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USO DEL AGUA DE MAR DE CHINCHA EN EL DISEÑO DE MEZCLA Y LA DISMINUCIÓN DE LA F'C DEL CONCRETO
ÁREA Y LÍNEA DE LA INVESTIGACIÓN
ÁREA: Construcción
LÍNEA: Tecnología del concreto
PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN Descripción del problema:
Teniendo en cuenta el reglamento ACI se conoce que la presencia de sulfatos en el concreto trae como consecuencia la disminución de la resistencia al producirse reacciones químicas internas que lo perjudican.
Formulación del problema:
¿En qué medida influye el uso de agua de mar de Chincha en la disminución de la f'c del concreto?
OBJETIVOS Objetivo general:
Determinar el grado de influencia del uso del agua de mar en la disminución de la f'c del concreto.
Objetivos específicos:
- Determinar el grado de influencia del nivel de sulfatos y cloruros del agua de mar en la disminución de la f'c del concreto.
- Aplicar el cumplimiento de normas para el uso de agua de mar en el diseño de mezcla en la disminución de f'c del concreto.
- Evaluar la cantidad de agua de mar en el diseño de
mezcla en la disminución de f'c del concreto.
Justificación e importancia
Conveniencia
Relevancia Social
Implicaciones prácticas
Valor teórico
Limitaciones de la investigación-Fecha de inicio: 01 de setiembre de 2010
-Fecha de término: 8 de noviembre de 2010
-La obtención del agua de mar de Chincha.
-La disponibilidad en el mercado del cemento tipo V.
-Escasez de información de la reacción del agua de mar
en el concreto.
MARCO TEÓRICO:
Marco de antecedentes:
Se encontró información acerca de un trabajo de investigación PERFILES DE PENETRACIÓN DE CLORURO EN ESTADO IÓNICO EN CONCRETOS DEL RANGO A/C 0.45 A 0.965.
Este trabajo tuvo como objetivo continuar las investigaciones sobre el efecto que tienen los iones cloruro sobre las variables que determinan el comportamiento del concreto.
Bases teóricas: Agua de mar Efecto de las sales en el concreto Cemento tipo V
Marco Conceptual:
– Definición de términos básicos: Aluminato tricálcico(C3A):
Ferroaluminato tetracálcico (C4FA) Hidróxido de calcio (portlandita) Sulfoaluminato de calcio (etringita)
– Definición de conceptos
Reacción del agua de mar en el concreto
El ataque corresponde a la de las sales disueltas, principalmente cloruros y sulfatos sobre los constituyentes del cemento.
Las reacciones características en el ataque se presentan sobre el hidróxido de sodio y el aluminato tricálcico.
V1: Uso del agua de mar de Chincha en el diseño de mezcla.
La utilidad que va a mostrar el agua de mar al utilizarla como
agua para el diseño de mezcla.
V2: Disminución de la f'c del concreto.
Se define como la reducción de la f'c que va a mostrar el
espécimen de concreto al ser sometido a una carga axial.
– Definición de variables:
HIPÓTESIS
Hipótesis general:
El uso de agua de mar en el diseño de mezcla influye en la disminución de la f'c del concreto.
Hipótesis específicas:
El nivel de sulfatos y cloruros del agua de mar en el diseño de mezcla influye en la disminución de la f'c del concreto.
El cumplimiento de normas para el uso de agua de mar en el diseño de mezcla influye en la disminución de la f'c del concreto.
La cantidad de agua de mar en el diseño de mezcla influye en la disminución de la f'c del concreto.
VARIABLES
Dependiente:La disminución de la f'c del concreto
Independiente:Uso del agua de mar de Chincha en el diseño de
mezcla
Operacionalización de variables
N ive l d e s u lfa to s yc lo ruro s .
R e s ulta d o s d ea ná lis is fís ic o –q uím ic o .
C um p lim ie nto d e no rm a s .
N o rm a s T é c n ic a s
E va lua c ió n d e lac a ntid a d d e a g ua d em a r.
R e g la m e nto A C I
C a lid a d e n e l p ro c e s o d e m e zc la d o .
M á q uina m e zc la d o ra .
N ive l d e re s is te nc ia .M á q uina c o m p re s o ra .
N ive l d ec o ns is te nc ia .
C o no d e A b ra m s .
D is m in u c ió n d e l f 'c d e l c o n c re to
D e p e nd ie nte C ua nti ta tiva P ro p o rc ió n
o ra zó n
D is m inuye la re s is te nc ia a la c o m p re s ió n d e l c o nc re to p o r la
e le va d a c a ntid a d d e s a le s q ue
p re s e nta e l a g ua d e m a r e n s u c o m p o s ic ió n.
U s o d e l a g u a d e m a r d e C h in c h a
e n e l d is e ñ o d e m e zc la
In d e p e n d ie n te C ua li ta tiva O rd in a l
L a p re s e nc ia d e io ne s c lo ruro s y d e io ne s s u lfa to s
m o d i fic a n y a lte ra n la
na tura le za d e la re a c c ió n q uím ic a
in te rna q ue s e p ro d uc e e n e l
c o nc re to .
V A R IA B L ET IP O D E
V A R IA B L EN A T U R A L E ZA E S C A L A
D E F IN IC IÓ N C O N C E P T U A L
IN D IC A D O R E S IN S T R U M E N T O S
ESTRATEGIA METODOLÓGICA
TIPO, NIVEL, MÉTODO Y DISEÑO DE INVESTIGACIÓN
Tipo: Aplicada Nivel: Correlacional Método: Analítica Diseño de la investigación: No experimental – Transversal
POBLACIÓN Y MUESTRA
Población: Pueblo Nuevo - Chincha Muestra: Jr. Cañete cdra. 10
FUENTES, TÉCNICAS E INSTRUMENTOS DE RECOLECCIÓN
DE DATOS
Fuentes: Secundaria.
Técnica: Experimentación.
Instrumentos de recolección de datos: Libros, internet, clases de tecnología del concreto.
A - 1 130.26A - 2 134.09A - 3 126.43
f 'c28 días Testigo
PROCESAMIENTO DE DATOS
1. Obtención de materiales.
2. Ensayos de los materiales en el laboratorio.
3. Elaboración del diseño de mezcla.
4. Preparación de los testigos.
5. Encofrado , desencofrado, curado y rotura de testigos.
6. Obtención y análisis de los resultados.
HERRAMIENTAS ESTADÍSTICAS
HISTOGRAMA
A - 1 A - 2 A - 30
20
40
60
80
100
120
140
160
Testigos
Res
iste
ncia
Polígono de frecuencia:
A - 1 A - 2 A - 30
20
40
60
80
100
120
140
160
Testigos
Res
iste
ncia
A - 1 A - 2 A - 30
20
40
60
80
100
120
140
160
DISPERSIÓN
MEDIDAS DE TENDENCIA CENTRAL
Media Aritmética X = 130.26 Kg/cm2
Media armónica (H) H = 130.18 Kg/cm2
Media Geométrica (G) G = 130.22 Kg/cm2
Desviación Media (DM) DM = 5.96 Kg/cm2
Desviación Típica o Estándar “S” S = 3.83 Kg/cm2
Varianza (V) V = 14.67 Kg/cm2
Coeficiente de variación C.V = 2.94%
Suceso 1 2 3Observada 130.26 kg/cm2 134.09 kg/cm2 126.43 kg/cm2
Esperada 175 kg/cm2 175 kg/cm2 175 kg/cm2
ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN DE DATOS
PRUEBAS ESTADÍSTICASSabemos que la resistencia esperada era 175 kg/cm2
Pero la resistencia promedio obtenida fue 130.26 kg/cm2
Prueba z:
z = 11.68
Prueba chi- cuadrado (x2):
X2= 34.48 kg/cm2
MATRIZ DE CONSISTENCIA
TEMAPLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
OBJETIVOS DEL ESTUDIO
HIPÓTESIS DE INVESTIGACIÓN
VARIABLES DE ESTUDIO
INDICADORES METODOLOGÍA
Título: 1.Problema general:1.Objetivo general:
1.Hipótesis general:
1. Variable independiente
1. Variable independiente:
1.Tipo de investigación: Aplicada
1.1. Uso del agua de mar de Chincha en el diseño de mezcla
2. Nivel de investigación: Correlacional
2.Problemas específicos:
2. Objetivos específicos:
2.Hipótesis específicas:
¿Cómo influye el nivel de sulfatos y cloruros del agua de mar en la disminución de la f'c del concreto?
Determinar el grado de influencia del nivel de sulfatos y cloruros del agua de mar en la disminución de la f'c del concreto.
El nivel de sulfatos y cloruros del agua de mar en el diseño de mezcla influye en la disminución de la f'c del concreto.
4. Diseño de la investigación: No experimental – Transversal
2. Variable dependiente:
2. Variable dependiente:
5. Población: Pueblo Nuevo
2.1. Disminución de la f'c del concreto.
6. Muestra: Jr. Cañete cdra. 10 7. Técnicas: Internet, experimentación
Calidad en el proceso de mezclado.
Nivel de resistencia.
Nivel de consistencia
USO DEL AGUA DE MAR DE
CHINCHA EN EL
DISEÑO DE MEZCLA Y
LA DISMINUCION DE LA F'C DEL
CONCRETO
Determinar el grado de influencia del uso del agua de mar en la disminución de la f'c del concreto
El uso de agua de mar en el diseño de mezcla influye en la disminución de la f'c del concreto.
¿En qué medida influye el uso de agua de mar de Chincha en la disminución de la f'c del concreto?
Uso del agua de mar de Chincha en el diseño de mezcla.
Aplicar el cumplimiento de normas para el uso de agua de mar en el diseño de mezcla y la disminución de la f'c del concreto.
El cumplimiento de normas para el uso de agua de mar en el diseño de mezcla influye en la disminución de la f'c del concreto.
¿En qué medida influye el cumplimiento de normas para el uso de agua de mar en la disminución de la f'c del concreto?
La disminución de la f'c del concreto
Nivel de sulfatos y cloruros. Cumplimiento de normas. Evaluación de la cantidad de agua de mar
8. Instrumentos de recolección de datos: Libros, clases de tecnología del concreto, internet.
¿Cómo influye la cantidad de agua de mar en el diseño de mezcla en la disminución de la f'c del concreto?
Evaluar la cantidad de agua de mar en el diseño de mezcla y la disminución de la f'c del concreto.
La cantidad de agua de mar en el diseño de mezcla influye en la disminución de la f'c del concreto.
3.Método de investigación: Analítica
DIAGRAMA DE GRANTACTIVIDADES JULIO AGOSTO SETIEMBRE OCTUBRE NOVIEMBRE
RECOPILACION DE LA INFORMACION
SELECCION DE LA INFORMACION
ANALISIS DEL AGUA DE MAR
PREPARACION DE LA MUESTRA
ENSAYOS DE LABORATORIO DEL AGREGADO
DISEÑO DE MEZCLA
ENSAYOS DE LABORATORIO PARA EL CONCRETO
ANALISIS DE RESULTADO
PROCESAMIENTO DE DATOS
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
IMPRESIÓN Y REPRESENTACION
RESULTADOS PARA UN CONCRETO DISEÑADO CON AGUA DE MAR PARA UN f'c =175 kg/cm2
RESULTADOS PARA UN CONCRETO DISEÑADO CON AGUA POTABLE PARA UN f'c =175 kg/cm2
lb kg
A – 1 27/10/2010 03/11/2010 7 34000 15422.4 130.26 a/c = 0.45 Cemento Tipo V
A – 2 27/10/2010 03/11/2010 7 35000 15876 134.09 a/c = 0.45 Cemento Tipo V
A – 3 27/10/2010 03/11/2010 7 31000 14061.6 118.76 a/c = 0.45 Cemento Tipo V
Fecha de ensayo
Edad (días)
Carga máximaf'c (kg/cm2) DescripciónTestigo Fecha
lb kg
A – 4 26/10/2010 02/11/2010 7 85000 38556 325.65 a/c = 0.67 Cemento Tipo I
A – 5 26/10/2010 02/11/2010 7 86000 39009.6 329.48 a/c = 0.67 Cemento Tipo I
A – 6 26/10/2010 02/11/2010 7 95000 43092 363.96 a/c = 0.67 Cemento Tipo I
f'c (kg/cm2) DescripciónTestigo FechaFecha de ensayo
Edad (días)
Carga máxima
Resultados del SLUMP
Con agua potable Con agua de mar0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
RESULTADOS DEL ENSAYO DE CONSISTENCIA
Slum
p ( p
ulga
das)
PRESUPUESTO
C L A S IF IC A D O R C O S T O S
A P O Y O S E C R E TA R IA L S / . 4 0 0 .0 0
S E R V IC IO TE C N IC O S / . 5 0 .0 0
M A TE R IA L E S D E E S C R ITO R IO 3 0 S / . 1 3 0 .0 0
M A TE R IA L E S D E P R O C E S A M IE N TO D E D A TO S 3 0 S / . 5 0 .0 0M A TE R IA L E S F O TO G R A F IC O S 3 0 S / . 2 5 0 .0 0
M A TE R IA L E S IN F O R M A TIC O S - S / . 2 0 0 .0 0
M A TE R IA L E S D E IM P R E S IÓ N 3 0 S / . 4 0 .0 0
G A S TO S D E R E F R IG E R IO 2 0 S / . 2 5 0 .0 0
S E R V IC IO D E C O M U N IC A C IÓ N - S / . 2 5 0 .0 0
S E R V IC IO D E F O TO C O P IA D O R A 3 6 S / . 5 0 .0 0
S E R V IC IO D E IM P R E S IÓ N Y E N C U A D E R N A C IÓ N 3 6 S / . 2 0 0 .0 0
S E R V IC IO D E IN TE R N E T Y TIP E O 3 6 S / . 1 0 0 .0 0
S E R V IC IO D E L A B O R A TO R IO 3 6 S / . 1 0 0 .0 0
S E R V IC IO D E M O V IL ID A D 3 6 S / . 1 8 5 .0 0
V A R IO S L IB R O S S / . 1 5 0 .0 0
S / . 2 ,4 0 5 .0 0
R U B R O S
T O T A L
P E R S O N A L
B IE N E S
S E R V IC IO S
PRESENTACION DE INFORME Características de los componentes
Procedencia de los componentes
Agua
De mar de la provincia de Chincha.
Cemento
Tipo V marca “Andino”
P.e % W % ABS. P.U.SH
Kg/m3
P.U.SS
Kg/m3
P.U.CH
Kg/m3
P.U.CS
Kg/m3
MºF T.M.N
CEMENTO 3.15 ------- -------- -------- -------- -------- -------- --------- --------
AGUA 1.028 -------- -------- -------- --------- -------- ---------- --------- -------
FINO 2.67 0.15 % 0.84 % 1550.35 1548.03 1670.14 1667.64 2.44 -------
GRUESO 2.65 0.39% 0.79 % 1337.24 1332.05 1476.9 1471.16 7.84 1”
Diseño A: Diseño con agua de marf 'c= 175 kg/cm2
No se dispone de resultados para definir la desviación estándar
f 'cr = 245 kg/cm2
Slump = 3” – 4”
Consistencia: Plástica
Agua = 175lt.
Aire = 6%
Contenido a/c
a/c f 'c = 0.54
a/cdurabilidad = 0.45
Se elige menor entonces: a/cdurabilidad = 0.45
Cemento = 388.89 kg, 9.17 bolsas
Cantidad de agregado gruesoFinura de la arena: 2.44
2.40 – 0.71
2.44 – x x = 0.706
2.60 – 0.69
1m3 – 1471.16 kg/m3
0.706 – Ag. grueso
Ag. Grueso = 1038.64 kg
Calculo de volúmenes absolutos para obtener agregado fino
Σ=0.7456
DISEÑO 1M3 VOL. ABSOLUTOS
CEMENTO 388.89 kg. 0.1235
AGUA 175 lt. 0.1702
AG. FINO X X
AG. GRUESO 1038.64 kg. 0.3919
AIRE 6 % 0.06
Volumen fino =0.2544
Agregado fino =0.2544 x 2670
Agregado fino = 679.25 kg
CANTIDAD DE MATERIALES
PARA 1 M3 EN DISEÑO PARA 1 M3 EN OBRA
MATERIALES CANTIDAD
CEMENTO 388.89 kg.
AGUA 183.84 lt.
AG. FINO 680.27 kg.
AG. GRUESO 1042.69 kg.
MATERIALES CANTIDAD
CEMENTO 388.89 kg.
AGUA 175 lt.
AG. FINO 679.25 kg.
AG. GRUESO 1038.64 kg.
MATERIALES CANTIDAD
CEMENTO 7.78 kg.
AGUA 13.62 lt.
AG. FINO 20.85 kg.
AG. GRUESO 23.66 kg.
MEZCLA DE PRUEBA 0.02 m3
Diseño B : Diseño con agua de procedencia potable
Procedencia de los componentes
Agua
De procedencia potable.
Cemento
Tipo I marca “Sol”
f 'c= 175 kg/cm2
f 'cr = 214.63 kg/cm2
Slump = 2 – 10cm
Condición: Normal
Consistencia: Plástica 3”- 4”
Agua = 195lt.
Aire = 1.5%
a/c f 'c = 0.67
Cemento = 291 kg, 6.85 bolsas
Ag Fino = 813.02 kg
Ag. Grueso = 1038.64 kg
MATERIALES CANTIDAD
CEMENTO 291 kg.
AGUA 195 lt.
AG. FINO 813.02 kg.
AG. GRUESO 1034.08 kg
MATERIALES CANTIDAD
CEMENTO 291 kg.
AGUA 204.76 lt.
AG. FINO 814.24 kg.
AG. GRUESO 1042.69 kg
PARA 1M3 DE DISEÑO PARA 1M3 EN OBRA
PARA 0.02 M3
MATERIALES CANTIDAD
CEMENTO 5.82 kg.
AGUA 4.07 lt.
AG. FINO 16.3 kg.
AG. GRUESO 20.84 kg
ANALISIS DE ENSAYOS DE ROTURA DE TESTIGOS
DISEÑO “A”
DISEÑO “B”
TESTIGOSEDAD EN
(DIAS)CARGA MAXIMA AREA
(CM2)F`C 28 DIAS
(KG/CM2)lb kg
A – 1 7 34000 15422.4 176.7146 130.26
A – 2 7 35000 15876 176.7146 134.09
A - 3 7 31000 14968.8 176.7146 126.43
TESTIGOSEDAD EN
(DIAS)CARGA MAXIMA AREA
(CM2)F`C 28 DIAS
(KG/CM2)lb kg
A – 4 7 85000 38556 176.7146 325.65
A – 5 7 86000 39009.06 176.7146 329.48
A - 6 7 95000 43092 176.7146 363.69
CONCLUSIONES
El Diseño de Mezcla con agua de mar trae como consecuencias que la f'c del concreto sea menor que la que una estructura pueda resistir.
Los sulfatos y cloruros son los principales causantes de la disminución de la f'c en el diseño de mezcla con agua de mar.
Según el reglamento ACI, se considera que el tipo de cemento a utilizar se da en base al nivel de cloruros y sulfatos.
La temperatura influye en el proceso de colocación del concreto, puesto que esto ocasiona que la mezcla fragüe más rápido.
RECOMENDACIONES
Si se utiliza un diseño con agua de mar que contenga menor nivel de cloruros y sulfatos puede dar como resultados que la f'c sea mayor que la obtenida.
Se debe tener en cuenta las condiciones ambientales para poder ejecutar el proyecto.
Se debe considerar el nivel de sales del suelo donde se llevara a cabo el proyecto de investigación.
Anexos
PESANDO LOS AGREGADOS
MEZCLANDO LOS AGREGADOS
MIDIENDO EL SLUMP
FRAGUADO DEL CONCRETO
VARILLANDO LA
MEZCLA
VACIANDO EN LAS
PROBETAS
DESENCOFRADO DE PROBETAS
CURADO DE PROBETAS
COLOCACION EN LA MAQUINA COMPRESORA
ROTURA DE PROBETA
