Matay, 2014)Figura 2.
47
El lugar de la recolección de la ceniza de bagazo de caña tiene las siguientes coordenadas:
Este 679101.47, Norte 9560424.69 y altura 1210 m.s.n.m (Datum: WGS_84).
Recolección y pretratamiento de la ceniza de bagazo de caña.
La ceniza de bagazo de caña fue obtenida de uno de los generadores de vapor de la empresa
Monterrey Azucarera Lojana C.A “Malca”, con la ayuda del operario del lugar como se indica
en la Fotografía 1 y Fotografía 2.
En la tabla 24 se presenta las características del generador de vapor utilizado en la quema
del bagazo de caña.
Tabla 24. Características del generador de vapor.
Modelo V8 -800
Serie vs-502512 No del Equipo 14
Año de Fabricación 2000 Temperatura de Salida del vapor °C 410
Presión de Salida del vapor Kgf/cm² 32 Área de la superficie de calentamiento m² 729
Norma de Diseño ASME 1 -98 Fuente: Empresa “Malca”
Elaboración: El autor
Fotografía 1. Apertura de la compuerta y Fotografía 2. Generador de vapor. Fuente. El autor
Elaboración: El autor
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La muestra de ceniza de bagazo de caña fue tamizada por el tamiz No 10 (2mm) con el
propósito de eliminar grumos del material y partículas no deseadas (terrones de arcilla, vidrios,
palos).
Análisis granulométrico de la ceniza de bagazo de caña por la vía en
seco.
En el epígrafe 1.3.4.1.1 se describe el marco teórico y la serie de tamices a utilizar para el
análisis granulométrico de la ceniza de bagazo de caña en estado natural como se encuentra
en los generadores de vapor de la empresa azucarera “Malca”.
El procedimiento para determinar la granulometría por la vía en seco, es el siguiente.
• Pesar aproximadamente 300 g de ceniza.
• Pesar cada uno de los tamices a utilizar para la granulometría.
• Utilizar los siguientes tamices: No.10, No.20, No 40, No 60, No 100, No 200, fondo.
• Colocar los tamices en forma decreciente según el tamaño de abertura.
• Agitar los tamices por procedimientos manuales o mecánicos por un tiempo de 5
minutos.
• Pesar cada uno de los tamices más el material, para obtener la cantidad de material
retenido en cada malla.
Molienda de la ceniza de bagazo de caña.
La ceniza de bagazo de caña fue molida en un molino de bolas con el fin de reducir su tamaño
de partícula para lo cual se sometió a tres tiempos de molienda: 20 min, 40 min y 60 min
respectivamente:
El procedimiento a seguir es el siguiente:
• Limpiar y secar el recipiente de metal.
• Pesar 1 kg de muestra de ceniza de bagazo de caña.
• Introducir la muestra en el recipiente de metal y tapar herméticamente.
• Colocar el recipiente de metal en la banda del molino de bolas.
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• Encender y esperar el tiempo requerido de molienda.
Especificaciones de trabajo:
• Carga de molienda: 10.38 kg
• Carga recomendada: 11.25 kg
• Nro. de revoluciones: 60 rpm
• Carga de ensayo: 1kg
• Nro. de bolas: 125
Caracterización físico - química de la ceniza de bagazo de caña.
2.3.4.1. Granulometría por lavado.
En el epígrafe 1.3.4.1.1 se describe el marco teórico y la serie de tamices a utilizar para el
análisis granulométrico por lavado de la ceniza de bagazo de caña obtenida de los diferentes
tiempos de molienda: 20 min, 40 min y 60 min.
El procedimiento para determinar la granulometría por la vía húmeda, es el siguiente
• Pesar aproximadamente 200 g de ceniza de bagazo de caña, mediante el uso de los
tamices No 200, No 230 y No 400, para el desarrollo se toma en consideración los
siguientes parámetros: tiempo de duración del tamizado 5 min, el caudal se considera
aproximadamente 20 ml/s, el proceso termina cuando el agua está libre de impurezas.
• Regresar todo el material retenido en cada uno de los tamices mediante el
esparcimiento de agua para retirar el material adherido.
• Secar el material retirado hasta masa constante y luego pesar.
2.3.4.2. índice de actividad puzolánica.
En el epígrafe 1.3.4.3.2 se describe el marco teórico, los equipos y herramientas utilizadas en
la determinación del Índice de Actividad Puzolánica según los procedimientos descritos en la
norma (ASTM C 109/C109 M -99.).
Para la determinación del Índice de Actividad Puzolánica se requiere la realización de
probetas cúbicas de hormigón de 50 mm.
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El número de probetas y las proporciones de los materiales a utilizar para el mortero de
control (sin puzolana) y para el mortero de ensayo (con puzolana) se especifican en la norma
(ASTM 311 – 05).
Mezclado:
• Los equipos de trabajo deben estar limpios, se debe colocar correctamente la paleta
mezcladora en el recipiente.
• Agregar primeramente agua en el recipiente y luego el cemento en el caso del mortero
patrón, o la mezcla (puzolana – cemento) en el caso del mortero de ensayo y dejar
reposar por 30 s, (la mezcla puzolana -cemento) se debe hacer previamente en un
recipiente cerrado.
• Se establece la mezcladora a una velocidad lenta aproximadamente por 30 s, luego
se cambia la mezcladora a una velocidad rápida y se agrega toda la arena de forma
uniforme en un tiempo de 30 s, posteriormente detenemos la mezcladora y cambiamos
a una velocidad rápida por 30 s más, a continuación, detenemos la mezcladora por un
lapso de 90 s en la que aprovechamos los primeros 15 s para desprender la mezcla
adherida al recipiente y el tiempo restante tapamos y dejamos reposar.
• Por último, se mezcla por 60s más a una velocidad rápida.
El moldeo de los especímenes se lo realiza según el procedimiento descrito en la Norma
(ASTM C 109/C109 M -99).
Curado:
El curado de los especímenes de hormigón se los realiza según los procedimientos descritos
en la norma NTE INEN 1576 (hormigón de cemento hidráulico. Elaboración y curado en obra
de especímenes para ensayo, 2011).
Los especímenes de hormigón deben mantenerse en los moldes metálicos hasta un periodo
máximo de 48 horas, a una temperatura comprendida entre los 16°C y 27°C, luego deben ser
desmoldados y al recipiente donde serán curados.
Los recipientes utilizados para el curado de nuestros especímenes son de metal y de
dimensiones apropiadas, se verifica que la altura de lámina de agua cubra la superficie de las
probetas cúbicas de hormigón en todo el tiempo de curado.
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Compresión simple de las probetas cúbicas de hormigón
El procedimiento para la compresión de probetas cubicas de hormigón se realizó según las
especificaciones de la norma NCh (1037 ,1977).
El procedimiento a seguir es el siguiente:
• Limpiar las superficies de las caras de las probetas y de las placas de la prensa.
• Las probetas deben ser colocadas sobre la placa inferior, y el eje de las probetas debe
estar alineado con el eje de la placa inferior.
• Se debe asentar la placa superior sobre la probeta y con la mano guiamos de manera
que pueda tener un asentamiento parejo para obtener una distribución uniforme de la
carga de ensayo.
• Se debe aplicar una carga continua a una velocidad lo más uniforme posible que
cumpla los siguientes requerimientos: 1) alcanzar una falla bien definida en un tiempo
igual o superior a 100 s, 2) No superar una velocidad de carga igual a 0,35 N/m²/.
2.3.4.3. Fluorescencia de rayos x.
En el epígrafe 1.3.4.1.4 se describe el marco teórico, materiales y equipos utilizados para la
determinación de la composición química de la ceniza de bagazo de caña y del cemento
Portland.
Mediante este ensayo se determina la composición química de la ceniza de bagazo de caña
y se corroborar los valores especificados en la norma (ASTM C 618 ,03) para las puzolanas
naturales.
El procedimiento para realizar este ensayo se describe a continuación:
• Obtener un tamaño de partícula adecuado para la ceniza de bagazo de caña
• Armar el equipo de fluorescencia de rayos x.
• Secar y limpiar los pocillos a utilizar.
• Colocar de dos a tres gramos en cada pocillo a utilizar.
• Esperar que el equipo realice la lectura correspondiente.
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Debido a que la suma de los óxidos de Aluminio, Silicio y Hierro es menor que el 70 % como
se especifica en la norma (ASTM C 618,03) para una puzolana tipo N, se toma la decisión de
calcinar la ceniza de bagazo de caña a una temperatura de 700 °C para eliminar la cantidad
de inquemados contenidos en la muestra y consecuentemente aumentar la suma de estos
tres óxidos (Vidal et al., 2014).
2.3.4.4. Calcinación de la ceniza de bagazo de caña.
Debido a que la ceniza de bagazo de caña recogida de los generadores de vapor de la
empresa azucarera “Malca” es quemada a temperatura baja de 410°C se toma la decisión de
realizar una posterior calcinación de la ceniza de bagazo de caña a una temperatura de 700°C
según lo recomienda (Vidal et al., 2014) para obtener una buena reacción con el cemento
Portland y asegurar el cumplimiento de los requerimientos tantos físicos como químicos para
puzolanas naturales según lo establece la Norma (ASTM C 618 -03).
Para la calcinación se utilizó un horno de tipo automático (modelo: Km - 818) capaz de resistir
temperaturas hasta de 2350°F.
La metodología de ensayo utilizada en la calcinación de la ceniza de bagazo de caña es la
siguiente:
• Limpiar y secar los recipientes donde se depositarán la ceniza.
• Introducir la ceniza en los recipientes
La calcinación de la ceniza se la realizo durante tres horas, durante la primera hora se llega
hasta una temperatura de 350 °C, la segunda hora desde los 350° C hasta los 700°C y la
tercera hora se mantiene a una temperatura constante de 700 °C.
2.3.4.5. Perdida por ignición.
En el Epígrafe 1.3.4.3.1 se describe el marco teórico necesario para la realización del ensayo.
Para la realización de este ensayo se hace referencia a la norma (UNE EN 196-2:2006), el
procedimiento es el siguiente.
• Limpiar los recipientes a usar en el ensayo, los cuales deben ser de porcelana u otro
material capaz de resistir temperaturas hasta los 1000°C
• Colocar 50 gramos de ceniza en cada uno de los recipientes a usar.
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• Colocar la muestra de ensayo en el horno a una temperatura de 950 °C durante una
hora.
• Dejar enfriar los recipientes durante el tiempo que sea necesario, luego retirar las
muestras del horno y pesar
2.3.4.6. Contenido de humedad.
En el epígrafe 1.3.4.1.3 se describe el marco teórico, materiales y equipos utilizados en la
realización del ensayo.
El procedimiento para determinar el contenido de humedad es el siguiente:
• Pesar los recipientes a utilizar en el ensayo
• Pesar aproximadamente 50 gramos de material antes de introducir al horno.
• Colocar la muestra de ceniza en el horno a una temperatura de 110°C ± 5 hasta masa
consta y luego pesar
2.3.4.7. Peso específico de la ceniza de bagazo de caña.
En el Epígrafe 1.3.4.1.2 se describe el marco teórico y los materiales y equipos utilizados para
la determinación del peso específico de la ceniza de bagazo de caña.
El procedimiento utilizado para determinar el peso específico es el siguiente:
• Pesar de uno a dos gramos de la muestra de ensayo.
• Limpiar el picnómetro vacío y luego pesar.
• Pesar el picnómetro más la muestra de ensayo
• Aforar el picnómetro con agua y pesar
• Llenar el picnómetro completamente con agua y determinar su peso.
2.3.4.8. Difracción de rayos x.
En el epígrafe 1.3.4.2 se describe el marco teórico para la realización del ensayo.
La determinación de los compuestos mineralógicos en la muestra se realizó mediante el
difractómetro D8 Advance y el programa EVA para la determinación cualitativa. El proceso a
seguir es el siguiente:
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Se recoge el material en un pocillo y se envía para su respectivo análisis. Los resultados están
dados en forma de difractogramas.
El análisis de difracción de rayos X se realizó a dos muestras antes y después de la calcinación
de la ceniza de bagazo de caña.
Materiales componentes del hormigón con sustitución de ceniza de bagazo de
caña
Ceniza de bagazo de caña.
La ceniza de bagazo de caña utilizada para la dosificación fue obtenida y tratada según lo
descrito en el epígrafe 2.3.1 (Recolección y pretratamiento de la ceniza de bagazo de caña),
donde se señala la fuente de obtención y los procedimientos realizados previa a su utilización
como reemplazo parcial del cemento Portland en la fabricación de probetas cilíndricas de
hormigón además se verifica el cumplimiento de los requerimientos físicos y químicos
descritos en la Norma (ASTM C 618 -03) para las puzolanas naturales tipo N.
Cemento Portland.
El cemento utilizado es Holcim Rocafuerte tipo GU (Para la construcción en general), fabricado
bajo la Norma Técnica Ecuatoriana (NTE INEN 2380, 2011) que cumple los requerimientos
de la norma NTE INEN 152 (Cemento Portland. Requisitos ,2012).
2.4.2.1. Peso específico del cemento Portland.
El procedimiento para determinar el peso específico del cemento por el método del picnómetro
es el siguiente:
• Pesar de uno a dos gramos de la muestra de ensayo.
• Limpiar el picnómetro vacío y luego pesar.
• Pesar el picnómetro más la muestra de ensayo
• Aforar el picnómetro con agua y pesar.
• Llenar el picnómetro completamente con agua y determinar su peso.
Agua.
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La mezcla fue realizada con el agua proveniente de la red de agua potable de la ciudad de
Loja, que cumple los requisitos de la norma NTE INEN 2617. (Hormigón de cemento
hidráulico. Agua para mezcla requisitos, 2012).
Árido fino.
El árido fino utilizado es arena de rio gradada de naturaleza silícea proveniente del río
“Catamayo” y obtenida de la cantera “Arias” ubicado en el cantón Catamayo, Provincia de
Loja. La cantera de donde se obtuvo el árido fino tiene las siguientes coordenadas: Este
648628.88, Norte 9534463.29 y altura 1210 m.s.n.m (Datum: WGS_84).
2.4.4.1. Caracterización de los materiales provenientes de la cantera del
río “Catamayo”.
Los ensayos de caracterización del agregado fino se realizan de acuerdo a la metodología de
las normas ecuatorianas.
Granulometría norma NTE INEN 696 (Áridos. Análisis
granulométrico en los áridos fino y grueso).
En el epígrafe 1.5.1.1.1 se describe el marco teórico y los materiales y equipos usados en la
realización del ensayo de análisis granulométrico para el agregado fino.
El procedimiento de ensayo es según se describe en la norma (NTE INEN 696,2011).
Para la realización de la granulometría se seca la muestra de ensayo hasta obtener una masa
constante a una temperatura de 110 °C ± 5°C, Luego se selecciona la serie de tamices
adecuados que permitan cubrir el tamaño de las partículas a ensayarse los cuales estarán
armados en forma decreciente de acuerdo al tamaño de su abertura. Por último, se agita los
tamices por métodos manuales o mecánicos por 5 min, y se pesa el material retenido en cada
uno de ellos como se muestra en la Fotografía 3.
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Módulo de finura norma NTE INEN 872 (Áridos para hormigón
requisitos).
En el epígrafe 1.5.1.2 se describe el marco teórico para determinar el módulo de finura y la
ecuación que permite determinar su valor.
El módulo de finura se calcula mediante la siguiente serie de tamices (NTE INEN 696, 2011):
N°100, N°50, N°30, N°16, N°8 y N°4.
Densidad seca al horno (SH) norma NTE INEN 856.
En el epígrafe 1.5.1.2.1 se detalla el marco teórico y los materiales usados para la
determinación de la densidad seca al horno para el árido fino.
El procedimiento a seguir es el siguiente:
• Primeramente, preparar la muestra de ensayo para ello secar la muestra al horno a
una temperatura de 110°C ± 5°C por un tiempo de 24 horas, a continuación, dejar
enfriar la muestra de ensayo hasta una temperatura en que sea manipulable
aproximadamente 50°C.
• Luego sumergir la muestra de ensayo en agua por un lapso de tiempo de 24 h,
cumplido el tiempo, se elimina el exceso de agua y se realiza la prueba en condición
saturada superficialmente seca para lo cual se hace uso de la plancha calefactora para
secar la muestra homogéneamente hasta que alcance la condición requerida como se
muestra en la Fotografía 4
Fotografía3. Análisis granulométrico del árido Fino Fuente. El autor
Elaboración: El autor
57
• A continuación, se pesa el picnómetro vacío, luego se lo rellena parcialmente con agua
y se determina su masa, se procede a introducir 500 gr ± 10 gr de árido fino en
condición saturada superficialmente seca y se llena el picnómetro con agua hasta un
90% de su capacidad.
• Para eliminar las burbujas de aire visible se debe agitar el picnómetro, rodar e invertir
por un lapso de 10 a 15 min, una vez eliminadas las burbujas de aire se llena con agua
la totalidad del picnómetro y se determina la masa total junto al árido y el agua
contenida como se muestra en la Fotografía 5.
• Se retira toda la muestra contenida en el picnómetro y se seca en el horno a una
temperatura de 110 °C ± 5 °C hasta lograr una masa constante, se deja enfriar la
muestra a una temperatura ambiente por un lapso de 1 h ± ½ h, y se determina la
masa.
• Por último, se determina la masa del picnómetro lleno con agua a una temperatura de
23°C ± 2.0 °C hasta la marca de calibración.
Densidad relativa, gravedad especifica (SH) Norma NTE INEN 856.
En el epígrafe 1.5.1.2.1 se describe el marco teórico y la ecuación que permite determinar el
valor de la densidad relativa (gravedad especifica) (SH)
Fotografía 4. Preparación de la muestra en estado saturado superficialmente seco y Fotografía 5. Determinación de la masa del picnómetro más agua y árido fino en estado Fuente. El autor
Elaboración: El autor
58
En base a la metodología empleada para la determinación de la densidad seca al horno, según
la norma NTE INEN 856 (Áridos. Determinación de la densidad, densidad relativa (gravedad
específica) y absorción del árido fino, 2010), se toma en cuenta los siguientes parámetros: 1)
masa de la muestra seca la horno, 2) masa del picnómetro lleno con agua hasta la marca de
calibración, 3) masa de la muestra en estado saturado superficialmente seco, 4) masa de la
muestra llena con muestra y agua hasta la marca de calibración.
Densidad relativa, gravedad específica (SSS) Norma NTE INEN
856.
En el epígrafe 1.5.1.2.1 se describe el marco teórico y la ecuación que permite determinar el
valor de la densidad relativa en estado saturado superficialmente seco.
En base a la metodología empleada para la determinación de la densidad seca al horno, según
la Norma NTE INEN 856 (Áridos. Determinación de la densidad, densidad relativa (gravedad
específica) y absorción del árido fino, 2010), se toma en cuenta los siguientes parámetros: 1)
masa del picnómetro lleno con agua hasta la marca de calibración, 2) masa de la muestra en
estado saturado superficialmente seco, 3) masa del picnómetro lleno con muestra y agua
hasta la marca de calibración.
Absorción, (Norma NTE INEN 856).
En el epígrafe 1.5.1.2.1 se detalla el marco teórico y la ecuación respectiva que permite
determinar el valor de la absorción del árido fino.
Los parámetros o variables que se toman en cuenta son: 1) masa de la muestra seca al horno,
2) masa de la muestra saturada superficialmente seca.
Masa unitaria peso volumétrico y porcentaje de vacíos (Árido fino
– Árido grueso), Norma NTE INEN 858.
En el epígrafe 1.5.1.2.2 se describe el marco teórico y la ecuación respectiva que permite
determinar la masa unitaria o peso volumétrico ya sea en estado suelto o estado compactado
para el árido grueso, así como para el árido fino.
El procedimiento para la realización del ensayo es el siguiente:
• Primeramente, se debe preparar la muestra de ensayo para lo cual se seca el árido al
horno a una temperatura de 110°C ± 5 °C, la cantidad de muestra de ensayo debe ser
125 % a 200 % mayor que la cantidad necesaria para llenar el molde.
59
• Luego se determina la masa del molde más la placa de vidrio, una vez determinado la
masa se llena completamente el molde con agua y con la placa de vidrio se elimina el
exceso de agua y las burbujas contenidas, a continuación, se determina la masa
(molde + agua + placa de vidrio).
• Determinar la temperatura del agua con una aproximación de 0.5°C de acuerdo a la
tabla 3 de la norma NTE INEN 858 (Determinación de la masa unitaria, Peso
volumétrico y el porcentaje de vacíos, 2010).
• Para la determinación de la masa unitaria de los áridos en estado suelto se utiliza el
procedimiento por paladas. Se debe colocar la muestra de ensayo en el molde a
rebosar a través de una pala o un cucharon, para evitar que la muestra se segregue o
se compacte, la altura de descarga del árido debe ser menor que 50 mm.
• Llenar el molde completamente con el árido y usar de una regleta nivelar la superficie
del molde, y luego determinar la masa del molde más el árido.
• Para la determinación de la masa unitaria del árido (fino o grueso) en estado
compactado se hace uso del procedimiento por varilladas, en la cual se llena el molde
con el árido en tres capas de igual espesor, cada capa deber ser compactada con 25
golpes de la varilla de compactación uniformemente distribuidos.
• Una vez compactada la última capa, se usa una regleta para nivelar la parte superior
del molde.
• Pesamos el molde y su contenido.
Árido grueso.
El árido grueso utilizado en nuestra dosificación es agregado triturado de naturaleza silícea
de un tamaño máximo nominal de 19 mm (3/4 “), proveniente de la cantera del rio “Catamayo”
ubicado en la provincia de Loja, Cantón Loja. La cantera de donde se obtuvo el árido fino tiene
las siguientes coordenadas: Este 648628.88, Norte 9534463.29 y altura 1210 m.s.n.m (Datum:
WGS_84).
2.4.5.1. Caracterización de los materiales provenientes de la cantera del
río “Catamayo “.
La caracterización de los materiales se realiza en basa a las normas ecuatorianas.
60
Granulometría norma NTE INEN 696 (Áridos. Análisis
granulométrico en los áridos fino y grueso).
En el epígrafe 1.5.2.1.1 se describe el marco teórico y los materiales empleados en el análisis
granulométrico del árido grueso.
El procedimiento de ensayo es según se describe en la norma (NTE INEN 696, 2011). Para
la realización de la granulometría se debe secar la muestra de ensayo hasta obtener una
masa constante a una temperatura de 110 °C ± 5°C, Luego seleccionar la serie de tamices
adecuados que permita cubrir el tamaño de las partículas a ensayarse los cuales estarán
armados en forma decreciente de acuerdo al tamaño de su abertura. Por último, agitar los
tamices por métodos manuales o mecánicos por un tiempo conveniente, y pesar el material
retenido en cada uno de ellos.
Tamaño máximo nominal NTE INEN 696 (Áridos. Análisis
granulométrico en los áridos, fino y grueso).
En el epígrafe 1.5.2.1.2 se describe el marco teórico y los materiales empleados en la
determinación del ensayo
En base a la metodología empleada para la determinación del análisis granulométrico del
árido grueso según la norma (NTE INEN 696, 2011) obtenemos los datos necesarios para
definir el tamaño máximo nominal del agregado grueso, el cual corresponde al menor tamaño
de tamiz por el cual pasa la mayor cantidad de muestra, y en el cual puede retenerse entre un
5% y 15 % de la muestra de ensayo.
Densidad seca al horno, Norma NTE INEN 857 (Áridos.
Determinación de la densidad, densidad relativa (gravedad específica) y
absorción del árido grueso.
En el epígrafe 1.5.1.2.1 se describe el marco teórico y los materiales empleados en la
determinación de la densidad seca al horno del agregado grueso, además se describe la
ecuación que permite determinar su valor.
El procedimiento para la determinación del ensayo es el siguiente:
Primeramente, se debe preparar la muestra de ensayo para ello se procede a secar la muestra
al horno a una temperatura de 110°C ± 5°C por un tiempo de 24 horas, luego se deja enfriar
la muestra de ensayo hasta una temperatura que sea posible manipulable aproximadamente
50°C.
61
A continuación, sumergir el árido grueso en agua a temperatura ambiente por un tiempo de
24 h ± 4 h, luego trascurrido el tiempo se retira el agregado grueso del agua y con un paño no
absorbente se procede a secar el agua adherida a las partículas, también se puede usar una
corriente de aire que ayude en el proceso de secado, luego se determina la masa en condición
saturada superficialmente seca.
Una vez determinada la masa en condición saturada superficialmente seca, se coloca la
muestra en el recipiente de ensayo y se determina su masa aparente en agua. Se debe
eliminar las burbujas de aire atrapado mediante la agitación del recipiente mientras es
sumergido en agua.
Determinada su masa aparente en agua, se retira la muestra del agua y se procede a secar
la muestra al horno a una temperatura de 110°C ± 5°C hasta obtener masa constante, luego
se deja enfriar la muestra por un tiempo de 1h a 3h o hasta que la muestra sea manipulable,
por último, determinamos su masa.
Densidad relativa gravedad específica (SH), norma NTE INEN 857
(Áridos. Determinación de la densidad, densidad relativa (gravedad específica)
y absorción del árido grueso).
En el epígrafe 1.5.1.2.1 se describe el marco teórico y la ecuación que permite determinar el
valor de la densidad relativa gravedad específica en condición secado al horno para el árido
grueso.
En base al procedimiento descrito en el epígrafe 2.3.5.1.3 para determinar la densidad seca
al horno, según la norma NTE INEN 857 (Áridos. Determinación de la densidad, densidad
relativa (gravedad específica) y absorción del árido grueso, 2010) se hace uso de ciertas
variables o parámetros de calculo que permiten obtener el valor de la densidad relativa
(gravedad específica) en condición secado al horno para el árido grueso, los parámetros de
cálculo son: 1) masa de la muestra seca al horno, 2) masa de la muestra en estado saturado
superficialmente seco, 3) masa aparente en agua de la muestra saturada superficialmente
seco.
Densidad relativa (gravedad específica) (SSS), Norma NTE INEN
857 (Áridos. Determinación de la densidad, densidad relativa (gravedad
específica) y absorción del árido grueso).
En el epígrafe 1.5.1.2.1 se describe el marco teórico y la ecuación que permite determinar el
valor de la densidad relativa (gravedad específica) en estado saturado superficialmente seco.
62
En base al procedimiento descrito en el epígrafe 2.3.5.1.3 para determinar la densidad seca
al horno, según la norma NTE INEN 857 (Áridos. Determinación de la densidad, densidad
relativa (gravedad específica) y absorción del árido grueso, 2010) se hace uso de ciertos
variables o parámetros de calculo que permiten obtener el valor de la densidad relativa
(gravedad específica) en estado saturado superficialmente seco para el árido grueso, los
parámetros de cálculo son: 1) masa de la muestra en estado saturado superficialmente seco,
2) masa aparente en agua de la muestra en condición saturada superficialmente seco.
Absorción, norma NTE INEN 858 (Áridos. Determinación de la
densidad, densidad relativa (gravedad específica) y absorción del árido
grueso.)
En el epígrafe 1.5.1.2.1 se describe el marco teórico y la ecuación que permite determinar el
valor de la absorción para el árido grueso.
En base al procedimiento descrito en el epígrafe 2.4.5.1.3 para determinar la densidad seca
al horno, según la norma NTE INEN 857 (Áridos. Determinación de la densidad, densidad
relativa (gravedad específica) y absorción del árido grueso, 2010) se hace uso de ciertas
variables o parámetros de calculo que permiten obtener el valor de la absorción para el árido
grueso los cuales son: 1) masa de la muestra en estado saturado superficialmente seco, 2)
masa de la muestra seca al horno.
Determinación del material más fino que pasa el tamiz de 75 µm
(No 200) Mediante lavado.
En el epígrafe 1.5.1.2.3 se describe el marco teórico, la ecuación y los equipos utilizados en
la realización del ensayo según se establece en la norma (NTE INEN 697 ,2010)
El procedimiento para llevar a cabo el ensayo consiste en:
• Secar la muestra de árido fino al horno hasta masa constante a una temperatura de
110°C ± 5°C y luego se retira la muestra del horno y se determina la masa.
• En un recipiente agregar suficiente agua de manera de cubrir la muestra secada y
luego agitar vigorosamente la muestra con el agua de manera de separar las partículas
más finas que 75 µm de las partículas de mayor tamaño
• A continuación, se deposita el agua sobre el arreglo de tamices por lo cual se ubica
el tamiz más grueso en la parte superior, luego se añade una segunda cantidad de
agua en el recipiente y se agita vigorosamente para luego depositar de nuevo el agua
63
en el arreglo de tamices, esta operación se debe repetir hasta que el agua de lavado
sea clara.
• Regresar todo el material retenido en cada uno de los tamices al recipiente con la
ayuda de una boquilla rociadora, luego colocar la muestra del recipiente al horno a una
temperatura de 110°C ± 5°C hasta masa constante y determinar su masa.
Aditivo.
El aditivo utilizado en esta investigación debido a la perdida trabajabilidad del concreto fresco
como consecuencia de la sustitución parcial del cemento Portland por la ceniza de bagazo de
caña, se denomina “Plastiment BV 40” de la marca Sika, que cumple con los requisitos de la
norma NTE INEN 694 (Hormigón y áridos para elaboración de hormigón, 2010).
En la tabla 25 se presenta los datos técnicos del aditivo “Plastiment BV40”
Tabla 25. Datos técnicos aditivo “Plastiment BV40”
Densidad (1.22 kg/l ) apróx
Color Café oscuro
No contiene cloruros
Cumple la Normativa ASTM C-494 para el tipo A
Fuente: Aditec 100 N. Hoja técnica Elaboración: El autor
• Modo de uso: Este aditivo se agrega al agua de amasado o se coloca directamente
al hormigón. Se debe mezclar al menos por 3 minutos, no se puede colocar
directamente al cemento o agregados secos.
• Dosificación: Utilizar del 0.2% y 0.8% del peso del cemento según la manejabilidad
de la mezcla que se desee.
Entre los beneficios que ofrece el uso de este aditivo se tiene:
• Permite reducir hasta un 15 % el agua de mezclado en relaciones de agua /cemento
constante.
• Permite obtener mezclas con mayor trabajabilidad sin aumentar ni la cantidad de agua,
ni la cantidad de cemento
• No modifica el tiempo de fraguado inicial de la mezcla.
64
Diseño de mezclas de concreto (Código ACI 211.1)
Para elaborar el diseño de mezclas se requiere realizar previamente los ensayos de
laboratorio para la caracterización de los agregados (fino y grueso). Los resultados se
describen en la tabla 26.
Tabla 26. Resultados de los ensayos realizados a los agregados (fino y grueso)
ANEXO A: ENSAYOS REALIZADOS A LA CENIZA DE BAGAZO DE CAÑA
Granulometría de la Ceniza en estado natural
95
Granulometría por lavado: 20 min de molienda.
96
Granulometría por lavado: 40 min de molienda
97
Granulometría por lavado: 60 min de molienda
98
UNIVERSIDAD TÉCNICA PARTICULAR DE LOJA
DEPARTAMENTO DE GEOLOGÍA Y MINAS E INGENIERIA CIVIL
LABORATORIO DE RESISTENCIA DE MATERIALES
CONTENIDO DE HUMEDAD DE LA CENIZA DE BAGAZO DE CAÑA
NORMATIVA: ASTM C 311-05 TIPO DE MATERIAL: Ceniza de bagazo de caña
PROVIENE: Empresa azucarera "Malca
"
FECHA: 20/09/2017/
ENSAYO REALIZADO POR : Victor Hugo Vargas P. Nro de Ensayos 3
CONTENIDO DE HUMEDAD DE LA CENIZA DE BAGAZO DE CAÑA
SIMBOLOGIA Ensayo 1 Ensayo 2 Ensayo 3 Promedio
Masa de la
ceniza antes
del secado al
Horno
m
64,56
60,23
63,2
Masa de la
ceniza despues
del secado al
Horno
d
63,85
59,59
62,5
Contenido de Humedad % Ch =(m-d)/m
1,100
1,063
1,108
1,09
Ing. Edwin Duque Yaguache Victor Hugo Vargas Pogo
DIRECTOR DE TRABAJO DE TITULACIÓN PROFESIONAL EN FORMACIÓN
Observaciones: El contenido de Humedad de la ceniza de bagazo de caña se encuentra por debajo de los limites
especificados en la norma ASTM C 618 y da cumplimiento a estos requisitos para las puzolanas naturales.
Observaciones : El contenido de Humedad de la ceniza de bagazo de caña se encuentra por debajo de los limites
especificados en la norma ASTM C 618 y da cumplimiento a estos requisitos para las puzolanas naturales.
99
UNIVERSIDAD TÉCNICA PARTICULAR DE LOJA
DEPARTAMENTO DE GEOLOGÍA Y MINAS E INGENIERIA CIVIL
LABORATORIO DE RESISTENCIA DE MATERIALES
COMPOSICION QUIMICA DE LA CENIZA DE BAGAZO DE CAÑA
MÉTODO Fluorescencia de Rayos X TIPO DE MATERIAL: Ceniza de bagazo de caña
PROVIENE : Empresa azucarera "Malca " FECHA: 22/11/2017/
ENSAYO REALIZADO POR : Ing. Juan Carlos Quintuña Nro de Ensayos 2
Composicion Quimica de la
Ceniza
(410°C)
Descripcion %
Al2O3 5,39
SiO2 60,60
P2O5 3,93
S 3,82
K2O 11,10
CaO 4,70
TiO2 0,19
MnO 0,17
Fe2O3 2,13
Co3O4 0,05
NiO 0,01
CuO 0,02
ZnO 0,06
As2O3 0,01
Rb 0,02
Sr 0,03
ZrO2 0,0112
SnO2 0,93
Sb2O3 0,24
Composicion Quimica de la Ceniza a 700
°C
Descripcion %
Al2O3 6,73
SiO2 66,20
P2O5 3,65
S 2,77
K2O 11,70
CaO 4,53
TiO2 0,29
MnO 0,26
Fe2O3 2,93
Co3O4 0,05
NiO 0,01
CuO 0,02
ZnO 0,05
As2O3 0,01
Rb 0,02
Sr 0,23
ZrO2 0,03
SnO2 0,85
Sb2O3 0,25
Ing. Edwin Duque Yaguache
DIRECTOR DE TRABAJO DE TITULACIÓN
Victor Hugo Vargas Pogo
PROFESIONAL EN FORMACIÓN
Victor Hugo Vargas Pogo
PROFESIONAL EN FORMACIÓN
100
UNIVERSIDAD TÉCNICA PARTICULAR DE LOJA
DEPARTAMENTO DE GEOLOGÍA Y MINAS E INGENIERIA CIVIL
LABORATORIO DE MINERIA Y METALURGIA
PESO ESPECIFICO DE LA CENIZA DE BAGAZO DE CAÑA
NORMATIVA : Peso especifico Metodo del picnómetro TIPO DE MATERIAL : Ceniza de bagazo de caña
PROVIENE : Empresa azucarera "Malca " FECHA : 21/09/2017/
ENSAYO REALIZADO POR : Victor Hugo Vargas P. Nro de Ensayos 3
Peso específico de la ceniza de bagazo de caña a 60 min de molienda.
SIMBOLOG
IA
Ensayo 1 Ensayo 2 Ensayo 3 Promedio
Peso del picnómetro
(g)
P1
9,25
9,25
9,25
Peso del picnometro
+ muestra (g)
P2
10,59
9,7
9,86
Peso del picnómetro
+ agua
P3
15,770
15,770
15,770
Peso del picnómetro
+ muestra + agua (g)
P4
16,47
16,01
16,11
Peso especifico P.e 2,09 2,14 2,26 2,17
P.e = (P2-P1 )
(P3-P1)-(P4-P2)
Ing. Edwin Duque Yaguache
DIRECTOR DE TRABAJO DETITULACIÓN
Observaciones : El peso especifico de la ceniza de bagazo de caña fue determinado a 60 min de molienda de la misma , debido a que ese tiempo fue
utilizada nuestra ceniza para la realizacion de las probetas cilindricas de hormigón
Observaciones : El peso especifico de la ceniza de bagazo de caña fue determinado a 40 min de molienda de la misma , debido a que ese tiempo fue
utilizada nuestra ceniza para la realizacion de las probetas cilindricas de hormigón
Victor Hugo Vargas Pogo PROFESIONAL EN FORMACIÓN
Victor Hugo Vargas Pogo PROFESIONAL EN FORMACIÓN
101
Observaciones: El porcentaje de Ignición de la ceniza de bagazo de caña se encuentra por arriba de los limites especificados en la norma ASTM C 618 y no
cumple los requisitos para las puzolanas naturales.
UNIVERSIDAD TÉCNICA PARTICULAR DE LOJA
DEPARTAMENTO DE GEOLOGÍA Y MINAS E INGENIERIA CIVIL
LABORATORIO DE RESISTENCIA DE MATERIALES
PÉRDIDA POR IGNICIÓN
NORMATIVA: UNE EN 196-2:2006 TIPO DE MATERIAL: Ceniza de bagazo de caña
PROVIENE:
Empresa azucarera "Malca"
FECHA: /24/10/2017/
ENSAYO REALIZADO POR: Victor Hugo Vargas P. Nro Ensayo : 3
Simbología Ensayo 1 Ensayo 2 Ensayo 3 Promedio Masa de la ceniza
antes de la
calcinación
mi
50,33
55,52
52,5
masa de la ceniza
despues de la
calcinación
md
45,13
49,39
46,8
Porcentaje de
Ignicion
% Ig=((mi-md)/mi)*100
10,33
11,04
10,86 10,74
Victor Hugo Vargas Pogo PROFESIONAL EN FORMACIÓN
Ing. Edwin Duque Yaguache
DIRECTOR DE TRABAJO DE TITULACIÓN
PERDIDA POR IGNICIÓN CENIZA QUEMADA A 410 °C
PERDIDA POR IGNICIÓN CENIZA QUEMADA A 700 °C
102
PERDIDA POR IGNICIÓN CENIZA QUEMADA A 700 °C
PERDIDA POR IGNICIÓN CENIZA QUEMADA A 700 °C
Observaciones: El porcentaje de Ignición de la ceniza de bagazo de caña se encuentra por debajo de los limites especificados en la norma
ASTM C 618 y cumple los requisitos para las puzolanas naturales.
UNIVERSIDAD TÉCNICA PARTICULAR DE LOJA
DEPARTAMENTO DE GEOLOGÍA Y MINAS E INGENIERIA CIVIL
LABORATORIO DE MINERIA Y METALURGIA
PÉRDIDA POR IGNICIÓN
NORMATIVA : UNE EN 196-2:2006 TIPO DE MATERIAL : Ceniza de bagazo de caña
PROVIENE : Empresa azucarera "Malca" FECHA : /24/10/2017/
ENSAYO REALIZADO POR : Victor Hugo Vargas P. Nro Ensayo : 3
Simbología Ensayo 1 Ensayo 2 Ensayo 3 Promedio
Masa de la ceniza
antes de la
calcinación
mi
50,33
47,59
51,6
masa de la
ceniza despues
de la calcinación
md
48,13
45,39
49,2
Porcentaje de
Ignicion
% Ig=((mi-md)/mi)*100
4,37
4,62
4,65 4,55
Ing. Edwin Duque Yaguache DIRECTOR DE TRABAJO DE TITULACIÓN
Victor Hugo Vargas Pogo PROFESIONAL EN FORMACIÓN
103
UNIVERSIDAD TÉCNICA PARTICULAR DE LOJA
DEPARTAMENTO DE GEOLOGÍA Y MINAS E INGENIERIA CIVIL
LABORATORIO DE RESISTENCIA DE MATERIALES
DETERMINACION DEL INDICE DE ACTIVIDAD PUZOLÁNICA
NORMATIVA : ASTM C 311-05 TIPO DE MATERIAL : Ceniza de bagazo de caña
PROVIENE : Empresa azucarera "Malca " FECHA : /8-15/11/2017
ENSAYO REALIZADO POR : Victor Hugo Vargas P. Nro de Ensayos 3
Dimensiones de las probetas cúbicas (cm)
Probetas
a1
a2
b1
b2
Seccion cm²
Carga
KN
f´c (Mpa)
Promedi
o f´c
(MPa)
Tiempo
de
Molienda
Indice de
Actividad
Puzolánica(
%
)
Muestra
Patron sin
la Adicion
de Puzolana
Patron 1 5,10 5,20 5,10 5,20 26,52 46,1 17,38
16,21
Patron 2 5,15 5,20 5,15 5,15
26,65
42,7
16,02
Patron 3 5,20 5,25 5,25 5,20
27,30
41,6
15,24
Muestra de
ensayo con
puzolana a
20 min de
molienda.
Ensayo 1 5,20 5,15 5,20 5,20
26,91
38,3
14,23
14,49
20 min
89,37
Ensayo 2 5,25 5,20 5,25 5,25
27,43
37,7
13,74
Ensayo 3 5,20 5,15 5,20 5,10
26,65
41,3
15,50
Muestra de
ensayo con
puzolana a
40 min de
molienda.
Ensayo 4 5,25 5,15 5,15 5,25
27,04
54,9
20,30
21,29
40 min
146,91
Ensayo 5 5,20 5,15 5,15 5,20
26,78
57
21,28
Ensayo 6 5,15 5,10 5,15 5,15
26,39
58,8
22,28
Muestra de
ensayo con
puzolana a
60 min de
molienda.
Ensayo 7 5,20 5,20 5,10 5,20
26,78
46,4
17,33
17,26
60 min
81,06
Ensayo 8 5,30 5,20 5,20 5,10
27,04
46,5
17,20
Ensayo 9 5,20 5,20 5,15 5,20
26,91
46,4
17,24
Ing. Edwin Duque Yaguache
DIRECTOR DE TRABAJO DE TITULACIÓN
Observaciones : Los valores del índice de actividad Puzolánica se encuentra por arriba de los límites establecidos en la norma ASTM C 618 y da cumplimiento a los
requisitos para las puzolanas naturales.
Observaciones : Los valores del indice de actividad Puzolánica se encuentra por arriba de los limites establecidos en la norma ASTM C 618 y da cumplimiento a estos
requisitos para las puzolanas naturales.
Victor Hugo Vargas Pogo
PROFESIONAL EN FORMACIÓN
Victor Hugo Vargas Pogo
PROFESIONAL EN FORMACIÓN
104
ANEXO B: ENSAYOS REALIZADOS AL CEMENTO ROCAFUERTE TIPO GU (USO GENERAL)
UNIVERSIDAD TÉCNICA PARTICULAR DE LOJA
DEPARTAMENTO DE GEOLOGÍA Y MINAS E INGENIERIA CIVIL
LABORATORIO DE MINERÍA Y METALURGIA
COMPOSICION QUIMICA DEL CEMENTO PORTLAND TIPO (GU)
MÉTODO Fluorescencia de Rayos X TIPO DE MATERIAL:
Cemento Portland tipo (GU)
PROVIENE: FECHA: 22/11/2017/
ENSAYO REALIZADO POR:
Ing. Juan Carlos Quintuña Nro de Ensayos 1
Composicion Quimica del
Descripcion %
Al2O3 7,03
SiO2 26,10
P2O5 1,86
S 1,19
K2O 1,46
CaO 49,10
TiO2 0,45
MnO 0,11
Fe2O3 3,75
Co3O4 0,09
NiO 0,13
CuO 0,02
ZnO 0,01
As2O3 0,15
Rb 0,01
Sr 0,12
ZrO2 0,03
SnO2 1,60
Sb2O3 6,80
Ing. Edwin Duque Yaguache IRECTOR DE TRABAJO DE TITULACIÓ
Ing. Edwin Duque Yaguache IRECTOR DE TRABAJO DE TITULACIÓ
Victor Hugo Vargas Pogo PROFESIONAL EN FORMACIÓN
Victor Hugo Vargas Pogo PROFESIONAL EN FORMACIÓN
105
Peso específico del Cemento Portland tipo GU
UNIVERSIDAD TÉCNICA PARTICULAR DE LOJA
DEPARTAMENTO DE GEOLOGÍA Y MINAS E INGENIERIA CIVIL
LABORATORIO DE MINERIA Y METALURGIA
PESO ESPECIFICO DEL CEMENTO PORTLAND TIPO GU
NORMATIVA: Peso Epecifico Metodo del picnómetro TIPO DE MATERIAL: Cemento Portland tipo GU
PROVIENE: FECHA: 21/09/2017/
ENSAYO REALIZADO POR: Victor Hugo Vargas P. Nro de Ensayos 3
SIMBOLOGIA Ensayo 1 Ensayo 2 Ensayo 3 Promedio
Peso del picnómetro (g) P1 9,25 9,25 9,25
Peso del picnometro +
muestra (g) P2 10,00 10,08 10,02
Peso del picnómetro + P3 15,77 15,77 15,77
Peso del picnómetro + P4 16,28 16,33 16,29
Peso especifico P.e 3,13 3,07 3,08 3,09
P.e = (P2-P1 )
(P3-P1)-(P4-P2)
Ing. Edwin Duque Yaguache
DIRECTOR DE TRABAJO DE TITULACIÓN
Ing. Edwin Duque Yaguache
DIRECTOR DE TRABAJO DE TITULACIÓN
Victor Hugo Vargas Pogo PROFESIONAL EN FORMACIÓN
Victor Hugo Vargas Pogo PROFESIONAL EN FORMACIÓN
106
hormigon . Requisitos.)
hormigon . Requisitos.)
ANEXO C: ENSAYOS REALIZADOS AL ARIDO FINO.
ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO DEL ÁRIDO FINO
UNIVERSIDAD TECNICA PARTICULAR DE LOJA
DEPARTAMENTO DE GEOLOGÍA Y MINAS E INGENIERIA CIVIL
LABORATORIO DE RESISTENCIA DE MATERIALES
NORMATIVA: NTE INEN 696(ASTM C 136) TIPO DE MATERIAL: Árido Fino
PROVIENE: Río Catamayo FECHA: /09/08/2017/
ENSAYO REALIZADO POR : Victor Hugo Vargas P. Nro Ensayo : 1 de 2
Porcentaje de absorcion ((S-A)/(A))*100 1,83 0,62 1,22
Densidad (SH) (Kg/m³) (997,5A)/(B+S-
C)
2576,75 2660,21 2618.48
Densidad (SSS) (Kg/m³) (997,5S)/(B+S-
C)
2623,88 2676,58 2650,23
Densidad aparente (SSS) (Kg/m³) (997,5A)/(B+A-
C)
2704,55 2704,58 2704,57
Ing. Edwin Duque Yaguache
DIRECTOR DE TRABAJO DE
TITULACIÓN
Ing. Edwin Duque Yaguache
DIRECTOR DE TRABAJO DE
TITULACIÓN
Victor Hugo Vargas Pogo
PROFESIONAL EN FORMACIÓN
Victor Hugo Vargas Pogo
PROFESIONAL EN FORMACIÓN
109
Variables SIMBOLOGI
A
Ensayo 1 Ensayo 2
Volumen del molde (m³) V 0,014 0,014
Peso del molde (Kg) T 9,64 9,64
Peso del molde mas muestra (Kg) G 32,32 32,6
Peso de la muestra de ensayo (Kg) G-T 22,68 22,96
Temperatura del Agua (°C) 20 20
Masa del agua , placa de vidrio y molde (Kg) W 24,9 24,9
Masa de la placa de vidrio y molde (Kg) M 10,94 10,94
Densidad del agua a la temperatura de ensayo (kg/m³) D 998,29 998,29 Valor Promedio Masa Unitaria o Densidad
Aparente sin varillar Factor del molde , 1/m³ F 71,51 71,51
Densidad aparente (kg/m³) M 1621,86 1641,89 M=(G-T)/V 1631,88
DETERMINACIÓN DE LA MASA UNITARIA (PESO VOLUMÉTRICO) EN EL ÁRIDO FINO EN ESTADO COMPACTADO
Variables SIMBOLOGI
A
Ensayo 1 Ensayo 2
Volumen del molde (m³) V 0,014 0,014
Peso del molde (Kg) T 9,64 9,64
Peso del molde mas muestra (Kg) G 34,38 34,43
Peso de la muestra de ensayo (Kg) G-T 24,74 24,79
Temperatura del Agua (°C) 20 20
Masa del agua , placa de vidrio y molde (Kg) W 24,9 24,9
Masa de la placa de vidrio y molde (Kg) M 10,94 10,94
Densidad del agua a la temperatura de ensayo (kg/m³) D 998,29 998,29 Valor Promedio Masa Unitaria o Densidad
Aparente varillado Factor del molde , 1/m³ F 71,51 71,51
Densidad aparente (kg/m³) M 1769,18 1772,75 M=(G-T)/V 1770,96
UNIVERSIDAD TÉCNICA PARTICULAR DE LOJA
DEPARTAMENTO DE GEOLOGÍA Y MINAS E INGENIERIA CIVIL
LABORATORIO DE RESISTENCIA DE MATERIALES
DETERMINACIÓN DE LA MASA UNITARIA (PESO VOLUMÉTRICO) EN EL ÁRIDO FINO EN
ESTADO SUELTO
NORMATIVA : NTE INEN 858(ASTM C 29) TIPO DE MATERIAL : Árido Fino
PROVIENE : Río Catamayo FECHA : /09/08/2017/
ENSAYO REALIZADO POR : Victor Hugo Vargas P. Nro de Ensayos 2
Ing. Edwin Duque Yaguache
DIRECTOR DE TRABAJO DE TITULACIÓN
Ing. Edwin Duque Yaguache
DIRECTOR DE TRABAJO DE TITULACIÓN
Victor Hugo Vargas Pogo
PROFESIONAL EN FORMACIÓN
Victor Hugo Vargas Pogo
PROFESIONAL EN FORMACIÓN
110
UNIVERSIDAD TÉCNICA PARTICULAR DE LOJA
DEPARTAMENTO DE GEOLOGÍA Y MINAS E INGENIERIA CIVIL
LABORATORIO DE RESISTENCIA DE MATERIALES
DETERMINACION DEL MATERIAL MAS FINO QUE PASA EL TAMIZ CON ABERTURAS DE 75
um ( N°200) MEDIANTE LAVADO
NORMATIVA :
NTE INEN 697 (ASTM C 117)
TIPO DE MATERIAL :
Árido Fino
PROVIENE :
Río Catamayo
FECHA :
11/08/2017/
ENSAYO REALIZADO POR :
Victor Hugo Vargas P.
Nro de Ensayos
2
Ensayo 1
Ensayo 2
Masa de la
muestra de
ensayo (g)
A
539,69
540,15
Masa de la
muestra secada al
horno ,luego
B
514,01
516,7
Material más
fino que pasa el
C = A- B
25,68
23,45
Valor promedio de Material Fino < 75 micras
Material más
fino que pasa el
tamiz (200) %
D=((A-B)/A)*100
4,76
4,34
4,55
REQUISITOS
Porcentaje máximo de material mas fino que 75 micrones
Hormigón sujeto a abrasion 3,00%
Todos los demas hormigones 5,00%
OBSERVACIONES
El arido fino presenta un porcentaje de material mas fino que 75 micrones por debajo del valor límite como se establece en la Norma NTE INEN 872 , la cual
cumple los requisitos que se establece para los aridos para ser utilizados en hormigon.
Ing. Edwin Duque Yaguache
DIRECTOR DE TRABAJO DE TITULACIÓN
Ing. Edwin Duque Yaguache
DIRECTOR DE TRABAJO DE TITULACIÓN
Victor Hugo Vargas Pogo
PROFESIONAL EN FORMACIÓN
Victor Hugo Vargas Pogo
PROFESIONAL EN FORMACIÓN
111
tamaño 67 según se describe
en la Norma NTE 872 ( Áridos para hormigón . Requisitos.)
ANEXO D ENSAYOS REALIZADOS AL ARIDO GRUESO
ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO DEL ÁRIDO GRUESO
UNIVERSIDAD TECNICA PARTICULAR DE LOJA
DEPARTAMENTO DE GEOLOGÍA Y MINAS E INGENIERIA CIVIL
LABORATORIO DE RESISTENCIA DE MATERIALES
NORMATIVA: NTE INEN 696(ASTM C 136) TIPO DE MATERIAL: Árido grueso
PROVIENE: Río Catamayo FECHA: /09/08/2017/
ENSAYO REALIZADO POR: Victor Hugo Vargas P. Nro. Ensayo: 1 de 1