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Avellaneda sanchezandreadelpilar 2019
Metodología de la investigación científica (161490)
Universidad Andina Néstor Cáceres Velásquez
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RELACIÓN DE LA RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN Y MÓDULO DE ROTURA
DEL CONCRETO HIDRÁULICO CON PRESENCIA DE FIBRAS METÁLICAS CON
MATERIALES DEL RIO BARRAGÁN
TRABAJO DE GRADO
ANDREA AVELLANEDA SÁNCHEZ
UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA
FACULTAD DE ESTUDIOS A DISTANCIA – FAEDIS
PROGRAMA DE INGENIERÍA CIVIL
BOGOTÁ D., JULIO DE 2019
RELACIÓN DE LA RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN Y MÓDULO DE ROTURA
DEL CONCRETO HIDRÁULICO CON PRESENCIA DE FIBRAS METÁLICAS CON
MATERIALES DEL RIO BARRAGÁN
ANDREA AVELLANEDA SÁNCHEZ
CODIGO: D
Trabajo de grado presentada como requisito parcial para optar al título de Ingeniero Civil
Director: Ing. Orlando Posso
UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA
FACULTAD DE ESTUDIOS A DISTANCIA – FAEDIS
PROGRAMA DE INGENIERÍA CIVIL
BOGOTÁ D., JULIO DE 2019
RELATION OF THE RESISTANCE TO COMPRESSION AND BREAK MODULE OF
THE HYDRAULIC CONCRETE WITH THE PRESENCE OF METAL FIBERS WITH
MATERIALS FROM RIO BARRAGÁN
SUMMARY
This investigative process develops the municipality of Armenia in the department of Quindío; the tests of compression resistance and rupture module are developed in the Laboratory for Testing of Civil Constructions LECIV S.A., located at 5 # 15- 09 Armenia street; These tests respond to the problematic situation found in the question: What is the relation of the resistance to compression and the modulus of rupture that hydraulic concrete can present in the presence of metallic fibers in tests in the laboratory; Through the execution of the tests in the laboratory, following for the resistance to the compression the methodology exposed in the ASTM C 39 Standard and for the modulus of rupture the Standard ASTM C 78; it was obtained that: The ratio found between the expected compressive strength and the average compressive strength found of normal cylinders of compressive strength of 350 kg / cm2 with the addition of metal fibers tested at the age of 7 days is 1 : 0; which represents 80% of the resistance expected at 28 days of age. The ratio found between the expected compressive strength and the average compressive strength found of normal cylinders of compressive strength of 350 kg / cm2 with the addition of metal fibers tested at the age of 28 days is 1: 1; which represents 100% of the resistance expected at 28 days of age. Likewise, the ratio found between the expected break modulus and the average break modulus found for normal beams of bending strength MR of 45 kg / cm2 with the addition of metal fibers tested at the age of 7 days is 1: 0, 88; which represents 88% of the resistance expected at 28 days of age. The ratio found between the expected modulus of rupture and the average rupture modulus found of normal beams of resistance to bending MR of 45 kg / cm2 with the addition of metal fibers tested at the age of 28 days is 1: 1; which represents 114% of the resistance expected at 28 days of age.
Keywords:Compression resistance, rupture module of hydraulic concrete, presence of metallic fibers.
TABLA DE CONTENIDO
- CAPITULO 1. GENERALIDADES
- 1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
- 1.1 Formulación del Problema
- 1 JUSTIFICACIÓN
- 1 OBJETIVOS
- 1.3 Objetivo General
- 1.3 Objetivos Específicos
- 1 MARCO DE REFERENCIA
- 1.4 Estado del Arte
- 1 MARCO TEÓRICO
- 1.5 El Concreto
- 1.5.1 Diseño en las estructuras de concreto
- 1.5.1 Concreto reforzado
- 1.5.1 Concreto hidráulico
- 1.5 Fibras metálicas.....................................................................................
- 1.5 Resistencia a la compresión
- 1.5 Módulo de rotura....................................................................................
- 1.5 El Concreto
- 1 MARCO LEGAL
- 1 METODOLOGIA
- 1.7 Tipo de Investigación
- 1.7 Diseño Explicativo Secuencial
- 1 PRUEBAS A REALIZAR
- 1.8 Resistencia a la Compresión (ASTM C 39)
- 1.8 Módulo de Rotura (ASTM C 78)
- 2.3 Elaboración de probetas
- 2.3.5 Moldeo de probetas para cilindros de concreto sin fibra metálica
- 2.3.5 Moldeo de probetas para vigas de concreto sin fibra metálica........
- 2.3.5 Moldeo de probetas para cilindros de concreto con fibra metálica..
- 2.3.5 Moldeo de probetas para vigas de concreto con fibra metálica
- 2 Resistencia a la Compresión de cilindros de concreto (ASTM C 39)
- 2.4 Resultados de la resistencia a la compresión sin adición
- metálicas 2.4 Resultados de la resistencia a la compresión con la adición de fibras
- 2 Resistencia a la Flexión del concreto (ASTM C 78)
- 2.5 Resultados del módulo de ruptura sin la adición de fibras
- 2.5 Resultados del módulo de ruptura con la adición de fibras
- 2 Tramo de prueba
- 2 Análisis Estadístico........................................................................................
- 1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
- CAPITULO 3. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES......................................
- Conclusiones
- 2 Recomendaciones
- ANEXOS
- Bibliografía
- Tabla 1. Porcentajes en el volumen total del concreto hidráulico LISTA DE TABLAS
- Tabla 2. Tipos de fibras para ser incluidas en el concreto
- Tabla 3. Especificaciones sobre el diámetro de la cara de carga..............................
- Tabla 4. Edad y plazo de ensayo
- Tabla 5. Determinación de los factores de corrección para L/D
- Tabla 6. Granulometría para tamaños máximos (Fuller y Thompson
- Tabla 7. Dosificación por M3 para mezcla sin fibras metálicas R a/c =0
- Tabla 8. Dosificación por M3 para mezcla con fibras metálicas R a/c =0.............
- Tabla 9. Parámetros de edad y tolerancias
- Tabla 10. Pruebas sin adición de fibras metálicas
- Tabla 11. Pruebas con adición de fibras metálicas
- Tabla 12. Módulo de ruptura sin la adición de fibras
- Tabla 13. Módulo de ruptura con adición de fibras....................................................
- Tabla 14. Resistencia promedio a la compresión
- Tabla 15. Resistencia a la compresión 280kg/cm
- Ilustración 1. Pesaje del cemento.............................................................................. LISTA DE ILUSTRACIONES
- Ilustración 2. Pesaje del agregado grueso
- Ilustración 3. Pesaje del agregado fino
- Ilustración 4. Porcentaje de fibras metálicas adicionadas a los cilindros
- Ilustración 5. Porcentaje de fibras metálicas adicionadas a las vigas
- Ilustración 6. Mezclador
- Ilustración 7. Determinación del asentamiento
- Ilustración 8. Moldeo de probetas cilíndricas sin fibra metálica
- Ilustración 9. Moldeo de probetas para vigas sin fibra metálica
- Ilustración 10. Moldeo de probetas cilíndricas con adición de fibras metálicas
- Ilustración 11. Moldeo de probetas para vigas de concreto con fibra metálica
- Ilustración 12. Tramo de prueba, vía Barrio la Primavera Calarcá-Quindío
- Anexo 1. Datos de la resistencia a la compresión sin adición de fibras LISTA DE ANEXOS
- Anexo 2. Datos de la resistencia a la compresión con adición de fibras
- Anexo 3. Datos del Módulo de ruptura sin la adición de fibras
- Anexo 4. Datos módulo de ruptura con la adición de fibras
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presentar el concreto hidráulico en presencia de fibras metálicas a través de ensayos en el laboratorio. Debido a que el concreto hidráulico es usado de forma amplia como material en las construcciones debido a su alta durabilidad y a su cualidad de resistencia la capacidad impermeable y con gran velocidad de fraguado, suele presentar niveles altos de resistencia a la compresión, asimismo se encuentra una baja resistencia ante los procesos de tracción, situación que hace necesaria la adición de elementos metálicos que confieran mayor resistencia; en este aspecto los ensayos realizados deben dar cuenta de un valor correcto de dosificación en donde la calidad de los agregados resulta fundamental. En esta medida el concreto resulta ser el componente necesario para el desarrollo de la infraestructura en cualquier país, hecho que causa un efecto relevante en el tema del desarrollo y la competitividad. Por lo expuesto el presente trabajo de grado parte al exponer como objetivo general: Establecer el aumento de la resistencia a la compresión mediante lo indicado en las normas ASTM C 39 y ASTM C 78, del concreto hidráulico con adición de fibras metálicas, que garanticen la óptima construcción de vías y demás estructuras en el municipio de Armenia en el Departamento del Quindío. Para lo cual se hace necesario abordar los siguientes objetivos específicos: elaborar las probetas cilíndricas de concreto hidráulico con y sin adición de fibras metálicas de acuerdo a los parámetros de la norma ASTM C 39; elaborar las probetas en viga de concreto hidráulico con y sin adición de fibras metálicas de acuerdo a los parámetros de la norma ASTM C 78; determinar la resistencia a la
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compresión según parámetros de la ASTM C 39; determinar el módulo de rotura según parámetros de la ASTM C 78; establecer el análisis estadístico para la diferencia obtenida con los ensayos realizados con y sin adición de fibras metálicas de acuerdo a los parámetros de la norma ASTM C 39 y con y sin adición de fibras metálicas de acuerdo a los parámetros de la norma ASTM C 78. Visto lo anterior, el cuerpo del trabajo se organizó a través de tres capítulos, el primero considera los aspectos formales del trabajo de grado, dentro lo cual se destaca la el marco teórico que establece las referencias seguidas, el marco metodológico y la descripción de las pruebas a realizar en las vigas y los cilindros de concreto sin adición de fibras así como con la adición de fibras; el segundo capítulo concentra los resultados obtenidos, esto presentando todo el proceso seguido en la elaboración y curado de las probetas, las pruebas de resistencia a la compresión y a la flexión y por consiguiente se presenta el análisis estadístico; finalmente el tercer capítulo presenta las conclusiones a las que se llegó de acuerdo a los ensayos abordados.
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pueda exhibir a la compresión el concreto deben cumplir lo dispuesto por la norma (I.N. E-410); esta norma promulgada por el INVIAS usa como referentes las disposiciones aceptadas globalmente, que en su mayoría provienen de lo dispuesto por la Asociación Americana de Ensayo de Materiales (American Society of Testing Materials. ASTM), que para el caso de la resistencia a compresión las disposiciones están presentes en la (ASTM C 39). De otra parte, el módulo de rotura del concreto hidráulico es la medición que responde a los parámetros de calidad que debe tener la mezcla en la construcción de pavimentos, estructuras, pisos etc.,(Rivera, 2006), la ausencia de este factor considerado en la mezcla, hace inviable la determinación de la respuesta a la tensión que soportará, por ejemplo: la loza en respuesta al paso vehicular, además no se tendrían valores permitidos de uniformidad del concreto obtenidos en condiciones estabilizadas en laboratorio por lo cual no se pude ni asegurar ni verificar el cumplimiento de la normativa (ASTM C 78 ). Asimismo al no considerar los esfuerzos a flexión, se aumenta la necesidad de generar refuerzo en dos capas para la construcción lo cual aumenta los costos de forma considerable y no asegura el periodo de vida útil que se espera cumpla la estructura. La ausencia de seguridad fallada en el laboratorio en cuanto a datos de mezcla, dosificación, agregados etc., impide el cumplimiento de parámetros de calidad, que responden a características como durabilidad, capacidad para dejarse trabajar, impermeabilidad y por supuesto resistencia; en efecto se requiere establecer tanto la relación de la resistencia a la compresión como el módulo de rotura que puede
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presentar el concreto hidráulico en presencia de fibras metálicas a través de ensayos en el laboratorio.
1.1 Formulación del Problema
¿Cuál es la relación de la resistencia a la compresión y el módulo de rotura que puede presentar el concreto hidráulico en presencia de fibras metálicas en ensayos en el laboratorio?
1 JUSTIFICACIÓN
El concreto hidráulico es usado de forma amplia como material en las construcciones debido a su alta durabilidad y a su cualidad de resistencia la capacidad impermeable y con gran velocidad de fraguado, suele presentar niveles altos de resistencia a la compresión, asimismo se encuentra una baja resistencia ante los procesos de tracción, situación que hace necesaria la adición de elementos metálicos que confieran mayor resistencia; en este aspecto los ensayos realizados deben dar cuenta de un valor correcto de dosificación en donde la calidad de los agregados resulta fundamental. En esta medida el concreto resulta ser el componente necesario para el desarrollo de la infraestructura en cualquier país, hecho que causa un efecto relevante en el tema del desarrollo y la competitividad. Por su parte, teniendo en cuenta la aplicación de las tecnologías recientes aceptadas en el ámbito global, se hace necesario establecer una producción de concreto hidráulico eficiente manteniendo el bajo costo, ello implica la selección de
8 Facilita las verificaciones en relación con el cumplimiento de especificaciones. Presentación de resultados como módulo de rotura. Descripción de las diferencias halladas según lo dispuesto en la norma en términos de tamaño del espécimen, preparación de la mezcla, condiciones de humedad y curado. Generación de valores porcentuales adecuados en la adición de fibras metálicas para el concreto hidráulico.
1 OBJETIVOS
1.3 Objetivo General
Establecer el aumento de la resistencia a la compresión mediante lo indicado en las normas ASTM C 39 y ASTM C 78, del concreto hidráulico con adición de fibras metálicas,que garanticen la óptima construcción de vías y demás estructuras en el municipio de Armenia en el Departamento del Quindío.
1.3 Objetivos Específicos
Elaborar las probetas cilíndricas de concreto hidráulico con y sin adición de fibras metálicas de acuerdo a los parámetros de la norma ASTM C 39. Elaborar las probetas en viga de concreto hidráulico con y sin adición de fibras metálicas de acuerdo a los parámetros de la norma ASTM C 78.
2 Resistencia a la Compresión de cilindros de concreto (ASTM C 39)
Determinar el módulo de rotura según parámetros de la ASTM C 78. Establecer el análisis estadístico para la diferencia obtenida con los ensayos
metálicas 2.4 Resultados de la resistencia a la compresión con la adición de fibras
de la norma ASTM C 39 y con y sin adición de fibras metálicas de acuerdo a los parámetros de la norma ASTM C 78.
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1 MARCO DE REFERENCIA
El marco de referencia está compuesto por la revisión de tres aspectos importantes: uno es el estado del arte donde se presentan las investigaciones realizadas a la fecha y desde los últimos cinco años que se relacionan con el tema propuesto; el segundo es el marco teórico que recoge las conceptualizaciones referentes para dar sustento al proceso investigativo, además detalla los contenidos teóricos sobre los cuales se parte para el abordaje de la problemática planteada y guía la búsqueda de la solución; estas revisiones se complementan con el tercer aspecto que versa sobre la inclusión de la normativa guía presente en el marco legal.
1.4 Estado del Arte
La revisión realizada se presenta en forma ascendente a través de los últimos cinco años y se conforma de procesos investigativos y de artículos publicados que presentan los resultados de investigaciones realizadas en el área temática de interés. La investigación para optar por el título de Ingeniero civil denominada Determinación de la correlación entre elmódulo de elasticidad y el módulo de ruptura para pavimentos de concreto hidráulico con materiales en condiciones locales presentado por (Mendoza, Molina, & Moya, 2014), buscó brindar alternativas a quienes diseñan pavimentos usando el concreto hidráulico brindando un factor de precisión mayor ofreciendo datos respecto al módulo de ruptura y de elasticidad. Tras las pruebas efectuadas de acuerdo a las normativas válidas para El Salvador, se presentan cartas de control que pueden aplicarse para verificar las variaciones que resultan por diferentes factores, apoyados en métodos estadísticos
Avellaneda sanchezandreadelpilar 2019
Asignatura: Metodología de la investigación científica (161490)
Universidad: Universidad Andina Néstor Cáceres Velásquez
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