Estudio del concreto con cemento Portland tipo I de mediana a alta resistencia utilizando aditivo superplastificante reductor de agua

Abstract

El programa experimental de laboratorio comprendía la prepararon de mezclas de concreto con un slump de 6” a 7” para tener un adecuado comportamiento en obra respecto a la colocación del concreto. Se realizaron ensayos en estado fresco de peso unitario, contenido de aire, exudación, fluidez, tiempo de fragua. El aditivo se empleó en dosificaciones de 0.72%, 1.00% y 1.18% en peso del cemento, siendo propuesta dentro del rango que se indica en la ficha técnica del fabricante. Para la presente investigación se fabricaron una serie de 377 probetas (288 comprensión, 48 tracción, 32 modulo elástico y 9 agregado optimo por resistencia) y 32 vigas. Se utilizó Cemento Portland Tipo I marca “Sol”, agregados finos y gruesos provenientes de las canteras “Trapiche” y “Gloria” respectivamente de la ciudad de Lima, y el aditivo superplastificante MASTER EASE 3900 de la empresa BASF S.A. El concreto en estudio considera relaciones a/c= 0.45, 0,50, 0.55, 0.60. Se realizó el diseño de mezclas con el método del agregado global, en el cual se toma porcentajes de 44%, 47%, 50%; 53%, 56% en peso de agregado fino con respecto al peso total de agregados, obteniendo un peso unitario compactado (P.U.C) máximo cuando se utilizó el 49.25% de agregado fino. Luego al ensayar probetas a los 7 días se obtuvo un porcentaje óptimo de combinación de agregados por resistencia y P.U.C. obteniendo 49.37% y 50.63% de agregado fino y grueso respectivamente. seguidamente se diseñaron dieciséis (16) tipos de mezclas, el primero fue el concreto patrón (CP) donde se obtuvo un f’c promedio a los 28 días de 370, 358, 333, 314 kg/cm2, el segundo CPA (0.72%), donde se obtuvo f’c promedio de 636, 454, 440, 343 kg/cm2; el tercero CPA (1%), donde se obtuvo f’c promedio de 652, 608, 524, 469 kg/cm2; y el ultimo CPA (1.18%), donde se obtuvo f’c promedio de 700, 632, 621, 519 kg/cm2. Se determinó que la mejor relación costo – resistencia a la comprensión está en el rango de a/c= 0.50 - 0.55, mientras que la óptima dosificación está en rango de 1%. Entonces en obra, se puede tomar como diseño base para así optimizar el comportamiento reológico del concreto.

The experimental laboratory program included the preparation of concrete mixtures with a slump of 6 “to 7“ to have an adequate behavior on site with respect to the placement of concrete. Tests were carried out in fresh state of unit weight, air content, exudation, fluidity, setting time. The additive was used in dosages of 0.72%, 1.00% and 1.18% by weight of the cement, being proposed within the range indicated in the manufacturer's technical data sheet. For the present investigation, a series of 377 test pieces (288 compression, 48 traction, 32 elastic modulus and 9 optimal aggregate for resistance) and 32 beams were manufactured. Portland Cement Type I brand “Sol“, fine and coarse aggregates from the “Trapiche“ and “Gloria“ quarries respectively, in the city of Lima, and the superplasticizer additive MASTER EASE 3900 from BASF SA was used. The concrete under study considers w / c relationships of 0.45, 0.50, 0.55, 0.60. The mixture design was carried out with the global aggregate method, in which percentages of 44%, 47%, 50% are taken; 53%, 56% by weight of fine aggregate with respect to the total weight of aggregates, obtaining a maximum compacted unit weight (P.U.C) when 49.25% of fine aggregate was used. Then, when testing specimens at 7 days, an optimal percentage of combination of aggregates by resistance and P.U.C. obtaining 49.37% and 50.63% of fine and coarse aggregate respectively. Then, sixteen (16) types of mixtures were designed. The first was the standard concrete (CP) where an average f'c was obtained at 28 days of 370, 358, 333, 314 kg / cm2. The second CPA (0.72%), where an average f'c of 636, 454, 440, 343 kg / cm2 was obtained. The third CPA (1%), where an average f'c of 652, 608, 524, 469 kg / cm2 was obtained, and the last CPA (1.18%), where an average f'c of 700, 632, 621, 519 kg / cm2 was obtained. It was determined that the best cost-resistance to compression ratio is in the range of w/c = 0,50 – 0,55, while the optimal dosage is in the range of 1%. Then, it can be taken as a base design on site in order to optimize the rheological behavior of the concrete.