Un estudio experimental del efecto de los agregados en el concreto hidráulico
Date
1997
Authors
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Publisher
Benemérita Universidad Autónoma de Puebla
Abstract
El conocimiento del efecto de los agregados utilizados en la elaboración del concreto es un factor esencialmente necesario para todo fabricante de concreto.
El objetivo principal de éste trabajo, es el de evaluar el efecto de los agregados que se utilizan en la fabricación de concreto, para tal efecto se diseñaron nueve mezclas en las cuales se mantuvo la relación agua/cemento (a/c) constante, variando únicamente la relación del agregado grueso con respecto al agregado fino, es decir, no se varió el tipo de los agregados, sólo el proporcionamiento de los mismos.
Los agregados empleados en la elaboración de las mezclas de prueba cumplen con los requisitos de sanidad, resistencia, absorción, granulometría y demás pruebas requeridas por las NORMAS OFICIALES MEXICANAS, para la aceptación de un agregado en la fabricación de concreto.
Para lograr la combinación óptima del agregado grueso con el agregado fino, se determinó el peso volumétrico seco y varillado en forma individual para luego hacer una combinación de ambos y así determinar los porcentajes que proporcionan el peso volumétrico seco y varillado máximo combinado, cuya condición representa el menor volumen de vacíos, el cual será cubierto por la lechada de cemento y de ésta manera obtendremos el concreto más denso y de mayor resistencia. Partiendo de la teoría de que el concreto más denso y de mayor resistencia es aquél en el que el volumen de mortero (cemento, agua y arena) llena justamente los vacíos dejados por el agregado grueso.
Es importante mencionar que el agregado grueso empleado en las pruebas realizadas debido a su clasificación está dividido en dos tamaños que son: G1a (tamaño máximo 7/16") y G1b (tamaño máximo 3/4").
Por consiguiente se tuvo que determinar el peso volumétrico seco y varillado de los tres agregados (arena, G1a y G1b), y debido a la utilización de tres tamaños de agregado, el número de combinaciones posibles para determinar el peso volumétrico máximo combinado teóricamente es infinito, a diferencia de cuando se tienen que combinar sólo dos tamaños de agregado. Sin embargo, partiendo de una manera lógica se procedió primeramente a determinar el peso volumétrico máximo combinado seco y varillado del agregado grueso (G1a y G1b) y ya conocidos los porcentajes que proporcionan dicho peso, se procedió a preparar una mezcla (G1) con dichos porcentajes para combinarla con el agregado fino (arena) y de ésta forma, determinar el peso volumétrico máximo seco y varillado que comprenda los tres tamaños de agregado G1 (G1a y G1b) y arena
Para fines de comparación y determinación del efecto que produce la relación agregado grueso con respecto al agregado fino (G/A), se determinaron tres pesos volumétricos máximos para igual número de combinaciones de la grava 1a y grava1b. Es decir, en la primera combinación de gravas se obtuvo el peso volumétrico máximo al estar proporcionadas al 50% c/u, por lo que las dos siguientes combinaciones para determinar los pesos volumétricos máximos respectivos se hicieron variando en ± 10% dicha relación (60/40 y 40/60), lo cual nos determinó un peso volumétrico máximo balanceado, un peso volumétrico donde predomina el agregado G1b y otro donde predomina el agregado G1a.
En la determinación de cada uno de los pesos volumétricos máximos combinados, se procedió a trazar una gráfica respectivamente, en la cual se observa la variación del peso volumétrico a medida que se va incrementando el porcentaje de agregado combinado en cuestión, dicha gráfica muestra un ascenso y una vez alcanzado el peso volumétrico máximo la gráfica muestra un descenso.
Se diseñaron tres mezclas de concreto para cada gráfica tomando en cuenta la relación G/A que produjo el peso volumétrico máximo, así como las dos relaciones más cercanas a ésta, que corresponden de acuerdo a la gráfica a los puntos laterales más cercanos al punto máximo, que son el de la izquierda cuando va en ascenso y el de la derecha cuando vá en descenso. Se realizaron curvas granulométricas para cada condición para el análisis respectivo.
Las mezclas proyectadas para éste estudio fueron nueve en total y a pesar de existir una variación de peso del 1.1% en los tres pesos volumétricos máximos obtenidos (uno por cada gráfica), que aparentemente no es considerable, al efectuar el diseño de las mezclas con las diferentes relaciones de agregados, se observó que existe una variación considerable en el proporcionamiento, ya que en algunas mezclas es notable la presencia predominante del agregado grueso y viceversa.
Es importante resaltar que existen infinidad de combinaciones posibles que nos determinarán igual número de pesos volumétricos máximos, sin embargo, se debe buscar aquella que nos proporcione el concreto de consistencia y trabajabilidad que satisfagan las condiciones de la obra en cuestión, además de los requisitos de resistencia, durabilidad, etc.
Se elaboraron especímenes representativos de cada mezcla, los cuales fueron ensayados a la compresión a las edades de 3, 7, 14 y 28 días, para luego representar los resultados gráficamente y poder hacer una comparación respectivamente y de esta forma poder evaluar el efecto que se tiene al variar sólo el proporcionamiento de los agregados empleados en la elaboración de un concreto.