Concreto fresco ensayos

FACULTAD DE INGENIERÍA
CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL
Autor(es):
Apayco Anchelia, Amelia
Carhuaricra Ceras, Aaron
Ramos Rashuaman, Jeysson
Salazar Mory, Henry
Vera Salvador, Héctor
Curso:
Tecnología del Concreto – Clase 1627
Docentes:
Ing. Cachi Cerna, Gabriel
Lic. Espinoza Cabrera, Edika.
LIMA – PERÚ
2016-2
ENSAYOS DE LABORATORIO:
“CONCRETO EN ESTADO FRESCO”

ENSAYOS DE CONCRETO EN ESTADO FRESCO
TECNOLOGÍA DEL CONCRETO 1
Agradecemos a la Lic. Edika Espinoza Cabrera por su apoyo
incondicional para poder culminar todos nuestros ensayos de
laboratorio; al Ing. Gabriel Cachi por la exigencia, ya que nos
permitió desarrollar el carácter investigativo como estudiantes
universitarios. Agradecidos sobretodo, al Eterno, quien sustenta
nuestras vidas para poder cumplir con los objetivos académicos
en esta vida.

INDICE
1 INTRODUCCIÓN..................................................................................... 1
2 ENSAYOS ............................................................................................... 1
3 EQUIPOS Y MATERIALES...................................................................... 4
4 PROCEDIMIENTO ................................................................................ 10
5 RESULTADOS ...................................................................................... 17
6 DISCUSIÓN........................................................................................... 19
7 CONCLUSIONES .................................................................................. 22
8 RECOMENDACIONES.......................................................................... 23
9 ANEXOS................................................................................................ 23

1 INTRODUCCIÓN
Los problemas estructurales que se ven muy a menudo en construcciones,
en algunas ocasiones son debido al mal diseño de sus elementos, lo que
obliga a realizar estudios acerca de la resistencia del material más usado,
este es el concreto. Además de la innovación que representa incorporar
pigmentos al este material. Para ello se realizaron ensayos de las
propiedades del concreto en estado fresco, como el contenido de aire,
peso unitario y asentamiento, para determinar sus características en
estado endurecido.
Además se realizó el análisis de resistencia mecánica sometiéndolo al
ensayo de compresión de probetas de concreto.
Cada ensayo se realizó en el Laboratorio de Concreto de la Universidad
Privada del Norte, en la sede de Lima Norte; se contó con el monitoreo de
la Lic. Edika Espinoza Cabrera. Se usaron los distintos materiales,
herramientas y aparatos (marca Forney) según los requisitos de cada
ensayo.
2 ENSAYOS
a. ENSAYO 1: CONTENIDO DE AIRE – MÉTODO DE PRESIÓN (ASMT
C 231 y NTP 339.080)
Este ensayo tuvo por finalidad la determinación del contenido de aire en
una mezcla de concreto en estado fresco, tanto para el concreto normal
como para el concreto de color para comparar los valores obtenidos y
realizar su respectivo análisis.
El contenido de aire atrapado en el concreto estuvo en función de las
proporciones en que se combinaron, de los ingredientes en la mezcla,
de las características físicas de los agregados y del método de la
compactación
El valor se obtuvo directamente, de la Olla de Washington, y se
comprobó el valor de diseño.

Tabla. 1 “Contenido de aire de diseño”
Fuente:“Tesis -URP”
b. ENSAYO 2: PESO UNITARIO DEL CONCRETO EN ESTADO
FRESCO (ASMT C138 y NTP 339.046)
Este ensayo abarcó la determinación de la densidad del Concreto en
Estado Fresco, se halló dividiendo la masa neta del concreto sobre el
volumen del molde. La masa neta se calcula substrayendo la masa del
molde vacío de la masa del molde lleno de concreto como sigue:
𝐷 =
𝑀 𝑐−𝑀 𝑚
𝑉 𝑚
…(1)
𝑀 𝑛𝑒𝑡𝑎 = 𝑀𝑐 − 𝑀 𝑚…(2)
Donde:
D=Densidad o peso unitario (Kg/m3)
Mc= Masa del molde lleno de concreto. (Kg)
Mm= Masa del molde vacío. (Kg)
Vm= Volumen del molde. (m3
)
Mneta= Masa neta, masa del concreto. (Kg)
*El molde que se eligió fue el de 1/3 𝑝𝑖𝑒3

c. ENSAYO 3: MÉTODO DE ENSAYO PARA LA MEDICION DEL
ASENTAMIENTO DEL HORMIGON CON EL CONO DE ABRAMS
(ASTM C143 Y NTP 339.035)
Este ensayo tuvo por finalidad la determinación del asentamiento en una
mezcla de concreto en estado fresco, tanto para el concreto normal
como para el concreto de color para comparar los valores obtenidos y
realizar su respectivo análisis.
Es considerado un concreto de buena calidad aquel que cumple con
características de trabajabilidad, resistencia, durabilidad y economía,
donde la trabajabilidad es la propiedad en la cual el concreto es
manejable para su desempeño en obra. (Varios)
El valor se obtuvo directamente midiendo con una wincha el desnivel
que había, el resultado se expresó en cuartos de pulgada.
d. ENSAYO 4: RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN DE TESTIGOS
CILINDRICOS (MTC E 704 - 2000)
Este ensayo tuvo por finalidad la determinación de resistencia a la
compresión de concreto de cemento hidráulico, normal y de color
usando probetas estandarizadas.
Consistió en aplicar una carga axial de compresión a testigos hasta que
se presente la falla.
La resistencia a la compresión del espécimen se determinó dividiendo
la carga aplicada por la sección transversal de éste
Fm = P/A…(3)
Donde:
Fm = Es la resistencia a la compresión en MPa
P = Es la carga máxima total en N;
A = Área de la superficie de carga en cm2

3 EQUIPOS Y MATERIALES
a. ENSAYO 1: ENSAYO: CONTENIDO DE AIRE – METODO DE
PRESIÓN (ASTM C 231 y NTP 339.080)
Para este ensayo se utilizaron los siguientes materiales y equipos:
 Olla de Washington
Fig. 1 “Olla de Washington”
Fuente: “Propia”
 Apisonador
Para una mejor homogenización e impedir los vacíos en el concreto
Fig. 2 “Apisonador”
 Regla para enrasar
Instrumentos para nivel la superficie de la olla de Washington y
enlisar
Fig. 3 “Regla de enrasar”

 Bandeja
Recipiente para echar el concreto y realizar los ensayos respectivos.
Fig. 4 “Bandeja”
 Martillo de goma
Instrumento que se requiere en los ensayos de contenido de aire,
peso unitario del concreto y para golpear el trompo al momento de la
limpieza.
Fig. 5 “Bandeja”
 Balanza
Con una exactitud de 0.1 lb. (45g) o dentro del 0.3% de la carga de
prueba

Fig. 6 “Balanza”
 Varilla
Varilla recta, de acero, 5/8 pulgada (16 mm) de diámetro y
aproximadamente 24 pulgadas (600 mm) de longitud, el final de la
barra termina en una punta redondeada hemisférica cuyo diámetro
es de 5/8 pulgada.
 Molde
Molde cilíndrico, de acero u otro metal. La capacidad del molde fue
de 1/3 de pie cúbico
 Maso de Goma
Con una exactitud de 0.1 lb. (45g) o dentro del 0.3% de la carga de
prueba
Fig. 7 “Molde, Mazo y Varilla”
Fuente: “UTPL”

ASENTAMIENTO DEL HORMIGON CON EL CONO DE ABRAHMS
(ASTM C143 Y NTP 339.035)
 Cono de Abrahms
Molde de forma tronco cónica de 20 cm de diámetro en la base
inferior, 10 cm en la base superior y 30 de altura.
Fig. 8 “Cono de Abrahms”
 Varilla compactadora
Se usó una varilla de acero lisa de 5/8” de diámetro con puntas
semiesféricas y de 60 cm aprox.
Fig. 9 “Varilla compactadora”

 Cucharon
Cucharon metálico del tamaño adecuado para poder introducir el
concreto en el cono de Abrahms.
Fig. 10 “Cucharon metálico”
 Instrumento de medida
Dispositivo de medida con la cual se midió el slam o asentamiento.
Fig. 11 “Wincha”
 Bandeja metalica
Bandeja metalica del tamaño apropiado para poder poner el cono de
Abrams.

Fig. 12 “Bandeja metálica”
Los materiales usados son los siguientes:
Fig. 13 “Moldes para concreto”
Fuente: “Google”

Fig. 14 “Máquina de Compresión”
Fuente: “Google”
4 PROCEDIMIENTO
C 231 y NTP 339.080)
El procedimiento abarca los tres tipos de diseños que se realizó: Diseño
de concreto sin adiciones, diseño de concreto con óxidos.
Primero se humedece con un trapo húmedo el interior de la olla, luego
con una muestra de concreto fresco, se llena la olla Washington en 3
capas iguales, se compacta 25 golpes con una varilla por cada capa y
también se da 12 golpes en cruz con un martillo de goma. Teniendo en
cuenta que, a partir de la segunda capa, al momento de apisonar, la
varilla no debe entrar más de 1” a la capa inferior
Fig. 15 y 16 “Vaciado de concreto” y “Apisonado de concreto”

Terminado el apisonado, enlisamos la superficie de la olla con la regla
metálica y limpiamos el contorno con una franela para que la tapa entre
con facilidad. Luego, se colocó la tapa, se ajustó sus 4 lados y se cerró
la tuerca que está en la parte superior. Seguido llenamos con agua
mediante una abertura que tiene la tapa de la olla de Washington hasta
que es expulsado por el otro agujero y ajustamos los tornillos.
Fig. 17 y 18 “Enlisado de la superficie” y “Olla de Washington”
Para finalizar el ensayo, se introdujo aire mediante un agitador hasta
que el manómetro llegó a cero. Luego se presionó una palanca que se
encuentra al costado del agitador y se procedió a calcular el contenido
de aire.
Fig. 19 y 20 “Colocando el Manómetro en Cero” y “Medida del Contenido de Aire”

La muestra se seleccionó según la ASTM C 172, práctica que cubre
procedimientos para la obtención de muestras representativas de
concreto fresco.
Se seleccionó el tamaño del molde según el tamaño máximo nominal,
la cual es de 1/3 de pie cúbico y a continuación se determinó la masa
del molde vacío.
Fig. 21 “Molde Utilizado”
Se colocó el concreto dentro del recipiente en tres capas de
aproximadamente igual volumen.
Compactamos cada capa penetrando 25 veces con la varilla en forma
de espiral. La primera capa se compacta en todo su espesor, sin tocar
el fondo.
Compactamos la segunda y tercera capa en todo su espesor,
ingresando 1” (25mm) en la capa anterior.

Fig. 22 “Compactación y golpe con el macizo”
Al terminar de compactar cada capa, se golpeó firmemente 12 veces en
forma de cruz, para llenar los vacíos y eliminar las burbujas de aire.
Enrasamos el molde, retirando el material sobrante en la última capa.
Fig. 23 y 24 “Compactación y Enrasado”
Limpiamos el material sobrante alrededor del molde y determinamos la
masa del molde más el concreto.
Calculamos la masa neta y por consiguiente, determinamos la densidad
del concreto, registrando el resultado adecuadamente.

Fig. 25 “Determinación del Peso Total”
ASENTAMIENTO DEL HORMIGON CON EL CONO DE ABRAHMS
(ASTM C143 Y NTP 339.035)
En lo que respecta a este ensayo el procedimiento realizado fue el
siguiente:
Se humedeció el cono de Abrahms y se colocó en la bandeja, luego se
aseguró el cono pisándolo por ambos lados. Se comenzó a llenar el
cono en 3 capas, cada capa se apisonó con 25 golpes uniformes y en
forma de espiral hacia el centro.

Fig. 26 y Fig. 27 “Compactado del cono de Abrams”
Luego se procedió a enrasar el cono con la ayuda de la varilla
compactadora, así se eliminó el exceso. Seguidamente se procedió a
levantar el cono de forma vertical para lo cual se contó hasta siete,
levantando el cono desde el tercer segundo.
Fig. 28 y Fig. 29 “Levantamiento del cono de Abrahms”
Posteriormente se procedió a medir inmediatamente la diferencia entre
la altura del molde y la altura del concreto fresco (slump).

Fig. 30 y Fig. 31 “Medicion del Slump”
El ensayo de compresión de muestras curadas en agua e hizo
inmediatamente después de que éstas fueron removidas del lugar de
curado
La probeta se colocó entre dos bloques de metal, con una superficie de
contacto de caucho duro tanto arriba como abajo y se alineó según el
eje de la máquina de compresión.
Se rompieron 6 probetas a los 3 días, correspondientes a los tres tipos
de diseño, 2 probetas de cada tipo para promediarlas
Fig. 32 “Compresión de la probeta”

5 RESULTADOS
C 231 y NTP 339.080)
En el ensayo realizado con el concreto fresco sin adición, el contenido
de aire fue de 1.5%.
En el ensayo realizado con el concreto fresco con el primer oxido que
fue de titanio (blanco), el contenido de aire fue 0.6%.
En el ensayo realizado con el concreto fresco con el segundo oxido que
fue de hierro (rojo), el contenido de aire fue 0.5%.
Tabla N° 2. “Tabla de cálculo del Peso Unitario”.
MASA
MOLDE
MASA
MOLDE+CONCRET
O
MASA
NETA
VOLUMEN
MOLDE
P.U.
(Kg/m3) LIMITES
DISEÑO 4.771 27.24 22.469 0.00935 2403
2240-
2460
Kg/m3
PIG.
BLANCO 4.771 27.32 22.549 0.00935 2412
PIG.
ROJO 4.771 27.41 22.639 0.00935 2421
(ASTM C143 Y NTP 339.035)
Los resultados obtenidos en este ensayo fueron:
Concreto normal: 2.5”
Concreto con Óxido de Titanio: 2”
Concreto con Óxido de Hierro: 1.5”

Tabla 3: “Cuadro de valores. Pigmento Rojo: Óxido de Hierro:”
N°DÍAS
PROBETAS
CÁLCULO DE RESISTENCIAS A LA COMPRESIÓN DE PROBETAS DE CONCRETO -
PIGMENTO ROJOD1(cm)
D2(cm)
PROMEDIO
(cm)
CARGA(Kg)
ÁREASECC.
TRANSVERSAL
(cm2)
fćReal
(Kg/cm2)
fćDiseño
(Kg/cm2)
%OBTENIDO
%OBTENIDO
PROMEDIO
3
P-
3 15.4 15.4 15.4 39305 186.3 211 250 84.4
83
3
P-
4 15.4 15.4 15.4 38135 186.3 205 250 81.9
PROMEDIO
S
208 250 83
Tabla4: “Cuadro de valores. Pigmento Blanco: Óxido de Titanio:”
N°DÍAS
PROBETAS
CÁLCULO DE RESISTENCIAS A LA COMPRESIÓN DE PROBETAS DE CONCRETO-
PIGMENTO BLANCO
D1(cm)
D2(cm)
PROMEDIO
(cm)
CARGA(Kg)
ÁREASECC.
TRANSVERSA
L(cm2)
fćReal
(Kg/cm2)
fćDiseño
(Kg/cm2)
%OBTENIDO
%OBTENIDO
PROMEDIO
3
P-
1 15.2 15.3 15.3 41035 182.7 225 250 89.9
87
3
P-
3 15.4 15.4 15.4 39275 186.3 211 250 84.3
PROMEDIOS 218 250 87

Tabla 5: “Cuadro de valores. Concreto sin pigmento:”
N°DÍAS
PROBETAS
CÁLCULO DE RESISTENCIAS A LA COMPRESIÓN DE PROBETAS DE CONCRETO- DISEÑO DE MEZCLAS
D1(cm)
D2(cm)
PROMEDIO(cm)
CARGA(Kg)
ÁREASECC.
TRANSVERSAL
(cm2)
f´cReal(Kg/cm2)
f´cDiseño
(Kg/cm2)
%OBTENIDO
%OBTENIDO
PROMEDIO
3 P-3 15.4 15.3 15.4 35595 185.1 192 250 76.9
76
3 P-4 15.4 15.3 15.4 34660 185.1 187 250 74.9
PROMEDIOS 190 250 76
6 DISCUSIÓN
C 231 y NTP 339.080)
Para el cálculo del contenido de aire se tiene en cuenta el siguiente
cuadro que va en relación al TMN del agregado. Generalmente este aire
ocupa del 1% al 3% del volumen de la mezcla.
Tabla 6: “Cuadro de valores”
Fuente:“Tesis-URP”

EL agregado utilizado tenía un TMN de 1 ½” y por lo tanto le
correspondía un contenido de aire de 1.0% pero salió de 1.5 %
La tabla anterior sólo se rige en concreto fresco sin ninguna adición.
Pero el día del diseño se realizó concreto con óxidos así que en éste
caso sólo se tomara como referencia
Con el primer oxido que fue de titanio (blanco), el contenido de aire fue
0.6%. Concluyendo que el contenido de aire es afectado por la
composición química y la fineza del óxido de titanio en menor medida.
Con el segundo oxido que fue de hierro (rojo), el contenido de aire fue
0.5%. Concluyendo que el contenido de aire es afectado por la
composición química y la fineza del óxido de hierro en mayor medida.
Éste método no es aplicable para concretos con agregado ligeros que
tengan burbujas de aire en el interior o aquellos con alta porosidad.
Tampoco debe aplicarse para concretos de bajo rendimiento por ser
poco plásticos, pero se deduce que los óxidos disminuyen notablemente
el contenido de aire en éste tipo de concreto.
Los pesos unitarios obtenidos tantos del concreto normal, así como el
de dióxido de titanio (pigmento blanco) y de hierro (pigmento rojo) están
dentro de los límites normales permisibles: 2240 Kg/m3
y 2460 Kg/m3
(DINO: Control de calidad, 2011).
Tabla N° 7. “Peso Unitarios obtenidos”.
MEZCLA P.U.
(Kg/m3) LIMITES
DISEÑO DE
INFORME 2403
2240-2460
Kg/m3
DIÓXIDO DE
TITANIO 2412
DIÓXIDO DE HIERRO 2421

Nota: El presente ensayo contempla el rendimiento del concreto, pero
por consideraciones del docente, sólo se ha abarcado el Peso Unitario.
(ASTM C143 Y NTP 339.035)
Los resultados obtenidos en este ensayo fueron 2.5”, 2”, 1.5” los cuales
a simple vista estarían mal para los tres tipos de concreto pero al ver el
siguiente cuadro de tolerancias se puede afirmar que 2 de las 3 mezclas
si corresponden a la consistencia para la cual fueron diseñadas y la
tercera que no cumple puede ser debido a la implementación del óxido
de hierro.
Tabla N° 8. “Tolerancias”.
La resistencia obtenida en el concreto con pigmento a comparación con
el concreto tradicional a los 3 días nos demuestra que además de dar
color, los pigmentos a base de óxidos brindan resistencia mecánica, por
lo que su uso puede ampliarse a nivel estructural.

7 CONCLUSIONES
C 231 y NTP 339.080)
 Generalmente este aire ocupa del 1% al 3% del volumen de la
mezcla.
EL agregado utilizado tenía un TMN de 1 ½” y por lo tanto le
correspondía un contenido de aire de 1.0% pero salió de 1.5 %
 El contenido de aire es afectado por la composición química y la
fineza del óxido de titanio en menor medida, también es el caso del
óxido de hierro.
Los pesos unitarios obtenidos tantos del concreto normal, así como el
de dióxido de titanio (pigmento blanco) y de hierro (pigmento rojo) están
dentro de los límites normales permisibles: 2240 Kg/m3
y 2460 Kg/m3
(DINO: Control de calidad, 2011).
(ASTM C143 Y NTP 339.035)
Los resultados obtenidos en este ensayo fueron 2.5”, 2”, 1.5” los cuales
estarían mal para los tres tipos de concreto pero al analizar tolerancias
se puede afirmar que 2 de las 3 mezclas si corresponden a la
consistencia para la cual fueron diseñadas y la tercera que no cumple
puede ser debido a la implementación del óxido de hierro.
La resistencia obtenida en el concreto con pigmento a comparación con
el concreto tradicional a los 3 días nos demuestra que además de dar
color, los pigmentos a base de óxidos brindan resistencia mecánica, por
lo que su uso puede ampliarse a nivel estructural.

8 RECOMENDACIONES
 Todos estos ensayos deben realizar cumpliendo los criterios y requisitos
de la Norma ASTM C- 172 y NTP 339.036: Muestreo de Concreto Freso.
Las muestras se deben obtener dentro del intervalo de los 15 minutos.
 Considerar de vital importancia estos ensayos, ya que son los que
determinarán la aceptación de la calidad del concreto, en cuanto a su
cumplimiento cuantitativo conforme a las especificaciones
normativas; sin embargo, no pronostican su calidad en la
estructura, ya que existen otras variables que van más allá del
productor. (Empresa DINO: Control de calidad, 2011).
9 ANEXOS
Fig. 33 “Equipo de Trabajo, realizando el muestro de concreto y Freso y preparando
las probetas normalizadas.”

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