Uso de Cubos de Concreto Para Aci Estudiantil Enep-Aragón Mar-15

8/18/2019 Uso de Cubos de Concreto Para Aci Estudiantil Enep-Aragón Mar-15

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FES Aragón Avanzando en el Conocimiento del Concreto

USO DE CUBOS DE CONCRETO

PARA LA OBTENCIÓN DE LARESISTENCIA A LACOMPRESIÓN.

Ing. Juan Baltazar García


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Introducción

“Una alternativa eficiente

y sustentable”


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Introducción

La resistencia a la compresión es un factor muy importante paravalidar la calidad del concreto y normalmente se utilizan probetascilíndricas para conocer este parámetro.

El uso de los cubos en México significa un avance de la tecnología

del concreto, lo cual nos traería ahorros económicos y eficacia enlos resultados.

Al entrar en vigencia la norma NMX-C-155-ONNCCE-2014,estaremos en la posibilidad de utilizar especímenes cúbicos para

la obtención de la resistencia a la compresión del concreto, por loque debemos estar preparados a este cambio que beneficiará a laindustria del concreto y de la construcción.


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Definición

Cemento

Agua

Agregado fino

Agregado grueso

Pasta

Cemento + Agua)

Mortero

Pasta + Agregado fino)

Concreto

Mortero + Agregado grueso)

El concreto es un material que esta constituido esencialmente deun medio aglutinante en el cuál se encuentran embebidas

partículas o fragmentos de agregados.


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Resistenciaa la compresión

Es la máxima fortaleza medida de un espécimen de concreto omortero a una carga axial y se le denomina comúnmente como f’c.


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Historia controlde calidad

• La resistencia a compresión es

una propiedad principalmentefísica y frecuentemente usadaen los cálculos para diseño depuentes, edificios y otras

estructuras.

La resistencia a la compresión a determinadas edades (28 días ?)es uno de los parámetros fundamentales para el diseño delconcreto, debido a:


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• 1450 a.C.: Los inspectores egipcios comprobaban las medidasde los bloques de piedra con un pedazo de cordel. Los mayas también usaron este método

• Entre los años 1950 y 1960, Armand V. Feigenbaum fijó los

principios básicos del control de la calidad total (Total QualityControl, TQC)

• 1958: Nace la Asociación Nacional de Productores de ConcretoPremezclado, AC (ANPCPAC), hoy la AMIC, e instala el primer

laboratorio de control de calidad en México. Y establece lasnormas de producción que permiten asegurar la calidad delconcreto hasta nuestros días.

http://es.wikipedia.org/wiki/Mayashttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Total_Quality_Control&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Total_Quality_Control&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Total_Quality_Control&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Total_Quality_Control&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Total_Quality_Control&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Total_Quality_Control&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Total_Quality_Control&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/Mayas


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• 1960: Es creada la organización internacional de normas (ISO,International Standarization Organization).

• 1987: Se publican las normas internacionales actuales sobreaseguramiento de la calidad (familias ISO).

• 1994: El ONNCCE fue acreditado por la Secretaría deEconomía como Organismo Nacional de Normalización.

http://es.wikipedia.org/wiki/International_Standarization_Organizationhttp://es.wikipedia.org/wiki/International_Standarization_Organizationhttp://es.wikipedia.org/wiki/International_Standarization_Organizationhttp://es.wikipedia.org/wiki/International_Standarization_Organizationhttp://es.wikipedia.org/wiki/International_Standarization_Organizationhttp://es.wikipedia.org/wiki/International_Standarization_Organization


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Uso deespecímenes

• Estados Unidos

• México

• Francia

• Canadá

• Austria

• Nueva Zelanda

• Inglaterra

• Alemania

• Escandinavia

• Mayoría en Europa


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Normatividad

NORMA MEXICANA: NMX-C-155-ONNCCE-2014

Cancela a:

• NMX-C-155-ONNCCE-2004, “INDUSTRIA DE LA

CONSTRUCCIÓN -CONCRETO-CONCRETO HIDRÁULICOINDUSTRIALIZADO-ESPECIFICACIONES”

• NMX-C-403-ONNCCE-1999, “INDUSTRIA DE LACONSTRUCCIÓN - CONCRETO HIDRÁULICO PARA USO

ESTRUCTURAL”


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Normatividad

CAMBIOS A LA NORMA • Se adiciona la tabla 6, donde se indican las formulas de laresistencia a la compresión promedio, f ́cr , para el diseñode mezclas de concreto.

• Los apéndices normativos y sus tablas correspondientes

de la norma 403, se complementan y se colocan dentrodel cuerpo de la norma 155.

• En la norma 155 se adiciona la tabla 11,- Control de laproducción del concreto con requisitos de durabilidad ymétodos de ensayo.

• En la norma 155 en el apéndice A se adiciona la tabla15.- Correlación entre resistencias a compresión de

cilindros de 15 cm X 30 cm y especímenes de diferentes

formas y dimensiones


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Uso de cubos

BENEFICIOS• En los laboratorios que monitorean la calidad de los concretos: Utilizar menor cantidad de concreto en el muestreo:

Cubo de 10 cm ≈ 1.0 L de concretoCubo de 15 cm ≈ 3.4 L de concreto

Cilindro de 10 cm X 20 cm ≈ 1.6 L de concretoCilindro de 15 cm X 30 cm ≈ 5.3 L de concreto

Menor peso de los especímenes cúbicos, por lo que el personallos podrá manipular con facilidad y tendrá menor riesgo en

salud ocupacional:Cubo de 10 cm ≈ 2.2 kgCubo de 15 cm ≈ 7.5 kgCilindro de 10 cm X 20 cm ≈ 3.5 kgCilindro de 15 cm X 30 cm ≈ 11.7 kg


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Uso de cubos

BENEFICIOS Menor peso y mayor área de aprovechamiento en el vehículoutilizado para el traslado de especímenes (mayor rendimiento).

Mayor almacenamiento de especímenes en el cuarto o pileta de

curado. Actualmente en un área de 1m2 se puede almacenar,en condiciones normales, lo siguiente:

Cuarto de curado (espécimen en forma horizontal):Cilindro de 10 cm X 20 cm ≈ 50 piezas

Cilindro de 15 cm X 30 cm ≈ 18 piezas

Cubo de 10 cm ≈ 100 piezas Cubo de 15 cm ≈ 36 piezas


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Uso de cubos

BENEFICIOS Pileta de curado (espécimen en forma vertical):Cilindro de 10 cm X 20 cm ≈ 100 piezas (tirante de agua de21 cm)Cilindro de 15 cm X 30 cm ≈ 36 piezas (tirante de agua de

31 cm)

Cubo de 10 cm ≈ 100 piezas (menor cantidad de agua,tirante de 11 cm)Cubo de 15 cm ≈ 36 piezas (menor cantidad de agua,

tirante de 16 cm)


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Uso de cubos

BENEFICIOSSe evita el uso de: Azufre (genera riesgo para la salud por gases tóxicos). Gas Parrilla

Jarra u olla para fundir el mortero Campana extractora de gases Elaboración de cubos para verificar la resistencia del mortero. Bases de neopreno

• Ahorro de tiempo para el ensaye de los especímenes.

• Optimizar tiempos en realizar otras actividades


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Uso de cubos

Otras implicaciones:

• Capacidad de la máquina de ensaye. Al tener una mayorresistencia a la compresión (concretos mayores de 450 kg/cm2)y una mayor área transversal de los cubos (en el caso de cubos

de 15 cm) se requiere mayor capacidad de la máquina deensayo.

• En los cubos solamente se permite el uso de moldes rígidos; Enlos especímenes cilíndricos podemos utilizar moldes de plástico

(desechables).


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Normatividad

NORMA MEXICANA: NMX-C-155-ONNCCE-2014

APENDICE INFORMATIVO

“FACTORES DE EQUIVALENCIA PARA ENSAYES DE

ESPECÍMENES DE CONCRETO”

Los factores mostrados en la tabla son aquellos por los que sedeben multiplicar las resistencias de un espécimen, cubico, paraobtener las equivalencias de un cilindro de 15 cm x 30 cm.


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Normatividad

Tipo deespécimen

Dimensiones(cm)

Variaciónnormal

Valor medioaceptable

Cilindro

15 x 30

-

1,00

10 x 20 0,94 – 1,00 0,97

25 x 50

1,00 – 1,10 1,05

Cubo

10

0,70 – 0,90

0,80

15

0,70 – 0,90 0,80

20 0,75 – 0,90 0,83

30

0,80 – 1,00 0,90

TABLA A.1. Correlación entre resistencias a compresión decilindros de 15 cm x 30 cm y especímenes de diferentesdimensiones


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Otros factoresde conversiónSe ha comprobado que el nivel de resistencia a compresión delconcreto afecta la correlación de resistencia cilindro/cubo:

Cubos MPa Cilindros Mpa Correlación:Cilindro/cubo9.0 6.9 0.77

15.2 11.7 0.77

20.0 15.2 0.76

24.8 20.0 0.81

27.6 24.1 0.87

29.0 26.2 0.91

29.6 26.9 0.91

35.8 31.7 0.98

36.5 34.5 0.94

42.1 36.5 0.87

44.1 40.7 0.92

48.3 44.1 0.91

52.4 50.3 0.96


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Otros factoresde conversión

AASHTO/ASTMLos factores de conversión provistos en loscódigos AASHTO y ASTM se emplean paracuantificar la resistencia a compresióncuando los especímenes presentanh/d


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Oficina de Reclamación de losEstados Unidos

h/d Factor, % h/d Factor, %

2.25 101.4 1.6 96.8

2.2 101.1 1.5 96.0 2.1 100.6 1.4 95.2

2.0 100.0 1.3 94.5

1.9 99.2 1.2 93.1

1.8 98.4 1.1 90.0

1.7 97.6 1.0 85.0

En los estándares para concreto dela Oficina de Reclamaciones de losEstado Unidos se proporcionanfactores para variaciones en h/d

Estos factores convierten elresultado de resistencia acompresión al equivalente para uncilindro de 150x300 mm (h/d=2.0)


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UNESCOEn el manual de concreto reforzado de laUNESCO se presentan factores de conversiónpara especímenes de diferente forma y tamaño.

Forma delespécimen Tamaño deespécimen Factor deconversión

Cilindro15 x 30cm10 x 20cm25 x 50cm

1.000.971.05

Prisma 15 x 15 x 45cm20 x 20 x 60cm 1.051.05

Cubo

10cm15cm20cm30cm

0.800.800.830.90


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Neville en su modelo elimina la variable h/d, e incorporando lassecciones transversales:

• P= Resistencia a compresión• P6= Resistencia del cubo 150mm• d= Dimensión lateral máxima• d6= Dimensión lateral máxima de un cubo de 150 mm

• A= Área sección transversal• A6= Área sección transversal de un cubo de 150 mm = 22,500 mm2

De acuerdo a este ecuación, la correlación deresistencia entre un cilindro de 150mm x 300mmcon el cubo de 150mm es de 0.79

Neville


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Otros factoresde conversiónSe siguen realizando estudios para determinar correlaciones. Esevidente que estas correlaciones no pueden ser representadasfácilmente por ecuaciones o factores:

Referencia Correlacióncilindro/cubo

Observaciones

Cormack 0.87 Enfocado en concreto de alta resistencia

Pocos datos para f’c


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Evaluación AMICObjetivos:

• Verificar los factores de correlación entre resistencias a lacompresión de cilindros de 15 cm x 30 cm y especímenescúbicos de diferentes dimensiones que se indican en la norma:

NMX-C-155-ONNCCE-2014, “INDUSTRIA DE LACONSTRUCCIÓN-CONCRETO HIDRÁULICO-DOSIFICADO EN MASA ESPECIFICACIONES YMÉTODOS DE ENSAYO”.

• Determinar los beneficios que podemos obtener con el uso decubos en la determinación de la resistencia a la compresión vsespecímenes cilíndricos de 15 cm X 30 cm.


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Evaluación AMICDesarrollo

El comité técnico de AMIC elaboró el Protocolo de pruebas deconcreto para verificar los factores de correlación.

Cemento CPC-40.TMA 20 mm

Andesita, Basalto, Caliza

150 200 250 300 350

Revenimiento del proyecto: 16 cm.

Los especímenes evaluados fueron los siguientes:• Cilindro, 15 cm de diámetro X 30 cm de altura

(espécimen testigo)• Cubo, 10 cm por lado• Cubo, 15 cm por lado

Constantes

Tipos de agregados

f ́c, kg/cm2


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Evaluación AMICResultados

Ensaye; 3, 28 y 56 días, promedio de dos especímenes:

• Resultados a 3 días.

Grava andesita.

71

114

197

262

299

108

147

180

262

314

74

113

161

202

270

0

50

100

150

200

250

300

350

150 200 250 300 350

10 X 10 15 X 15 15 X 30


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Grava basalto

100

166

223

320

357

104

168

247

344

366

88

145

200

284302

0

50

100

150

200

250

300

350

400

150 200 250 300 350

10 X 10 15 X 15 15 X 30


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Grava caliza

103

155

179

260

302

111

154

188

244

294

78

129

166

231

268

0

50

100

150

200

250

300

350

150 200 250 300 350

10 X 10 15 X 15 15 X 30


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Grava andesita

200

290

369

449465

228

286

369

424

441

187

259

302

351

392

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

150 200 250 300 350

10 X 10 15 X 15 15 X 30


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Grava caliza

217

322 327

415 420

208

300

339354

410

189

263

284

343363

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

150 200 250 300 350

10 X 10 15 X 15 15 X 30


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Grava andesita

205

365

399

502480

279

357377

440 440

200

285

365

399

473

0

100

200

300

400

500

600

150 200 250 300 350

10 X 10 15 X 15 15 X 30


35/43




Grava basalto

230

366

416

552578

239

379

425440 440

208

327

376

446462

0

100

200

300

400

500

600

700

150 200 250 300 350

10 X 10 15 X 15 15 X 30


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Grava caliza

238

349

395

462

510

260

340

416 422440

216

311

346

396416

0

100

200

300

400

500

600

150 200 250 300 350

10 X 10 15 X 15 15 X 30


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Evaluación AMICGráfica de dispersión en relación al espécimen cilíndrico

• Factores a 3 días.

Se incluyen los tres tipos de agregados

0.600

0.700

0.800

0.900

1.000

1.100

1.200

0 50 100 150 200 250 300 350 400

10 X 10 15 X 15 15 X 30


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0.600

0.700

0.800

0.900

1.000

1.100

1.200

0 50 100 150 200 250 300 350 400

10 X 10 15 X 15 15 X 30


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0.600

0.700

0.800

0.900

1.000

1.100

1.200

0 50 100 150 200 250 300 350 400

10 X 10 15 X 15 15 X 30


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Evaluación AMIC

Correlación entre resistencias a compresión de cilindros de 15 cm x 30 cm y especímenes de diferentes dimensiones

Valores a 3 días, validación AMIC Valores a 28 días, validación AMIC Valores a 56 días, validación AMIC

Tipo de

espécimen

Dimensiones

(cm)

Variación

normal

Valor medio

aceptable

Grava

andesita

Grava

basaltoGrava caliza

Grava

andesita

Grava

basaltoGrava caliza

Grava

andesita

Grava

basaltoGrava caliza

15 x 30 - 1,00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00

10 x 20 0,94 – 1,00 0,97 - - - - - - - - -

25 x 50 1,00 – 1,10 1,05 - - - - - - - - -

10 0,70 – 0,90 0,80 0.77 - 1.00 0.84 - 0.89 0.75 - 0.92 0.78 - 0.93 0.81 - 0.95 0.81 - 0.87 0.78 - 0.98 0.79 - 0.90 0.81 - 0.90

15 0,70 – 0,90 0,80 0.68 - 0.89 0.80 - 0.86 0.70 - 0.94 0.81 - 0.90 0.76 - 0.90 0.83 - 0.96 0.71 - 1.00 0.86 - 1.00 0.83 - 0.94

20 0,75 – 0,90 0,83 - - - - - - - - -

30 0,80 – 1,00 0,90 - - - - - - - - -

Cilindro

Cubo

Valores indicados en la NMX-C-155-ONNCCE-2014

Resumen de los factores


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Evaluación AMICConclusiones

Los resultados obtenidos de los concretos evaluados, en generalson satisfactorios; Los factores de correlación están dentro de loindicado en la norma NMX-C-155-ONNCCE-2014. Aunque losresultados de los cubos de 15 cm X 15 cm para las resistencias de300 y 350 kg/cm2 parecieran tener un factor de correlación mayora 0.9.


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GRACIAS!Ing. Juan Baltazar García [email protected]

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