construccion1

UNIVERSIDAD VERACRUZANA

FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL REGIÓN XALAPA

“Caracterización en estado fresco y endurecido de c oncretos reciclados provenientes de un edificio de más 30 añ os de

antigüedad”

TESIS

QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE:

INGENIERO CIVIL

PRESENTA

JOSÉ HIPÓLITO BERISTÁIN GUZMÁN

DIRECTORES

DR. DEMETRIO NIEVES MENDOZA DR. MIGUEL ÁNGEL BALTAZAR ZAMORA

Xalapa, Ver., México FEBRERO 2009

AGRADECIMIENTOS

A mis padres: Delfino Beristáin Hernández Reyna Guzmán Martínez A quienes les debo todo. Y a Dios.

Un especial agradecimiento:

Dr. Demetrio Nieves Mendoza y al Dr. Miguel Ángel Baltazar Zamora

Con respeto y gratitud.

ÍNDICE

Introducción Justificación Objetivos Capítulo 1. Marco teórico y conceptual 1 1.1 Concreto hidráulico y sus componentes 1

1.2 Agregados Pétreos: arena y grava 2

1.3 Relación agua/cemento 4

1.4 Reciclado de concreto 7

Capítulo 2. Metodología Experimental 8

2.1 Diseño de mezclas de concreto Relación a/c=0.45 (Método ACI) 8

2.2 Fabricación de los especimenes de concreto 14

2.3 Caracterización del concreto en estado fresco 15

2.3.1 Revenimiento 15

2.3.2 Contenido de aire del concreto fresco 17

2.3.3 Masa volumétrica del concreto fresco 18

2.3.4 Curado de especimenes 19

2.4 Caracterización del concreto en estado endurecido 21

2.4.1 Resistencia a la compresión 21

2.4.2 Resistencia a la flexión 25

2.4.3 Absorción de agua por capilaridad 27

Capítulo 3. Resultados y Análisis de Resultados 31 3.1 Comparación de los resultados de los concretos en estado fresco. 31

3.1.1 Revenimiento 31

3.1.2 Contenido de aire 32

3.1.3 Masa volumétrica 33

3.2 Comparación de los resultados de los concretos en estado endurecido. 34

3.2.1 Resistencia a la compresión 34

3.2.2 Resistencia a la flexión 36

3.2.3 Resultados de absorción de agua por capilaridad en los concretos 38

Capitulo 4. Conclusiones 41 4.1 Conclusiones 41

ANEXO A (Caracterización de los agregados) 43 ANEXO B (Resultados de ensayes) 63 Referencias bibliográficas 67

INDICE DE TABLAS Tabla 1.1 Relaciones agua-cemento máximas para diversas condiciones de exposición. 4 Tabla 1.2 Requisitos para concreto expuesto a soluciones que contengan sulfatos. 5 Tabla 1.3 Correspondencia típica entre la relación agua-cemento y la resistencia a compresión del concreto. 6 Tabla 1.4 Relaciones agua cemente máximas permisibles para el concreto cuando no se dispone de datos de resistencia de experiencias en campo ni de mezclas de prueba. 7 Tabla 2.1 Resumen de resultados de la caracterización de los agregados 8 Tabla 2.2 Requisitos aproximados para el contenido de agua de mezclado y para el contenido de aire deseado para distintos revenimientos y tamaños de agregado. 9 Tabla 2.3 Requisitos mínimos de cemento para concreto de peso normal. 10 Tabla 2.4 Volumen de agregado grueso por unidad de volumen de concreto. 10 Tabla 2.5 Cantidades necesarias para la mezcla con agregado reciclado. 13

Tabla 2.6 Cantidades necesarias para la mezcla con agregado natural. 13 Tabla 2.7 Pruebas para la caracterización del concreto en estado fresco. 15 Tabla 2.8 Pruebas para la caracterización del concreto en estado endurecido. 21 Tabla 2.9 Resistencia a la compresión y espesor máximo del mortero de azufre. 22 Tabla A.1 Pruebas para la caracterización del agregado grueso. 44 Tabla A.2 Pruebas para la caracterización del agregado fino. 44 Tabla A.3 Análisis granulométrico (agregado grueso reciclado) 48 Tabla A.4 Análisis granulométrico (agregado grueso natural) 48 Tabla A.5 Masa unitaria del agua a varias temperaturas 54 Tabla A.6 Análisis granulométrico (agregado fino) 58 INDICE DE FIGURAS Figura 1.1 Variación de las proporciones en volumen absoluto de los materiales usados en el concreto. 2 Figura 2.1 Vaciado de la Mezcla. 14

Figura 2.2 Engrasado de moldes. 15

Figura 2.3 Cono de Abrams. 16

Figura 2.4 Revenimiento de la mezcla con agregado reciclado. 17 Figura 2.5 Recipiente para prueba de contenido de aire. 17 Figura 2.6 Prueba de contenido de aire del concreto fresco. 18 Figura 2.7 Moldes preparados para prueba de masa especifica. 18 Figura 2.8 Pesado de molde y mezcla de concreto para prueba de masa especifica. 19 Figura 2.9 Desmolde de especimenes de concreto. 20 Figura 2.10 Especimenes dentro de tina de curado. 21

Figura 2.11 Transporte de especimenes. 22

Figura 2.12 Medición de especimenes cilíndricos. 23

Figura 2.13 Cabeceo de especimenes. 23

Figura 2.14 Ensaye de especimenes cilíndricos. 24 Figura 2.15 Especimenes cilíndricos ensayados. 24 Figura 2.16 Medición de especimenes prismáticos. 25 Figura 2.17 Ensaye de especimenes prismáticos. 26 Figura 2.18 Espécimen prismático ensayado. 26 Figura 2.19 Espécimen cortado. 27 Figura 2.20 Sellado de rebanadas con parafina. 28 Figura 2.21 Preparación de muestras para prueba de capilaridad. 28 Figura 2.22 Pesado de rebanadas. 29 Figura 2.23 Grafica de absorción de una muestra saturada y superficialmente seca. 29 Figura 3.1 Espécimen cilíndrico ensayado. 35 Figura 3.2 Resultados de las pruebas a compresión. 35 Figura 3.3 Espécimen prismático ensayado 37

Figura 3.4 Resultados de las pruebas a flexión. 37

Figura 3.5 Curva de absorción de agua obtenida del ensayo de capilaridad para el concreto con agregado reciclado. 38 Figura 3.6 Curva de absorción de agua obtenida del ensayo de capilaridad para el concreto con agregado natural. 39 Figura A.1 Agregado reciclado triturado. 45 Figura A.2 Agregado grueso natural, instalaciones de la empresa HOLCIM-APASCO. 45 Figura A.3 Lavado a presión del material triturado reciclado 46 Figura A.4 Muestreo para prueba granulométrica. 47 Figura A.5 Prueba de granulometría de agregado grueso reciclado. 47 Figura A.6 Agregado grueso retenido en mallas 47 Figura A.7 Curva granulométrica (agregado grueso reciclado) 48 Figura A.8 Curva granulométrica (agregado grueso natural) 49 Figura A.9 Saturación de muestra para pruebas de masa específica y absorción 49 Figura A.10. Prueba de masa especifica por el método del picnómetro 50 Figura A.11. Secado para prueba de absorción. 51 Figura A.12. Calibración del recipiente para prueba de masa volumétrica 53 Figura A.13 Varillado de muestra. 53 Figura A.14 Cribado para selección de material para prueba de desgaste. 55 Figura A.15 Material y esferas dentro de la maquina de los ángeles. 56 Figura A.16 Lavado de material retenido en la malla No.12 56 Figura A.17 Agregado fino, instalaciones de la empresa HOLCIM-APASCO. 57 Figura A.18 Muestreo de agregado fino para prueba granulométrica. 57 Figura A.19 Prueba de granulometría de agregado fino. 58 Figura A.20 Retenidos de agregado fino en mallas 58 Figura A.21 Curva granulométrica (agregado fino) 59

Figura A.22 Obtención del estado para realizar las pruebas de absorción y masa especifica. 60 Figura A.23 Masa específica del agregado fino. 60 Figura A.24 Secado de muestra para absorción del agregado fino. 60 Figura A.25 Varillado de capas, agregado fino. 63

Introducción Los residuos sólidos se generan a medida que se desarrolla la actividad de la

construcción, lo cual incluye la construcción y la demolición. Esos residuos

contienen arena, grava, concreto, piedras, ladrillos, madera, metal, vidrio, plástico,

papel, etc. Los residuos se generan a partir de la demolición de estructuras por su

deterioro, la demolición de estructuras para obtener mejores beneficios

económicos (con construcciones nuevas) y los residuos generados como

resultado de desastres naturales.

El reciclaje de este tipo de residuos mediante su transformación en agregados

aptos para el uso ingenieril, no sólo ahorra espacio en los rellenos sanitarios, sino

que reduce la demanda de extracción de materias primas naturales para ser

utilizadas en el sector de la construcción. El problema de los residuos de

demolición se ha transformado en una gran preocupación para planificadores,

urbanistas, ingenieros y ambientalistas.

Por consiguiente, utilizar materiales distintos de los agregados naturales con el

objeto de ahorrar las reservas de agregados naturales para las obras más

importantes es una medida que deberá tomarse como premisa en obras de menor

importancia.

Las consideraciones relacionadas con el desarrollo sostenible son básicas para

estas cuestiones a fin de garantizar recursos suficientes destinados a las

generaciones futuras. Y en este contexto, se estimula el concepto del reciclaje de

escombros de demolición ya que es material de la construcción útil.

Los escombros de demolición generados en el proceso se utilizan esencialmente

como relleno en otros predios destinados a la construcción o se dispone de ellos

en rellenos sanitarios municipales que en la actualidad no cobran por el uso de

dichos rellenos. Se considera que el reciclaje de residuos es una solución

aceptable para prolongar la disponibilidad de los rellenos sanitarios.

Justificación

Una vez que las estructuras de concreto alcanzan su vida útil o presentan defectos

estructurales es necesaria la demolición de dichas estructuras, produciendo así

desechos de concreto, los cuales van a parar a botaderos o rellenos sanitarios,

que no cuentan con ningún control para el tratamiento de estos desechos,

provocando contaminación de mantos acuíferos por la lixiviación de estos,

ocasionando problemas ambientales y sanitarios; inclusive ocasionan

contaminación visual del paisaje en las ciudades.

En algunos lugares no se dispone de agregados para la fabricación del concreto, o

existen pero no cumplen normas, además, al ser los agregados naturales un

recurso no renovable, existe preocupación por parte de las autoridades dentro y

fuera de la industria de la construcción, por la escasez de ese material en un

futuro no muy lejano.

Se deben encontrar sistemas y materiales que aporten ahorro de energía,

minimicen el impacto ambiental y que reduzcan costos, debido a las dificultades

que implica la obtención de dichos materiales.

Aunque en la literatura se encuentran resultados de estudios que evidencian que

el producto de la trituración de residuos de concreto, puede ser utilizado como

agregado en la elaboración de nuevos concretos; su aplicación es mínima, pues la

experiencia es muy limitada.

Por lo tanto, es necesario emprender un estudio sobre el reciclaje de residuos de

concreto, para producir agregados utilizables en mezclas y productos de concreto,

pudiendo alcanzar aplicaciones a nivel industrial en la elaboración de mezclas y

piezas de concreto prefabricado, tomando en cuenta que todo el proceso se

encuentra dentro del marco del desarrollo sostenible, y que dicho proceso es

viable tanto técnica como económicamente.

Objetivos

Determinar la factibilidad de emplear concretos con agregados reciclados

provenientes de la demolición de un edifico de más 30 años, al demostrar que un

concreto con agregado reciclado ofrece características de resistencia semejantes

a las de un concreto con agregado natural, pudiendo ser este último sustituido por

agregado reciclados provenientes de la demolición de edificios.

Conocer el grado de trabajabilidad que alcanzan los concretos con agregados

reciclados en estado fresco, observando el revenimiento que presentan dichas

mezclas.

Conocer los valores de contenido de aire y absorción en concretos con agregado

reciclado, tan importantes en la cuestión de durabilidad del concreto.

Caracterización en estado fresco y endurecido de concretos reciclados

José Hipólito Beristáin Guzmán ING. CIVIL

1

Capítulo 1. Marco teórico y conceptual

1.1 Concreto hidráulico y sus componentes El concreto es básicamente una mezcla de dos componentes: agregados y pasta. La

pasta, compuesta de cemento portland y agua, une a los agregados (arena y grava o

piedra triturada) para formar una masa semejante a una roca pues la pasta endurece

debido a la reacción química entre el cemento y el agua. Los agregados

generalmente se dividen en dos grupos: finos y gruesos. Los agregados finos

consisten en arenas naturales o manufacturadas con tamaños de partícula que

pueden llegar hasta 10mm; los agregados gruesos son aquellos cuyas partículas se

retiene en la malla No. 16 y pueden variar hasta 152mm. El tamaño máximo de

agregado que se emplea comúnmente es el de 19mm o el de 25mm (para uso

estructural).

La pasta está compuesta de Cemento Portland, agua y aire atrapado o aire incluido

intencionalmente. Ordinariamente, la pasta constituye del 25 al 40 % del volumen

total del concreto. La Figura 1.1 muestra que el volumen absoluto del Cemento esta

comprendido usualmente entre el 7 y el 15 % y el agua entre el 14 y el 21 %. El

contenido de aire y concretos con aire incluido puede llegar hasta el 8% del volumen

del concreto, dependiendo del tamaño máximo del agregado grueso.

Como los agregados constituyen aproximadamente el 60 al 75 % del volumen total

del concreto, su selección es importante. Los agregados deben consistir en

partículas con resistencia adecuada así como resistencias a condiciones de

exposición a la intemperie y no deben contener materiales que pudieran causar

deterioro del concreto. Para tener un uso eficiente de la pasta de cemento y agua, es

deseable contar con una granulometría continua de tamaños de partículas.



2

La calidad del concreto depende en gran medida de la calidad de la pasta. En un

concreto elaborado adecuadamente, cada partícula de agregado está

completamente cubierta con pasta y también todos los espacios entre partículas de

agregado. [1]

Figura 1.1 Variación de las proporciones en volumen absoluto de los materiales usados en el concreto. Las barras 1 y 3 representan mezclas ricas con agregados pequeños. Las barras 2

y 4 representan mezclas pobres con agregados grandes. [1] 1.2 Agregados Pétreos: arena y grava Los agregados pétreos que se utilizan en la elaboración de concreto hidráulico, son

materiales teóricamente inertes de volumen prácticamente constante, que al ser

usados en conjunto con la pasta cementante (agua + cemento) en las proporciones

adecuadas, nos dan morteros y concretos de características mecánicas muy

diversas.

Los agregados pétreos se utilizan con dos fines principales:



3

• Para obtener una reducción al mínimo de los cambios volumétricos que se

originan al fraguar el cemento, ya que funcionan como disipadores del calor de

fraguado del cemento.

• Para abatir el costo del concreto, ya que al incluirse con la pasta cementante

originan un abundamiento de ésta con la consiguiente economía.

Las características y propiedades de los agregados pétreos son factores que influyen

considerablemente al momento de diseñar una mezcla de concreto, ya que ocupan

aproximadamente del 60 al 75 % del volumen del concreto; y del 70 al 85% de su

peso, determinando el proporcionamiento de la mezcla e influyendo de manera

notable en las propiedades físicas y mecánicas del concreto.

En el aspecto físico, los agregados influyen en la durabilidad del concreto en la

medida que afectan sus propiedades y su capacidad para resistir los efectos

deteriorantes de los medios de contacto, las condiciones ambientales, y las de

servicio.

En el aspecto químico es importante su composición petrográfica y mineralógica

debido a que hay ciertas rocas y minerales que pueden reaccionar adversamente

con los álcalis en el concreto.

Los agregados pétreos se dividen en finos y gruesos, siendo la arena el más común

de los agregados finos y los guijarros*, la piedra triturada y la grava, los agregados

gruesos más usados.

Por agregado fino o arena se entiende toda partícula o grano de piedra desde la más

fina (con excepción del polvo), hasta aquella que apenas pase a través de la malla

No. 4 que tiene una abertura libre entre alambre y alambre de 3/16’’.

* Piedra pequeña, redondeada y lisa formada por erosión del agua



4

Por agregado grueso o grava, se entiende todo material granular o partículas de

piedra que sea retenida por la malla del No. 4 y cuyos tamaños máximos son de 3/8’’,

½’’, ¾’’, 1’’, 1 ½’’, 2’’, 3’’ y 5’’. [2]

1.3 Relación agua/cemento La relación agua-cemento es el peso del agua, dividido entre el peso de cemento. La

relación agua-cemento que se elija para el diseño de la mezcla debe se el menor

valor requerido para cubrir las consideraciones de exposición de diseño. Las Tablas

1.1 y 1.2 sirven como guías para escoger la relación agua-cemento adecuada para

diversas condiciones de exposición.

Condición de exposición Relación agua-cemento máxima, (en peso) para concreto normal

Concreto protegido contra la exposición a la congelación y deshielo o a la aplicación de productos químicos descongelantes

Escoja la relación agua-cemento basándose en los requisitos de

resistencia, trabajabilidad y acabados.

Concreto que se pretende sea hermético: a. Concreto expuesto a agua dulce 0.50

b. Concreto expuesto a agua salobre o agua de mar. 0.45

Concreto expuesto a congelación y deshielo en condición húmeda. *

a. Guarniciones, cunetas, guardarrieles, o secciones delgadas 0.45 b. Otros elementos 0.50 c. En presencia de productos químicos descongelantes 0.45

Como protección contra la corrosión del concreto reforzado expuesto a sales descongelantes, aguas salobres, agua de mar, o a roció proveniente de estas fuentes 0.40 * Concreto con aire incluido.

Tabla 1.1 Relaciones agua-cemento máximas para diversas condiciones de exposición. [1]

Cuando la durabilidad no sea el factor que rija en el diseño, la relación agua-cemento

deberá elegirse con base en la resistencia a compresión del concreto. En tales casos



5

la relación agua-cemento y las proporciones de la mezcla para la resistencia

requerida deberán basarse en datos de campo adecuados o en mezclas de prueba

hechas con los materiales con los que verdaderamente se va a trabajar para

determinar la relación entre la relación agua-cemento y la resistencia. [1]

Concreto con agregado de peso normal Exposición a

sulfatos

Sulfatos solubles al agua (SO4) en el suelo,

porcentaje en peso

Sulfatos (SO4) en el agua,

ppm Tipo de cemento

Relación agua-cemento máxima en peso

Insignificante 0.00 - 0.10 0 - 150 ----- -----

Moderada 0.10 -0.20 150 - 1500 II, IP (MS), IS

(MS) 0,50 Severa 0.20 - 2.00 1500 - 10,000 V 0,45

Muy severa Mayor que 2.00 Mayor que

10,000 V mas puzolana 0,45 Tabla 1.2 Requisitos para concreto expuesto a soluciones que contengan sulfatos. [1]

La Tabla 1.2 menciona los siguientes tipos de cementos:

II : Moderado. Para uso general y además en construcciones donde existe un

moderado ataque de sulfatos o se requiera un moderado calor de hidratación.

V : Resistente a la acción de los sulfatos. Para uso general y además en

construcciones donde existe un alto ataque de sulfatos.

IP : El cemento Portland IP puede ser empleado en construcciones en general y el

tipo P se utiliza en construcciones donde no sean necesarias resistencias altas a

edades tempranas.

MS : moderada resistencia a los sulfatos.

En México la clasificación de los tipos de cemento está proporcionada por la norma

NMX-C-414-ONNCCE-1999, la cual establece lo siguiente:

De acuerdo a su composición, éstos pueden ser:

CPO Cemento Portland Ordinario

CPP Cemento Portland Ordinario

CPP Cemento Portland Puzolánico

TPEG Cemento Portland con Escoria Granulada de alto horno

CPC Cemento Portland Compuesto



6

CPS Cemento Portland con humo de Sílice

CEG Cemento con Escoria Granulada de alto horno

De acuerdo con sus características especiales, éstos pueden ser:

RS Resistente a los sulfatos

BRA Baja reactividad alcalina agregado

BCH Bajo calor de hidratación

B Blanco

De acuerdo a su resistencia, estos pueden:

La resistencia normal de un cemento es la resistencia mínima mecánica a la

compresión a los 28 días y se indica como 20, 30 ó 40 en Newtons por milímetro

cuadrado (N/mm2). [3]

La Tabla 1.3 puede usarse para escoger una relación agua-cemento, con respecto a

la resistencia promedio requerida para mezclas de prueba, cuando no se disponga

de ninguna otra información.

Relación agua-cemento en peso Resistencia a compresión a los 28

días, kg/cm2* Concreto sin aire

incluido Concreto con aire

incluido

420 0.41 - 350 0.48 0.40 280 0.57 0.48 210 0.68 0.59 140 0.82 0.74

Tabla 1.3 Correspondencia típica entre la relación agua-cemento y la resistencia a compresión del concreto. [1]

La Tabla 1.4 puede usarse sólo con permiso del ingeniero proyectista cuando no se

cuente con datos ni mezclas de diseño.

El concreto se vuelve más resistente con el tiempo, siempre y cuando exista

humedad disponible y se tenga una temperatura favorable. Por tanto, la resistencia a

cualquier edad particular no es tanto función de la relación agua-cemento como lo es

del grado de hidratación que alcance el cemento.



7

Relación agua-cemento en peso Resistencia a compresión a los 28

días, kg/cm2* Concreto sin aire

incluido Concreto con aire

incluido

175 0.67 0.54 210 0.58 0.46 245 0.51 0.40 280 0.44 0.35 315 0.38 * 350 * *

Tabla 1.4 Relaciones agua cemente máximas permisibles para el concreto cuando no se dispone de datos de resistencia de experiencias en campo ni de mezclas de prueba. [1]

1.4 Reciclado de concreto

El procedimiento para el reciclado del concreto incluye: rompimiento y remoción de

concreto antiguo, tamizado en trituración primaria y secundaria, removiendo el acero

de refuerzo y otros objetos de esbeltez, lavado del material, y tamizado. Finalmente

se acumula y se separa el material fino del grueso. La suciedad, madera y otros

materiales ajenos deben de ser separados para evitar la contaminación del producto

final.

Para llevar a cabo la actividad del reciclaje de los desechos de la industria de la

construcción y demolición, es necesario contar con una superficie lo suficientemente

grande y adecuada, no sólo para realizar la propia actividad, sino también, contar con

una superficie proporcional para el amortiguamiento del impacto al medio ambiente,

áreas verdes, oficinas, talleres, estacionamiento vehicular, caminos de acceso, etc.



8

Capítulo 2. Metodología experimental

2.1 Diseño de mezclas de concreto Relación a/c=0.45 (Método ACI)

Para realizar el diseño de mezclas de concreto se consideraron las siguientes

propiedades de los agregados reciclados y naturales (tabla 2.1). El método empleado

para calcular el proporcionamiento fue el del Instituto Americano del Concreto

(American Concrete Institute) ACI 211.1 (1985), método de volúmenes absolutos.

Agregado

Grueso Reciclado

Agregado Grueso Natural

Agregado Fino

Masa especifica saturada y superficialmente seca (Messs) gr/cm 3 2.05 2.05 2.38

Masa especifica aparentemente seca (Mes) gr/cm 3 0.00 0.00 2.30 Masa volumétrica Suelta (Mvs) kg/m 3 1167.04 1294.02 1389.15 Masa volumétrica Varillada (Mvv) kg/m 3 1191.22 1366.58 1536.84 Absorción (A) % 6.65 3.86 3.81 Desgaste % 31.22 35.66 Modulo de Finura 2.74 Tamaño Máximo 1'' 3/4''

Tabla 2.1 Resumen de resultados de la caracterización de los agregados

En el ANEXO A se muestran los cálculos de la caracterización de los agregados.

El tipo de cemento para la elaboración de los especimenes fue: Cemento Pórtland

Compuesto de clase resistente 40 de resistencia rápida (CPC 40R), proporcionado

por la empresa HOLCIM APASCO de Xalapa, ver.

Para la relación a/c=0.45 se espera una resistencia a la compresión de 350kg/cm2 y

un revenimiento de 10cm.



9

Se elaboraran dos proporcionamientos, el del agregado reciclado y el del agregado

natural, este último servirá para realizar comparaciones el las pruebas mecánicas a

los especimenes.

Las mezclas para los especimenes reciclados y limpios contendrán los siguientes

componentes:

• Especimenes reciclados: Agregado reciclado, agregado fino, agua, sin

aditivos.

• Especimenes limpios: Agregado natural, agregado fino, agua, sin aditivos.

Para el caso de la mezcla para especimenes reciclados, el método de volúmenes

absolutos del ACI establece las condiciones mostradas en la Tabla 2.2 la cual

recomienda que un concreto sin aire incluido, con revenimiento de 10cm hecho con

agregado de tamaño máximo de 1’’ (25.4mm) tenga un contenido de agua de 193 kg

aproximadamente.

Agua, kg/m3 de concreto, para los tamaños máximos de

agregado Revenimiento, cm

9.5mm (3/8'')

12.7mm (1/2'')

19.0mm (3/4'')

25.4mm (1'')

38.1mm (1 1/2'')

Concreto sin aire incluido 2.5 a 5 208 199 187 178 163 7.5 a 10 228 217 202 193 178 15 a 18 243 228 214 202 187

Cantidad aproximada de aire atrapado en el

concreto sin aire incluido, por ciento

3.0 2.5 2.0 1.5 1.0

Tabla 2.2 Requisitos aproximados para el contenido de agua de mezclado y para el contenido de aire deseado para distintos revenimientos y tamaños de agregado. [1]

Sustituyendo este valor en la relación agua/cemento se encuentra la cantidad de

cemento en kg necesaria para un m3 de concreto.

a 193 0,45 =

c =

c

C= 428.9kg



10

La cantidad es de 428.9kg, la cual resulta mayor que los 309kg que marca la Tabla

2.3 para un concreto con agregado máximo de 1’’; en caso de que el valor calculado

de cemento sea menor que el marcado en la Tabla 2.10 se tomara el valor de la

tabla puesto que este valor es el requisito mínimo de cemento.

Tamaño máximo del

agregado mm (pulg)

Cemento, kg por metro cúbico

38,1 (1 1/2) 279 25,4 (1) 309 19,0 (3/4) 320 12,7 (1/2) 350 9,5 (3/8) 362

Tabla 2.3 Requisitos mínimos de cemento para concreto de peso normal. [1]

La cantidad de agregado grueso se podrá estimar usando la Tabla 2.4, de acuerdo

con el modulo de finura del agregado fino, que para este caso es de 2.74, por lo que

la cantidad de agregado grueso ocupa un volumen de 68% (0.68) por cada metro

cúbico de concreto, el peso volumétrico varillado del agregado grueso reciclado es

de 1191.22kg/m3, por lo que la cantidad necesaria para un metro cúbico de concreto

se obtiene de la multiplicación de dicho peso volumétrico por volumen necesario de

agregado grueso (0.68), el resultado es de 810.0kg.

Volumen de agregado grueso varillado en seco por volumen unitario de concreto para distintos

módulos de finura del agregado fino.

Tamaño máximo del agregado mm (pulg) 2.40 2.60 2.80 3.00 9.5 (3/8) 0.50 0.48 0.46 0.44 12.7 (1/2) 0.59 0.57 0.55 0.53 19.0 (3/4) 0.66 0.64 0.62 0.60 25.4 (1) 0.71 0.69 0.67 0.65

38.1 (1 1/2) 0.75 0.73 0.71 0.69

Tabla 2.4 Volumen de agregado grueso por unidad de volumen de concreto. [1]

Por volúmenes absolutos, el volumen del agregado fino se determina sustrayendo el

volumen absoluto de los ingredientes conocidos a un metro cúbico. El volumen



11

absoluto del agua, cemento y agregado grueso se calcula dividiendo su peso

conocido entre su peso especifico.

193 kg Agua =

1000 kg/m3 = 0.193 m3

429 kg Cemento =

3150 kg/m3 = 0.136 m3

810 kg Agregado grueso =

2050 kg/m3 = 0.395 m3

Volumen total de los ingredientes conocidos = 0.724 m3

Por lo tanto el volumen de agregado fino por metro cúbico de concreto será de 0.276

y como pesa 2380kg/m3 la cantidad necesaria para un metro cúbico de concreto será

de 656.2kg.

La mezcla para los especimenes reciclados tiene entonces las siguientes

proporciones para un metro cúbico de concreto:

Agua 193.0 kg Cemento 429 kg

Agregado grueso (seco) 810.0 kg Agregado fino (seco) 656.2 kg

Siguiendo la misma metodología se obtuvieron las siguientes proporciones para la

mezcla de los especimenes limpios:

Agua 202.0 kg Cemento 448.9 kg

Agregado grueso (seco) 855.5 kg Agregado fino (seco) 501.8 kg

Se tiene que hacer correcciones por humedad para compensar el contenido de agua,

debido a la humedad existente en los agregados. Los pesos de los agregados secos

en la mezcla deberán ser aumentados para compensar la cantidad de agua que es

absorbida y contenida en la superficie de cada partícula y la que existe entre las

partículas. El agua de mezclado agregada a la mezcla deberá reducirse en la misma

cantidad de agua libre contribuida por el agregado.



12

Al realizar pruebas de humedad a los agregados se obtuvo que la humedad del

agregado grueso reciclado es de 3.99% y que el contenido de humedad del

agregado fino es de 4.24%.

La humedad superficial con que contribuye el agregado grueso llega a

3.99% - 6.65% = -2.66 % La humedad superficial con que contribuye el agregado fino llega a

4.24% - 3.81% = 0.43%

El requisito estimado para el agua que se va a agregar será de:

810.03 x 0.0266 = 21.5 kg 656.19 x 0.0043 = 2.8 kg

193.0 kg 217.4 kg

Con los contenidos de humedad de los agregados previamente indicados, las

proporciones de agregado para la mezcla de prueba cambian a:

Agregado grueso (3.99 % de humedad) = 810.03 x 0.9734 = 788.48 kg Agregado fino (4.24 % de humedad) = 656.2 x 0.9957 = 653.4 kg

Los pesos estimados para una mezcla de concreto de un metro cúbico para

especimenes reciclados, se corrigen para incluir la humedad del agregado como

sigue:

Agua 217.4 kg Cemento 428.9 kg Agregado grueso (húmedo al 3.99%) 788.5 kg Agregado fino (húmedo al 4.24%) 653.4 kg

De la misma forma se realiza la corrección para la mezcla de especimenes limpios,

existen cambios pues la humedad del agregado natural es de 0.16% y la del

agregado fino es de 2.02%, quedando corregidos los pesos de la siguiente manera:

Agua 242.6 kg Cemento 428.9 kg Agregado grueso (húmedo al 0.16%) 823.8 kg Agregado fino (húmedo al 2.02%) 492.9 kg



13

Cabe señalar que la diferencia de humedad del agregado fino para cada mezcla es

diferente puesto que las correcciones fueron hechas justo antes de realizar las

mezclas, notándose que las condiciones ambientales influyen en la humedad de

dicho agregado.

Puesto que estas cantidades son para un metro cúbico de concreto se debió calcular

el volumen necesario para los ensayos de compresión, flexión y capilaridad, para

dichas pruebas serán necesarios 12 especimenes cilíndricos (de 15cm de diámetro y

30cm de altura) y 2 vigas prismáticas (de 15cm de altura, 15cm de ancho y 60cm de

largo) para cada mezcla de concreto.

Teniendo en cuenta que con las dimensiones señaladas, el volumen por cada cilindro

es de 0.0053m3 y para cada viga de 0.0135m3, se conoce entonces que el volumen

es de 0.0997m3 de concreto por cada mezcla. Las cantidades necesarias para la

mezcla con el agregado reciclado son las mostradas en la Tabla 2.5.

kg/m3 m3 necesarios kg Agua 217 0.0997 21.6

Cemento 429 0.0997 42.8 Agregado grueso

(seco) 788 0.0997 78.6

Agregado fino (seco)

653 0.0997 65.1

Tabla 2.5 Cantidades necesarias para la mezcla con agregado reciclado.

Y las cantidades necesarias para la mezcla con el agregado natural son las

mostradas en la Tabla 2.6.

kg/m3 m3 necesarios kg Agua 243 0.1145 27.8

Cemento 429 0.1145 49.1 Agregado grueso

(seco) 824 0.1145 94.4

Agregado fino (seco)

493 0.1145 56.4

Tabla 2.6 Cantidades necesarias para la mezcla con agregado natural.



14

2.2 Fabricación de los especimenes de concreto

La fabricación de los especimenes fue con ayuda de una revolvedora con capacidad

de 1 saco, teniendo separadas las porciones (previamente pesadas) necesarias para

cada mezcla, se procedió a realizar la mezcla, como lo indica la norma NMX-C-403-

ONNCCE-1999 “Concreto hidráulico para uso estructural”.

Primero, se introduce todo el agregado grueso necesario para la mezcla y la mitad de

la cantidad total de agua necesaria; posteriormente, se revuelve durante un minuto y

medio, para después agregar todo el agregado fino necesario y todo el cemento y la

otra mitad de agua. Teniendo todos los agregados dentro de la revolvedora, se

acciona y se revuelven durante dos minutos, se deja reposar la mezcla durante dos

minutos; pasado este tiempo se procede a revolver por última vez la mezcla durante

2 minutos. [5]

Figura 2.1 Vaciado de la Mezcla.

Se procede a vaciar la mezcla en una carretilla para posteriormente llenar los moldes y proceder con las pruebas de caracterización de concreto fresco. Realizando el muestreo como lo indica la norma NMX - C - 161 - 1997 – ONNCCE "Industria de la construcción - concreto fresco - muestreo"



15

Figura 2.2 Engrasado de moldes.

2.3 Caracterización del concreto en estado fresco

Para determinar las características del concreto en estado fresco, se realizaron las

pruebas mostradas en la Tabla 2.7, con base en las Normas Mexicanas (NMX), las

cuales fueron realizadas en el Laboratorio de Materiales y Mecánica de suelos de la

Facultad de Ingeniería Civil de la Universidad Veracruzana en Xalapa, Ver.

Revenimiento (NMX-C-156-1997–ONNCCE)

Contenido de aire (NMX-C-157-ONNCCE-2006) Caracterización del concreto en estado

fresco Masa volumétrica (NMX-C-105-1987) Tabla 2.7 Pruebas para la caracterización del concreto en estado fresco.

2.3.1 Revenimiento Para la realización de esa prueba se tomó como referencia la Norma oficial Mexicana

NMX-C-156-1997–ONNCCE “Industria de la construcción - concreto - determinación

del revenimiento en el concreto fresco”

El Revenimiento es una medida de la consistencia del concreto fresco en término de

la disminución de altura. [6]



16

La prueba consiste en llenar un molde húmedo, llamado cono de Abrams (de 20 cm

de diámetro en la base inferior, 10 cm en la parte superior y 30 cm de altura; provisto

de abrazaderas en la parte inferior para sujetarlo a una base de material no

absorbente) como el mostrado en la Figura 2.3, con la muestra de la mezcla la cual

deberá ser varillada con una barra de acero (de sección circular, recta, lisa, de 16

mm (5/8" aproximadamente) de diámetro y aproximadamente 600 mm de longitud,

con uno o los dos extremos de forma semiesférica) en 3 capas; se compacta cada

capa con 25 penetraciones, se enrasa el concreto mediante un movimiento de

rodamiento de la varilla.

Figura 2.3 Cono de Abrams.

Se limpia la superficie exterior de la base de asiento, e inmediatamente se levanta el

molde con cuidado en dirección vertical, se mide inmediatamente el revenimiento,

determinando el asentamiento del concreto a partir del nivel original de la base

superior del molde, midiendo esta diferencia de alturas en el centro desplazado de la

superficie superior del espécimen. Si alguna porción del concreto se desliza o cae

hacia un lado, se desecha la prueba y se efectúa otra con una nueva porción de la

misma muestra. [6]



17

Figura 2.4 Revenimiento de la mezcla con agregado reciclado.

La prueba fue realizada dos veces para cada mezcla y el revenimiento final es el

promedio de ambas repeticiones.

2.3.2 Contenido de aire del concreto fresco La referencia para esta prueba fue la norma NMX-C-157-ONNCCE-2006"Industria de

la construcción - concreto - determinación del contenido de aire del concreto fresco

por el método de presión"

Figura 2.5 Recipiente para prueba de contenido de aire.

La prueba consiste en llenar un recipiente húmedo con la mezcla hasta su borde

superior, la mezcla deberá de varillarse en 3 capas de altura uniforme y compactarse

con 25 penetraciones, una vez enrasado se tapa y sella y se comienza a bombear



18

hasta que el manómetro ya no soporte mas aire, se deja de bombear y se observa en

que parte el manómetro se detiene y éste será el contenido de aire de la muestra. [7]

Figura 2.6 Prueba de contenido de aire del concreto fresco.

2.3.3 Masa volumétrica del concreto fresco

Para la realización de esa prueba se tomó como referencia la Norma oficial Mexicana

NMX-C-105-1987 “Industria de la construcción - concreto ligero estructural -

determinación de la masa volumétrica”.

El procedimiento es el siguiente: se determina la masa por metro cúbico del concreto

fresco usando un mínimo de 3 especimenes cilíndricos de 150 x 300 mm.

Figura 2.7 Moldes preparados para prueba de masa especifica.



19

Se determina la masa y el volumen de cada molde cilíndrico antes de llenarlos; se

determina la masa de los especimenes recién moldeados y se calcula la masa neta

del concreto de cada espécimen, restándole la masa del molde.

Figura 2.8 Pesado de molde y mezcla de concreto para prueba de masa especifica.

Se calcula la masa del concreto fresco dividiendo la masa de la mezcla dentro del

molde entre el volumen de este. La masa volumétrica será el promedio de los 3

especimenes. [8]

2.3.4 Curado de especimenes

Después de 24 horas de haber elaborado y colocado la mezcla dentro de los moldes,

se procede a desmoldar y a colocar los especimenes de concreto dentro de una tina

con agua saturada con cal, para su curado que tiene por objetivo impedir el secado

prematuro del concreto, cuyas consecuencias son dobles: la reacción química del

agua y del cemento se interrumpe por falta del agua necesaria, se producen

contracciones generando la formación de fisuras. La falta o la insuficiencia del

curado dañan la durabilidad del concreto y, más particularmente, sus características

superficiales.



20

Figura 2.9 Desmolde de especimenes de concreto.

La norma NMX-C-403-ONNCCE-1999 “Concreto hidráulico para uso estructural” en

su Apéndice Informativo, establece que el curado de los especimenes debe iniciarse

tan pronto como sea posible; como regla practica establece que cuando el concreto

recién colado pierde su brillo superficial, debido al agua propia de la mezcla, debe

iniciarse el curado.

El tiempo en que se presente este efecto, depende básicamente de cuatro

condiciones que determinan la rapidez de evaporación del agua de la mezcla:

temperatura y humedad ambiente, velocidad del viento y temperatura del concreto

recién mezclado.

Siempre que la temperatura ambiente sea superior a 10º C, se puede considerar que

el curado ha sido satisfactorio si se ha conservado al concreto permanentemente

húmedo por lo menos 7 días.



21

Los especimenes permanecerán dentro de la tina de curado hasta que llegue el

momento de ser transportados al lugar donde se van a ensayar para su

caracterización en estado endurecido. [5]

Figura 2.10 Especimenes dentro de tina de curado.

2.4 Caracterización del concreto en estado endureci do

Las pruebas para la caracterización del concreto en estado endurecido son las que

se muestran en la Tabla 2.8, de las cuales las pruebas de carga fueron realizadas en

el Laboratorio de Geotecnia y Supervisión Técnica (GEOTEST) en Xalapa, Ver.

Mientras que la prueba de absorción se realizó en el Laboratorio de Materiales y

Mecánica de suelos de la Facultad de Ingeniería Civil de la Universidad Veracruzana

en Xalapa, Ver.

Resistencia a la compresión(NMX-C-083-ONNCCE-2002)

Resistencia a la flexión (NMX-C-191-ONNCCE-2004) Caracterización del concreto en

estado endurecido Absorción de agua por capilaridad (NC 345 2005) Tabla 2.8 Pruebas para la caracterización del concreto en estado endurecido.

2.4.1 Resistencia a la compresión Para la realización de esa prueba se tomó como referencia la Norma oficial Mexicana

NMX-C-083-ONNCCE-2002 “"Industria de la construcción - concreto - determinación

de la resistencia a la compresión de cilindros de concreto - método de prueba".



22

Al transportar los especimenes hacia al laboratorio, se asentaron sobre arena para

evitar que sufrieran algún golpe ocasionando fisuras o pérdidas y cambios de

volumen.

Figura 2.11 Transporte de especimenes.

Antes del ensaye, las bases de los especimenes o caras de aplicación de carga

deben ser cabeceadas de acuerdo con lo indicado en la norma NMX-C-109-

ONNCCE-2004 "Industria de la construcción - concreto - cabeceo de especimenes

cilíndricos", el mortero (Azufre arena de médano en proporción 70-30) usado para el

cabeceo deberá de cumplir con resistencia y espesor indicados en la Tabla 2.9.

Resistencia del concreto, en MPa

(kg/cm2)

Resistencia mínima del mortero de azufre, en

(kg/cm2)

Espesor máximo de cada capa de cabeceo en cualquier punto, en

mm

5 a 50 (35 a 500) 35 MPa (350) o la del

concreto, cualquiera que sea mayor.

8

Mas de 50 (mas de 500 )

No menor que la resistencia del concreto. 5

Tabla 2.9 Resistencia a la compresión y espesor máximo del mortero de azufre. [9]



23

Se anotan las dimensiones y peso del espécimen, se limpian las superficies y se

procede a cabecear; al momento de desmoldar el espécimen de la base se debe

observar que no queden huecos entre le espécimen y el mortero, se deja reposar el

espécimen cabeceado durante 3 hrs para poder realizar el ensaye.

Figura 2.12 Medición de especimenes cilíndricos.

Durante el ensaye las cabezas del espécimen de prueba deberán de estar alineadas

con su eje cuidadosamente con el centro de la placa de carga con asiento esférico;

mientras la placa superior se baja hacia el espécimen asegurándose que se tenga un

contacto suave y uniforme.

Figura 2.13 Cabeceo de especimenes.



24

Se debe aplicar la carga con una velocidad uniforme y continua sin producir impacto,

ni perdida de carga. La velocidad de carga debe estar dentro del intervalo de 137

kPa/s a 343 kPa/s (84 kg/cm2/min a 210 kg/cm2/min). [10]

Figura 2.14 Ensaye de especimenes cilíndricos.

Se aplica la carga hasta que aparezca la falla de ruptura, registrándola en el informe

y se calcula la resistencia a la compresión del espécimen, dividiendo la carga

máxima soportada durante la prueba entre el área promedio de la sección transversal

determinada con el diámetro medido.

Figura 2.15 Especimenes cilíndricos ensayados.



25

2.4.2 Resistencia a la flexión Para la realización de esa prueba se tomó como referencia la Norma oficial Mexicana

NMX-C-191-ONNCCE-2004 “"Industria de la construcción - concreto - determinación

de la resistencia a la flexión del concreto usando una viga simple con carga en los

tercios del claro".

Se debe utilizar un dispositivo que sea capaz de aplicar cargas en los tercios del

claro de prueba de tal modo que las fuerzas sean perpendiculares a las caras

horizontales de la viga y se distribuyan y apliquen uniformemente en todo lo ancho.

Este dispositivo debe ser capaz de mantener fija la distancia entre los puntos de

carga y los puntos de apoyo del espécimen con una tolerancia de + 2 mm, además

las reacciones deben ser paralelas a la dirección de las fuerzas aplicadas durante el

tiempo que dure la prueba.

Figura 2.16 Medición de especimenes prismáticos.

La distancia entre apoyos debe ser de tres veces el peralte de la viga con una

tolerancia de + 2 %. Esta distancia debe ser marcada en las paredes de la viga antes

del ensaye. Se debe voltear el espécimen sobre un lado con respecto a la posición

del moldeado, se centra en los bloques de apoyo y éstos a su vez deben estar

centrados respecto a la fuerza aplicada; los bloques de aplicación de carga se ponen

en contacto con la superficie del espécimen en los puntos tercios entre los apoyos.



26

Se debe tener contacto total, entre la aplicación de la carga y los bloques de apoyo

con la superficie del espécimen. Se debe usar tiras de cuero si la separación de la

línea de contacto entre ellas y los bloques es mayor de 0,1 mm. [11]

Figura 2.17 Ensaye de especimenes prismáticos.

La carga se debe aplicar a una velocidad uniforme, tal que el aumento de esfuerzo

de las fibras extremas no exceda de 980 kPa/min (10 kg/cm2 por min), permitiéndose

velocidades mayores antes del 50% de la carga estimada de ruptura.

Figura 2.18 Espécimen prismático ensayado.

Si la fractura se presenta en el tercio medio del claro el módulo de ruptura se calcula

como sigue:



27

R = PxL / b d2

Donde:

R es el módulo de ruptura, en kPa (kg/cm2)

P es la carga máxima aplicada. en N (kg)

L es la distancia entre apoyos en cm

b es el ancho promedio del espécimen, en cm

d es el peralte promedio del espécimen, en cm

2.4.3 Absorción de agua por capilaridad La referencia para esta prueba fue la Norma Cubana NC 345 2005 “Hormigón

endurecido - determinación de la absorción de agua por capilaridad”

De un espécimen cilíndrico se toma una rebanada de 2 a 3 cms, la cual será secada

durante 48 horas a 50°C, posteriormente se dejara e nfriar y se cubren las laterales

de la rebanada con parafina; la superficie donde fue aserrada la muestra se coloca

sobre un lecho de arena fina de no mas de 10mm de espesor en un recipiente que

contenga una altura de agua por encima del lecho de arena, de aproximadamente

5mm; para mantener dicho nivel se llena una probeta y se coloca en posición

invertida sobre el lecho de arena.

Figura 2.19 Espécimen cortado.



28

Figura 2.20 Sellado de rebanadas con parafina.

Las rebanadas son pesadas antes de ser colocadas en el agua y se volverán a pesar

a las edades de 1/12, 1/6, 1/4, 1/2,1, 2, 3,4 h; 6 h; 1; 3; 5 y 7 días contadas desde el

inicio del ensayo o su contacto con el agua. Antes de cada pesada se debe limpiar la

superficie de la probeta para que no queden partículas de arena adheridas al mortero

y se le seca con un paño el agua superficial.

Figura 2.21 Preparación de muestras para prueba de capilaridad.



29

Figura 2.22 Pesado de rebanadas.

Con los pesos obtenidos a las diferentes edades indicadas se obtiene una curva

similar a la Figura 2.44, si el eje del tiempo esta en escala de raíz cuadrada, el punto

critico entre los estados 1 y 2 corresponde al punto cuando el frente de agua ha

avanzado hasta alcanzar la parte superior y se considera el valor final de los

resultados. Por lo que el estado 1 corresponde al llenado de agua de todos los poros

de gel inicialmente vacíos y los otros poros capilares mientras que el estado 2

corresponde al llenado gradual de los poros inertes o vacíos de aire por un proceso

de disolución-difusión de aire. Sólo interesa el estado 1, pues el estado 2 es de

interés en relación a la resistencia a la congelación.

Figura 2.23 Grafica de absorción de una muestra saturada y superficialmente seca. [12]



30

Con el gráfico se pueden calcular:

Resistencia a la penetración del agua con la fórmula:

m = tn/h2 (s/m2)

Donde:

tn es el tiempo en el punto crítico (obtenido del gráfico), expresado en s.

h es la altura o espesor total del espécimen, expresada en m.

Coeficiente de absorción capilar con la formula:

K = Qn – Qo / (√tn)(A) (kg/m2 x s2)

Donde:

Qo es el peso del espécimen al inicio expresado en kg.

Qn es el peso del espécimen en el punto crítico expresado en kg.

tn es el tiempo en el punto critico (obtenido del grafico) expresado en s.

A es el área de succión del espécimen expresada en m2. (Área de la sección)

Porosidad efectiva con al formula:

ξe = Qn – Qo / A h 1000 (%)

Donde:

h es la altura o espesor total del espécimen expresada en m2.

Qo es el peso del espécimen al inicio expresado en kg.

Qn es el peso del espécimen en el punto crítico expresado en kg.

A es el área de succión del espécimen expresada en m2. (Área de la sección)



31

Capítulo 3. Resultados y Análisis de Resultados

3.1 Comparación de los resultados de los concretos en estado fresco. 3.1.1 Revenimiento El revenimiento para la mezcla con agregado reciclado fue de:

Revenimiento 1a Muestra 12 cm Revenimiento 2a Muestra 9 cm Revenimiento Promedio 10.5 cm

El revenimiento para la mezcla con agregado natural fue de:

Revenimiento 1a Muestra 8.5 cm Revenimiento 2a Muestra 10 cm Revenimiento Promedio 9.25 cm

Observándose que los revenimientos caen dentro de lo estimado para el

proporcionamiento (ACI 211.1) de dichas mezclas el cual fue de 10cm ± 1.5cm.

La norma NMX-C-403-ONNCCE-1999 “Concreto hidráulico para uso estructural”

establece en su Apéndice Informativo, que el revenimiento no debe exceder de

12.5cm, para un concreto sin fluidificantes.

Por lo que los revenimientos obtenidos para los concretos, tanto el concreto con

agregado reciclado como el concreto con agregado natural, son aceptables en

ambos criterios.



32

El Instituto Mexicano del Cemento y del Concreto (IMCYC) clasifica a los concretos

por su consistencia de la siguiente forma:

Fluido • Revenimiento superior a 19 cm, es decir tiene una consistencia fluida

Normal o convencional

• Revenimiento entre 2.5 y 19 cm, lo cual considera las zonas de consistencia semi-fluida /12.5 a 19 cm, plástica / 7.5 a 12.5 cm, semi-plástica 2.5 a 7.5 cm

Masivo • Revenimiento entre 2.5 y 5 cm Sin revenimiento • Revenimiento máximo de 2.5 cm

Siguiendo esta clasificación, los revenimientos en ambos concretos, con agregado

reciclado y agregado natural, caen dentro del tipo normal o convencional, contando

con una consistencia plástica.

3.1.2 Contenido de aire El contenido de aire para la mezcla con agregado reciclado fue de: 2%

El contenido de aire para la mezcla con agregado natural fue de: 1.8%

Se observa que el contenido de aire obtenido en la mezcla con agregado reciclado,

cuyo tamaño máximo de agregado fue de 1” (25.4mm), es mayor que el estimado en

la Tabla 2.2 (1.5%), pero el Comité ACI 211.1 establece que dichos valores tienen

un rango de +1%, el comité establece que esto es un limite estrecho y poco práctico

pudiendo emplear un rango más amplio tal como -1% a +2% de los valores fijados;

por lo que el valor del contenido de aire en la mezcla con agregado reciclado se

encuentra en los estándares establecidos.

Siguiendo el mismo criterio que para la mezcla con el agregado reciclado, el

contenido de aire de la mezcla con agregado natural, cuyo tamaño máximo de



33

agregado fue de ¾” (19.0mm), es menor que el marcado para dicho tamaño máximo

de agregado de la Tabla 2.2 (2.0%).

3.1.3 Masa volumétrica

La masa volumétrica de la mezcla del agregado reciclado se muestra a continuación:

Num. De cilindro

Peso de cilindro

(kg)

Peso cilindro +

mezcla (kg)

Peso Mezcla

(kg)

Volumen cilindro

(m3)

Masa Volumétrica

(kg/m 3)

401 5.20 15.80 10.60 0.0053 1999.45 402 5.30 15.75 10.45 0.0053 1971.16 404 5.55 15.50 9.95 0.0053 1876.85

Masa Volumétrica Promedio = 1949.15 kg/m 3

Y la masa volumétrica de la mezcla del agregado natural es:

Num. De cilindro

Peso de cilindro

(kg)

Peso cilindro +

mezcla (kg)

Peso Mezcla

(kg)

Volumen cilindro

(m3)

Masa Volumétrica

(kg/m 3)

401 5.20 15.90 10.70 0.0053 2018.32 402 5.30 15.95 10.65 0.0053 2008.88 403 5.60 15.95 10.35 0.0053 1952.30

Masa Volumétrica Promedio = 1993.17 kg/m 3


por su peso volumétrico de la siguiente forma:

Ligero Celular • P.V. de 1,500 a 1,920 kg/m3 Pesado • P.V. entre 2,400 y 3,800 kg/m3 Normal • P.V. entre 2,000 a 2,400 kg/m3



34

Con base en esta clasificación, el concreto con agregados reciclados queda por

encima de los estándares para ser considerado un concreto ligero, de igual manera

queda lejos de estar dentro del rango para ser considerado como normal, pero se

observa que se encuentra más próximo a ser catalogado como un concreto Normal.

Siguiendo el criterio anterior el concreto con agregado natural no cae en ninguno de

los límites pero se aproxima más a ser un concreto normal pues la masa volumétrica

de los especimenes se encuentra por encima de los 2000 kg/m3.

3.2 Comparación de los resultados de los concretos en estado endurecido. 3.2.1 Resistencia a la compresión Los resultados producto de las pruebas a compresión de los especimenes cilíndricos

para los diferentes agregados se muestran en el siguiente cuadro:

Resistencia promedio (kg/cm 2) Especimenes a / c Resistencia de

proyecto (kg/cm 2) 7 días 14

días 28

días Reciclado 0.45 350 342.75 358.19 407.05

Natural 0.45 350 362.92 411.38 459.63

En el ANEXO B se muestra de manera detallada los cálculos de la resistencia a la

compresión de los concretos a las diferentes edades.

Para una mejor interpretación de estos datos se muestran la Figura 3.2 con una

grafica comparativa de los resultados.



35

Figura 3.1 Espécimen cilíndrico ensayado.

Grafica de resistencias de especimenes reciclados y limpios

300,00

320,00

340,00

360,00

380,00

400,00

420,00

440,00

460,00

480,00

7 dias 14 dias 28 dias

Edades

Res

iste

ncia

pro

med

io

Agregado Reciclado

Agregado Natural

Figura 3.2 Resultados de las pruebas a compresión.

.



36

De los resultados se observa que ambos concretos cumplen con la resistencia

esperada (350kg/cm2) y que mantuvieron una tendencia ascendente durante los

ensayos de compresión a las diferentes edades.


por su resistencia de la siguiente forma:

Baja Resistencia • Resistencia a la compresión < 150kg/cm2 Resistencia moderada • Resistencia a la compresión entre 150 y 250 kg/cm2' Normal • Resistencia a la compresión entre 250 y 420 kg/cm2 Muy alta resistencia • Resistencia a la compresión entre 400 y 800 kg/cm2 Alta resistencia temprana • Para resistencias superiores a los 300 kg/cm2, se requiere

analizar el diseño del elemento Con base en lo anterior se pueden catalogar al concreto con agregados reciclados

como un concreto con resistencia normal con tendencia a ser de muy alta

resistencia; mientras que el concreto con agregado natural presento una muy alta

resistencia.

3.2.2 Resistencia a la flexión

Los resultados producto de las pruebas a flexión de los especimenes prismáticos

para los concretos con los diferentes agregados se muestran en el siguiente cuadro:

28 DIAS

Especimenes a/c Resistencia

de proyecto

Carga de Ruptura

(kg)

Modulo de Ruptura

% respecto al

F'c Reciclado 0.45 350 3185 41.51 11.86

Natural 0.45 350 3800 50.01 14.29

En el ANEXO B se muestra de manera detallada los cálculos de la resistencia a la

flexión de los concretos a la edad de 28 días.



37

Figura 3.3 Espécimen prismático ensayado

A continuación se muestra la grafica, en la Figura 3.4, la comparativa de las pruebas

a flexión.

0,00

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00

Mod

ulo

de R

uptu

ra

Agregados

Reciclado

Natural

Reciclado 41,51

Natural 50,01

1

Figura 3.4 Resultados de las pruebas a flexión.

De los resultados se observa que los módulos de ruptura en ambos concretos son

superiores a los calculados con la formula ocupada comúnmente para el calculo del

modulo de ruptura MR = 2 √F’c, al sustituir en la formula el MR es de 37.42 lo que

equivale a un 10.69% de la resistencia esperada (350 kg/cm2).



38

3.2.3 Resultados de absorción de agua por capilarid ad en los concretos De las prueba de absorción se desprenden los siguientes resultados para el concreto

con agregado reciclado, los pesos están dados en gramos.

W inicial

W 5min

W 10min

W 15min

W 30min

W 1hr

W 2hr

W 3hr

W 4hrs

W 6hrs

W 1dia

W 3dias

W 5dias

W 7dias

1049.2 1064.1 1068.8 1073.8 1082.0 1094.9 1115.0 1129.4 1142.5 1154.6 1177.2 1181.0 1180.1 1179.7

Y para el concreto con agregado natural son:

W inicial

W 5min

W 10min

W 15min

W 30min

W 1hr

W 2hr

W 3hr

W 4hrs

W 6hrs

W 1dia

W 3dias

W 5dias

W 7dias

1003.1 1010.6 1015.4 1020.7 1028.2 1029.7 1043.2 1051.9 1058.6 1068.6 1092.4 1098.8 1097.0 1095.6

De los resultados se obtienen las graficas mostradas en las Figuras 3.5 y 3.6

Figura 3.5 Curva de absorción de agua obtenida del ensayo de capilaridad para el concreto con agregado reciclado.

1030,0

1050,0

1070,0

1090,0

1110,0

1130,0

1150,0

1170,0

1190,0

0 100 200 300 400 500 600 700 800

√t

Q



39

Figura 3.6 Curva de absorción de agua obtenida del ensayo de capilaridad para el concreto con agregado natural.

Con las graficas se realizan los cálculos de resistencia a la penetración del agua (m),

coeficiente de absorción capilar (k) y porosidad efectiva (ξe) para el concreto con

agregado reciclado.

tn = 27556.00 seg h = 0.03 m

tn

m = h2

27556.00 m =

0.03 2 m = 3.06E+07 s/m2

Qo = 1.0492 kg Qn = 1.181 kg tn = 27556.00 seg A = 0.0176715 m2

Qn - Qo 1

k = √tn

x A

1.181 - 1.0492 1 k =

166 x

0.0176715

k = 0.045 kg/m2 x s2

980,0

1000,0

1020,0

1040,0

1060,0

1080,0

1100,0

1120,0

0 100 200 300 400 500 600 700 800

√t

Q



40

Qn - Qo ξe =

A h 1000 1.181 - 1.0492

ξe = 0.0176715 0.03 1000

ξe = 24.87 %

Y para el concreto con agregado natural los resultados de la prueba de absorción

son:

tn = 43264.00 seg h = 0.03 m

tn

m = h2

43264.00 m =

0.03 2 m = 4.81E+07 s/m2

Qo = 1.0031 kg Qn = 1.098 kg tn = 43264.00 A = 0.0176715 m2

Qn - Qo 1

k = √tn

x A

1.098 - 1.00305 1 k =

208 x

0.0176715

k = 0.026 kg/m2 x s2

Qn - Qo ξe =

A h 1000 1.098 - 1.0031

ξe = 0.0176715 0.03 1000

ξe = 17.91 %

Se observa que el concreto con agregados reciclados presenta una menor resistencia a la penetración del agua que el concreto con agregados naturales, el coeficiente de absorción capilar es mayor y la porosidad es mayor que el concreto con agregados naturales.



41

Capítulo 4. Conclusiones

4.1 Conclusiones El diseño de la mezcla del concreto con agregado reciclado fue similar a la del

concreto elaborado con agregado natural, se realizaron correcciones en el contenido

de agua para obtener una trabajabilidad adecuada y para compensar la mayor

absorción de agua del agregado reciclado ya que éste presenta un valor

considerable.

El concreto con agregados reciclados presenta menor masa volumétrica respecto al

concreto con agregados naturales, y con base a la clasificación del IMCYC es

considerado como un concreto normal; al presentar menor masa volumétrica este

tipo de concretos presenta la gran ventaja de disminuir la carga muerta, y de ser un

buen aislante termo-acústico.

La resistencia a la compresión en el concreto con agregado reciclado superó la

resistencia esperada, aunque fue menor en relación al concreto con agregados

naturales, este comportamiento se debe a que el concreto reciclado presenta una

mayor cantidad de aire teniendo por lo tanto oquedades (vacíos) que disminuyen el

volumen de la fase sólida dentro del concreto, y esta fase es la encargada de

absorber las cargas a las que puede estar expuesto el concreto.

En los ensayos de absorción por capilaridad se observa que el concreto con

agregados reciclados presenta menor resistencia a la penetración del agua en

comparación con el concreto con agregados naturales, debido a que es más poroso

y esto facilita la intrusión de humedad dentro del concreto. Estos valores pudieran



42

llegar a ser un parámetro para estudios posteriores con respecto a la durabilidad y

corrosión del concreto con agregados reciclados.

Con las consideraciones anteriores se puede decir que el concreto con agregados

reciclados es una opción factible en el ámbito ingenieril, pudiendo así reutilizar los

escombros producto de la demolición de estructuras con el fin de evitar la creación

de tiraderos clandestinos, donde estos desechos serian perjudiciales.

Esta practica es sostenible al evitar un daño ambiental, sin embargo se deben de

tomar consideraciones especiales al realizar el reciclado, pues los materiales

reciclados deberán de ser sometidos a procesos que eliminen las sustancias

orgánicas y materiales que puedan ser perjudiciales para una mezcla de concreto.



43

ANEXO A

Caracterización de los agregados

Para determinar las características del agregado grueso, reciclado y natural, se

realizaron las pruebas mostradas en la Tabla 1, las cuales fueron realizadas en el

Laboratorio de Materiales y Mecánica de suelos de la Facultad de Ingeniería Civil de

la Universidad Veracruzana en Xalapa, Ver. Cabe mencionar que el agregado

reciclado proveniente de la demolición recibió un tratamiento previo antes de

realizarle las pruebas para su caracterización.

Simultáneamente se realizaron las pruebas de caracterización del agregado fino, en

las mismas instalaciones, dichas pruebas se muestran en la Tabla 2.

Caracterización geométrica Determinación de la Granulometría de la partículas

Determinación de la Masa Especifica Determinación de la Absorción Determinación de la Masa Volumétrica

Caracterizació n de los

agregados gruesos

(Natural y reciclado)

Caracterización física

Determinación del Desgaste Tabla A.1 Pruebas para la caracterización del agregado grueso.

Caracterización geométrica

Determinación de la Granulometría de la partículas

Determinación de la Masa Especifica Determinación de la Absorción

Caracterización del agregado

fino Caracterización física

Determinación de la Masa Volumétrica Tabla A.2 Pruebas para la caracterización del agregado fino.



44

Agregados gruesos (Natural y Reciclado) El agregado grueso reciclado es proveniente de los residuos de la demolición de un

edifico de más de 30 años de antigüedad (edificio del las oficinas del IPE) el cual se

encontraba en el centro de la ciudad de Xalapa, ver.

Figura A.1. Agregado reciclado triturado.

El agregado grueso natural fue donado por la empresa HOLCIM-APASCO

proveniente del banco las Derrumbadas, contando con tamaño máximo de ¾’’.

Figura A.2. Agregado grueso natural, instalaciones de la empresa HOLCIM-APASCO.

Tratamiento previo del agregado Reciclado

El tratamiento consistió en dos pasos:

• Triturado

• Lavado posterior para eliminar el material fino que se produce en la trituración

producto del cementante.



45

Al seleccionar las muestras de concreto demolido, no se tuvieron en cuenta medidas

para evitar su contaminación durante su transportación y vertido en el lugar de

trituración por lo que fue necesario lavarlas a presión, la duración del lavado

dependió del grado de contaminación que presentaban las muestras.

Después de realizar el Prelavado se procedió a triturar las muestras, en la planta

productora de triturados de Coacoatzintla, Ver. Por medio de una trituradora de

mandíbula, con la que se logro obtener material seleccionado de tamaño máximo de

1’’.

Debido a la trituración el material seleccionado produjo finos del material cementante

de la muestra, se realizo un lavado del material para eliminar en su mayoría dichos

finos.

Figura A.3 Lavado a presión del material triturado reciclado

Caracterización geométrica Granulometría de los agregados gruesos

Para la realización de esa prueba se tomó como referencia la Norma oficial Mexicana

NMX–C-077–1997–ONNCCE “Industria de la construcción-agregados para concreto-

análisis granulométrico – método de prueba”



46

Figura A.4 Muestreo para prueba granulométrica.

El material se muestrea con base a lo especificado en la norma NMX-C-030-

ONNCCE “Muestreo de agregados en banco o almacén” y se cuartea como lo indica

la norma NMX-C-170-ONNCCE “Cuarteo de muestras“.

Figura A.5 Prueba de granulometría de agregado grueso reciclado.

Figura A.6 Agregado grueso retenido en mallas

Los resultados de la granulometría para los agregados grueso se muestran a

continuación en la Tabla 3 y Tabla 4.



47

Malla

Abertura de la malla (mm)

Peso Retenido Parcial (grs)

Porcentaje Retenido Parcial

Porcentaje Retenido

Acumulativo

porcentaje que pasa la malla

1'' 25 1919 15 15 85 3/4" 19 4129 33 48 52 1/2" 12,5 4359.9 35 83 17 3/8" 9,5 1111.7 9 92 8

No. 4 4,75 925 7 99 1 pasa No. 4 <4.75 70.5 1 100 0

SUMA 12515.1 100 Tabla A.3 Análisis granulométrico (agregado grueso reciclado)

Malla




Porcentaje Retenido

Acumulativo


3/4" 19 462 5 5 95 1/2" 12.5 4793.1 54 59 41 3/8" 9.5 2055.7 23 82 18

No. 4 4.75 1593.3 18 100 0 pasa No. 4 <4.75 37.8 0 100 0

SUMA 8941.9 100 Tabla A.4 Análisis granulométrico (agregado grueso natural)

Estos análisis arrojan graficas, donde se muestra la curva granulométrica de los

agregados, en donde se indican los límites granulométricos del agregado, estas

curvas se muestran en la Figura 7 y Figura 8.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

% q

ue p

asa

Granulometria

Limite Inferior

Limite Superior

< 0.75No. 43/8''1/2''3/4''1' Figura A.7 Curva granulométrica (agregado grueso reciclado)



48

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

% q

ue p

asa

Granulometria

Limite Inferior

Limite Superior

<4.75No.43/8''1/2''3/4'' Figura A.8 Curva granulométrica (agregado grueso natural)

Se observa que los agregados cumplen los límites granulométricos en la mayoría de

sus puntos.

Caracterización física Masa específica y absorción de los agregados grueso s Para la realización de esa prueba se tomó como referencia la Norma oficial Mexicana

NMX–C-164–2002–ONNCCE “Industria de la construcción – agregados para

concreto - determinación de la masa especifica y absorción de agua del agregado

grueso – método de prueba”

Figura A.9 Saturación de muestra para pruebas de masa específica y absorción

El método usado fue el de el picnómetro tipo sifón. Al utilizar este método es

necesario realizar la prueba por lo menos dos veces.



49

Figura A.10 Prueba de masa especifica por el método del picnómetro

Los resultados de la masa específica para el agregado grueso reciclado fueron los

siguientes:

Muestra 1 Masa saturada y superficialmente seca

Messs = Masa desalojada

Masa saturada y superficialmente seca

= 5000 grs

Masa desalojada = 2265 ml 5000 grs

Messs = 2265 ml

Messs = 2.208 gr/cm3

Muestra 2

Masa saturada y superficialmente seca Messs =

Masa desalojada Masa saturada y

superficialmente seca = 5000 grs


Messs = 2650 ml


El promedio de ambas muestras nos da un resultado de 2.05 grs/cm3 o lo que es

igual a 2050 kg/m3 .

Los resultados de la masa específica para el agregado grueso natural fueron los

siguientes:



50

Muestra 1 Masa saturada y superficialmente seca

Messs = Masa desalojada

Masa saturada y superficialmente seca

= 5000 grs


Messs = 2570 ml


Muestra 2

Masa saturada y superficialmente seca Messs =

Masa desalojada Masa saturada y

superficialmente seca = 5000 grs


Messs = 2320 ml


El promedio de ambas muestras nos da un resultado de 2.05 grs/cm3 o lo que es

igual a 2050 kg/m3.

Figura A.11 Secado para prueba de absorción.

La prueba de absorción deberá de realizarse como mínimo 2 veces y el resultado

será el promedio de dichas repeticiones.

Los resultados de la absorción para el agregado grueso reciclado fueron los

siguientes:



51

Muestra 1 Masa de la muestra en estado

saturado y superficialmente seco - Masa

seca A = Masa seca

x 100

Msss - Ms A =

Ms x 100

Msss = 5000 grs Ms = 4703 grs

5000 - 4703 A =

4703 x 100

A = 6.32 %

Muestra 2

Masa de la muestra en estado saturado y superficialmente seco

- Masa seca A =

Masa seca x 100

Msss - Ms A =

Ms x 100

Msss = 6000 grs Ms = 5608,7 grs

6000 - 5608,7 A =

5608,7 x 100

A = 6.98 %

El promedio de ambas muestras nos da un resultado de 6.65 %.

Los resultados de la absorción para el agregado grueso natural fueron los

siguientes:



seca A = Masa seca

x 100

Msss - Ms A =

Ms x 100

Msss = 2500 grs Ms = 2404,6 grs

2500 - 2404,6 A =

2404,6 x 100

A = 3.97 %



52



seca A = Masa seca

x 100

Msss - Ms A =

Ms x 100

Msss = 2500 grs Ms = 2409,8 grs

2500 - 2409,8 A =

2409,8 x 100

A = 3.74 %

El promedio de ambas muestras nos da un resultado de 3.86 %.

Masa volumétrica de los agregados gruesos

Como referencia para la realización de esa prueba se tomó la Norma oficial

Mexicana NMX–C-073–ONNCCE-2004 “Industria de la construcción – agregados -

masa volumétrica – método de prueba”

Figura A.12 Calibración del recipiente para prueba de masa volumétrica

Figura A.13 Varillado de muestra.



53

Tabla A.5 Masa unitaria del agua a varias temperaturas. [13] El Factor de metro cúbico será:

Masa unitaria del agua F =

Masa de agua requerida para llenar el recipiente MU

F = MA

Peso de la tara = 4.8 kg Peso tara+agua = 13.05 kg Peso agua = 8.25 kg

997.725 F =

8.25 = 120.94 /m3

Los resultados de la masa volumétrica varillada (Mvv) del agregado reciclado son los

siguientes:

Peso de la tara = 4.8 kg Peso tara+grava = 14.65 kg Peso grava = 9.85 kg Mvv = F * Peso grava Mvv = 120.94 * 9.85 Mvv = 1191.22 kg/m3

Los resultados de la masa volumétrica varillada (Mvv) del agregado natural son los

siguientes:

Peso de la tara = 4.8 kg Peso tara+grava = 16.1 kg Peso grava = 11.3 kg Mvv = F * Peso grava Mvv = 120.94 * 11.3

ºC MU (kg/m3) 0- 12 1 000.00

15 999.10 18 998.58 21 997.95 23 997.50 24 997.30 27 996.52 29 995.97 30 995.75



54

Mvv = 1366.58 kg/m3

Los resultados de la masa volumétrica suelta (Mvs) del agregado reciclado son los

siguientes:

Peso de la tara = 4.8 kg Peso tara+grava = 14.45 kg Peso grava = 9.65 kg Mvs = F * Peso grava Mvs = 120.94 * 9.65 Mvs = 1167.04 kg/m3

Los resultados de la masa volumétrica suelta (Mvs) del agregado natural son los

siguientes:

Peso de la tara = 4.8 kg Peso tara+grava = 15.5 kg Peso grava = 10.7 kg Mvs = F * Peso grava Mvs = 120.94 * 10.7 Mvs = 1294.02 kg/m3

Desgaste (Prueba de los ángeles) de los agregados g ruesos

Para esta prueba se toma como referencia la norma M-MMP-4-04-006/02 “Desgaste

Mediante la Prueba de Los Ángeles de Materiales Pétreos para Mezclas Asfálticas”.

Figura A.14 Cribado para selección de material para prueba de desgaste.



55

Figura A.15 Material y esferas dentro de la maquina de los ángeles.

Figura A.16 Lavado de material retenido en la malla No.12

El resultado de desgaste para el agregado reciclado es:

Pi - Pf x 100 Pu =

Pi

Masa inicial de la muestra de prueba = 5003.1 grs Masa final de la muestra mayor de 1.7mm = 3441.3 grs

5003.1 - 3441.3 x 100

Pu = 5003.1

Pu = 31.22 %

El resultado de desgaste para el agregado natural será por lo tanto:

Pi - Pf x 100 Pu =

Pi

Masa inicial de la muestra de prueba = 5005.9 grs Masa final de la muestra mayor de 1.7mm = 3220.9 grs



56

5005.9 - 3220.9 x 100 Pu =

5005.9 Pu = 35.66 %

Agregado Fino

El agregado fino usado fue proveniente de Paso de Ovejas del banco la CEIBA,

dicho material fue donado por la empresa HOLCIM-APASCO.

Figura A.17 Agregado fino, instalaciones de la empresa HOLCIM-APASCO.

Caracterización geométrica Granulometría de agregado fino

Para la realización de la prueba en agregados finos se tomó la misma referencia que

para los agregados gruesos la Norma oficial Mexicana NMX–C-077–1997–ONNCCE

“Industria de la construcción-agregados para concreto-análisis granulométrico –

método de prueba”

Figura A.18 Muestreo de agregado fino para prueba granulométrica.



57

Figura A.19 Prueba de granulometría de agregado fino.

Figura A.20 Retenidos de agregado fino en mallas

Los resultados de la granulometría para el agregado fino se muestran a continuación

en la Tabla 6.

Malla




Porcentaje Retenido

Acumulativo


No. 4 4.75 20.8 4 4 96 No. 8 2.38 40.5 8 12 88

No. 16 1.19 74.2 14 26 74 No. 30 0.59 144.5 28 54 46 No. 50 0.297 139.6 27 81 19 No. 100 0.15 74.7 15 96 4 No. 200 0.075 17 3 99 1

pasa No. 200 <0.075 3,7 1 100 0

SUMA 515 100 Tabla A.6 Análisis granulométrico (agregado fino)



58

Este análisis arroja la grafica donde se muestra la curva granulométrica del agregado

fino, en donde se indican los límites granulométricos del agregado, esta curva se

muestra en la Figura 21.

Figura A.21 Curva granulométrica (agregado fino)

Se observa que el agregado cumple con los límites granulométricos en la totalidad de

los puntos. El cálculo del modulo de finura se muestra a continuación:

Σ % retenido Acumulativo hasta el tamiz No. 100 Mf =

100 274

Mf = 100

Mf = 2.74 Caracterización física Masa específica y absorción del agregado fino La norma mexicana NMX-C-166-ONNCCE-2004 “Industria de la construcción –

agregados para concreto - determinación de la masa especifica y absorción de agua

del agregado fino – método de prueba” establece el método de prueba para la

determinación de la masa específica aparente y la absorción del agregado fino en la

condición saturada y superficialmente seco. Estos datos se emplean para el cálculo y

la dosificación del concreto elaborado con cemento hidráulico.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Granulometria

Limite Inferior

Limite Superior

<0.075 0.075 0.15 0.297 0.59 1.19 2.38 4.7



59

Figura A.22 Obtención del estado para realizar las pruebas de absorción y masa

especifica.

Figura 23 Masa específica del agregado fino.

Figura A.24 Secado de muestra para absorción del agregado fino.

Los resultados de la masa específica saturada y superficialmente seca

producto de la prueba son:

Muestra 1 Masa de la muestra

Messs = Masa picnómetro lleno de agua + masa de la muestra - masa del picnómetro, muestra y agua

Masa de la muestra = 300 grs



60

Masa picnómetro lleno de agua = 776.15 grs Masa del picnómetro, muestra y agua = 954.1 grs

300 Messs =

776.15 + 300 - 954.1 Messs = 2.46 gr/cm3

Muestra 2 Masa de la muestra

Messs = Masa picnómetro lleno de agua + masa de la muestra - masa del picnómetro, muestra y agua

Masa de la muestra = 300 grs Masa picnómetro lleno de agua = 776.15 grs Masa del picnómetro, muestra y agua = 945.65 grs

300 Messs =

776.15 + 300 - 945.65 Messs = 2.30 gr/cm3

El promedio de ambas muestras nos da un resultado de 2.38 gr/cm3 (2380 kg/m3).

Los resultados de la absorción son:

Muestra 1


- Masa seca A =

Masa seca x 100

Msss - Ms A =

Ms x 100

Msss = 250 grs Ms = 239.6 grs

250 - 239.6 A =

239,6 x 100

A = 4.34 %

Muestra 2


- Masa seca A =

Masa seca x 100

Msss - Ms A =

Ms x 100

Msss = 300 grs Ms = 290.5 grs



61

300 - 290.5 A =

290,5 x 100

A = 3.27 %

El promedio de ambas muestras nos da un resultado de 3.81%.

Con los resultados anteriores se puede conocer la masa específica aparentemente

seca, que se calcula a continuación:

Muestra 1 Masa especifica saturada y superficialmente seca

Absorción Mes = 1 + 100

Masa especifica saturada y superficialmente seca = 2.46 grs/cm3

Absorción = 4.34 % 2.46

4.34 Mes = 1 + 100

Mes = 2.36 grs/cm3

Muestra 2 Masa especifica saturada y superficialmente seca

Absorción Mes = 1 + 100

Masa especifica saturada y superficialmente seca = 2.30 grs/cm3

Absorción = 3.27 % 2.30

3.27 Mes = 1 + 100

Mes = 2.23 grs/cm3 El promedio de ambas muestras da un resultado de 2.3 gr/cm3 o lo que es igual a

2300 kg/m3.

Masa volumétrica del agregado fino Para la prueba de masa volumétrica se siguió con la misma referencia que para el

agregado grueso que es la norma NMX–C-073–ONNCCE-2004 “Industria de la

construcción – agregados - masa volumétrica – método de prueba”



62

Figura A.25 Varillado de capas, agregado fino.

El Factor de metro cúbico, según la Tabla 5, será:

Masa unitaria del agua F = Masa de agua requerida para llenar el

recipiente MU

F = MA

Peso de la tara = 4.5 kg Peso

tara+agua = 7.0 kg

Peso agua = 2.5 kg 997.95

F = 2.5

= 399.18 /m3

Dando un resultado de la masa volumétrica varillada (Mvv) de:

Peso de la tara = 4.8 kg Peso tara+fino = 8.65 kg

Peso fino = 3.85 kg

Mvv = F * Peso fino Mvv = 399.18 * 3.85 Mvv = 1536.84 kg/m3

Y una masa volumétrica suelta (Mvs) de:

Peso de la tara

= 4.8 kg

Peso tara+fino

= 8.28 kg

Peso fino = 3.48 kg Mvs = F * Peso fino Mvs = 399.18 * 3.48 Mvs = 1389.15 kg/m3



63

ANEXO B Resultados de ensayes a compresión

Concreto con agregado reciclado a la edad de 7 días.

ESPECIMEN No. 1 2 3 FECHA DE RECEPCION 09-Oct-08 09-Oct-08 09-Oct-08

FĆ DE PROYECTO (kg/cm2) 350 350 350 REVENIMIENTO (cm) 12 12 9

DIAMETRO 1 (cm) 15 14.9 15.1 DIAMETRO 2 (cm) 15 15 15.2

DIAMETRO PROMEDIO (cm) 15 14.95 15.15 ALTURA 1 (cm) 30.1 30 30.3 ALTURA 2 (cm) 30 30 30.4

ALTURA PROMEDIO (cm) 30.05 30 30.35 SECCION (cm2) 176.72 175.54 180.27

MASA (kg) 11.55 11.423 12.167 FECHA DE COLADO 02-Oct-08 02-Oct-08 02-Oct-08

FECHA DE RUPTURA 09-Oct-08 09-Oct-08 09-Oct-08 EDAD (DIAS) 7 7 7

CARGA APLICADA (kg) 54140 60190 68320 RESISTENCIA(kg/cm2) 306.37 342.89 378.99

% DE RESISTENCIA CON RESPECTO A PROYECTO 87.53 97.97 108.28

Concreto con agregado natural a la edad de 7 días.


FĆ DE PROYECTO (kg/cm2) 350 350 350 REVENIMIENTO (cm) 10 10 8.5

DIAMETRO 1 (cm) 15 15 15 DIAMETRO 2 (cm) 15 15.1 15.1

DIAMETRO PROMEDIO (cm) 15 15.05 15.05 ALTURA 1 (cm) 30 30 30 ALTURA 2 (cm) 30.1 30.2 30.2

ALTURA PROMEDIO (cm) 30.05 30.1 30.1 SECCION (cm2) 176.72 177.90 177.90







64




DIAMETRO 1 (cm) 15.1 15 15 DIAMETRO 2 (cm) 15.3 14.9 15.2

DIAMETRO PROMEDIO (cm) 15.2 14.95 15.1 ALTURA 1 (cm) 30.3 30.2 30 ALTURA 2 (cm) 30.5 30.1 30

ALTURA PROMEDIO (cm) 30.4 30.15 30 SECCION (cm2) 181.46 175.54 179.08







FĆ DE PROYECTO (kg/cm2) 350 350 350 REVENIMIENTO (cm) 10 8.5 10

DIAMETRO 1 (cm) 15 15.2 15.1 DIAMETRO 2 (cm) 15.1 15 15.2

DIAMETRO PROMEDIO (cm) 15.05 15.1 15.15 ALTURA 1 (cm) 30.1 30.1 30.5 ALTURA 2 (cm) 30.2 30.2 30.5








65




DIAMETRO 1 (cm) 15.1 15 14.9 DIAMETRO 2 (cm) 14.9 14.6 15.5

DIAMETRO PROMEDIO (cm) 15 14.8 15.2 ALTURA 1 (cm) 30 30 29.9 ALTURA 2 (cm) 30 30.1 29.7

ALTURA PROMEDIO (cm) 30 30.05 29.8 SECCION (cm2) 176.72 172,03 181.46






ESPECIMEN No. 7 8 9 FECHA DE RECEPCION 10-Nov-08 10-Nov-08 10-Nov-08

FĆ DE PROYECTO (kg/cm2) 350 350 350 REVENIMIENTO (cm) 8.5 10 8.5

DIAMETRO 1 (cm) 15 15.3 15 DIAMETRO 2 (cm) 15 15.2 15.1

DIAMETRO PROMEDIO (cm) 15 15.25 15.05 ALTURA 1 (cm) 29.9 30.5 30.2 ALTURA 2 (cm) 29.9 30.5 30.1



FECHA DE RUPTURA 10-Nov-08 10-Nov-08 10-Nov-08 EDAD (DIAS) 28 28 28





66

Resistencias promedio a las diferentes edades: Resistencia promedio (kg/cm 2)

Resistencia de proyecto (kg/cm 2) 7 días 14 días 28 días

Concreto con agregado reciclado 350 342.75 358.19 407.05

Concreto con agregado natural 350 362.92 411.38 459.63

Resultados de ensayes a flexión


ESPECIMEN No. 1 2 REVENIMIENTO (cm) 9 9

EDAD DE ENSAYE (días) 28 28 FECHA DE RUPTURA 30-Oct-08 30-Oct-08

PERALTE TOTAL MEDIO (cm) 15.1 15.3 (d) CLARO (cm) 45 45 (L)

ANCHO MEDIO (cm) 14.9 15 (b) MASA (kg) 29.9 30.2

CARGA DE RUPTURA (kg) 3210 3160 (P) MODULO DE RUPTURA (kg/cm2) 42.518 40.497

TIPO DE FALLA Dentro Dentro

MR = PxL / bxd2


ESPECIMEN No. 1 2 REVENIMIENTO (cm) 8.5 10

EDAD DE ENSAYE (días) 28 28 FECHA DE RUPTURA 10-Nov-08 10-Nov-08

PERALTE TOTAL MEDIO (cm) 15.1 15 (d) CLARO (cm) 45 45 (L)

ANCHO MEDIO (cm) 15.1 15.1 (b) MASA (kg) 30.7 30.2

CARGA DE RUPTURA (kg) 3730 3870 (P) MODULO DE RUPTURA (kg/cm2) 48.752 51.258

TIPO DE FALLA Dentro Dentro

MR = PxL / bxd2 Modulo de ruptura promedio:

28 DIAS

Resistencia de

proyecto F’c (kg/cm 2)

Carga de Ruptura (kg)

Modulo de Ruptura

% respecto al

F'c Concreto con agregado reciclado 350 3185 41.51 11.86 Concreto con agregado natural 350 3800 50.01 14.29



67

Referencias bibliográficas [1] STEVEN, Kosmatka y WILLIAM, C. Diseño y control de mezclas de concreto

Instituto Mexicano del Cemento y del Concreto, A.C. México, 1992 [2] "Apuntes de Mecánica de Materiales" (tercer curso) Facultad de Ingeniería,

UNAM, 1987 [3] Organismo Nacional de Normalización y Certificación de la Construcción y

Edificación, S.C., NMX C-414-ONNCCE-1999 "Industria de la construcción - cementos hidráulicos-especificaciones y métodos de prueba"

[4] http://jcmartinezv.blogspot.com/2008/03/el-reciclaje-del-concreto-como-

agregado.html, 14 de enero del 2009 [5] Organismo Nacional de Normalización y Certificación de la Construcción y

Edificación, S.C., NMX-C-403-ONNCCE-1999 “Concreto hidráulico para uso estructural”

[6] Organismo Nacional de Normalización y Certificación de la Construcción y

Edificación, S.C., NMX-C-156-1997–ONNCCE “Industria de la construcción - concreto - determinación del revenimiento en el concreto fresco


Edificación, S.C., NMX-C-157-ONNCCE-2006"Industria de la construcción - concreto - determinación del contenido de aire del concreto fresco por el método de presión"


Edificación, S.C., NMX-C-105-1987 “Industria de la construcción - concreto ligero estructural - determinación de la masa volumétrica”


Edificación, S.C., NMX-C-109-ONNCCE-2004 "Industria de la construcción - concreto - cabeceo de especimenes cilíndricos"


Edificación, S.C., NMX-C-083-ONNCCE-2002 "Industria de la construcción - concreto - determinación de la resistencia a la compresión de cilindros de concreto - método de prueba"


Edificación, S.C., NMX-C-191-ONNCCE-2004 "Industria de la construcción -



68

concreto - determinación de la resistencia a la flexión del concreto usando una viga simple con carga en los tercios del claro"

[12] Norma Cubana NC 345 2005 “Hormigón endurecido - determinación de la

absorción de agua por capilaridad” [13] Organismo Nacional de Normalización y Certificación de la Construcción y

Edificación, S.C., NMX–C-073–ONNCCE-2004 “Industria de la construcción – agregados - masa volumétrica – método de prueba”

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