RESISTENCIA Y FLUIDEZ A LA COMPRESION DE MORTEROS DE

CEMENTRO DHIDRAULICO
INV-E 323 Y 325 - 07

WILLIAM CAMILO JOYA CÁRDENAS

DAVID FERNANDO MOJICA PULIDO
JUAN CAMILO PÉREZ CANTOR
MARIA ALEJANDRA RODRIGUEZ DIAZ
JUAN CAMILO SÁNCHEZ BUITRAGO

UNIVERSIDAD PEDAGÓGICA Y TECNOLÓGICA DE COLOMBIA

FACULTAD DE INGENIERÍA
ESCUELA DE TRANSPORTE Y VÍAS
TUNJA
2019
RESISTENCIA Y FLUIDEZ A LA COMPRESION DE MORTEROS DE
CEMENTRO DHIDRAULICO
INV-E 323 Y 325 - 07

WILLIAM CAMILO JOYA CÁRDENAS Cod. 201320531

DAVID FERNANDO MOJICA PULIDO Cod. 201510141
JUAN CAMILO PÉREZ CANTOR Cod. 201511449
MARIA ALEJANDRA RODRIGUEZ DIAZ Cod. 201510140
JUAN CAMILO SÁNCHEZ BUITRAGO Cod. 201520231

Presentado a:
Ing. GONZALO PEREZ BUITRAGO

Monitor:
MIGUEL FERNANDO RODRIGUEZ RAMIREZ

En la asignatura de:
Materiales para ingeniería

UNIVERSIDAD PEDAGÓGICA Y TECNOLÓGICA DE COLOMBIA

FACULTAD DE INGENIERÍA
ESCUELA DE TRANSPORTE Y VÍAS
TUNJA
2019
 TABLA DE CONTENIDO.

pág.

1. OBJETIVOS ................................................................................................. 6

1.1 OBJETIVO GENERAL .............................................................................. 6

1.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ..................................................................... 6

2. MARCO TEORICO ....................................................................................... 7

3. EQUIPOS ..................................................................................................... 9

4. PROCEDIMIENTO ..................................................................................... 12

4.1PROCEDIMIENTO RESISTENCIA DE MORTERO DE CEMENTO

HIDRAULICO .......................................................................................... 12

4.2 PROCEDIMIENTO FLUIDEZ DE MORTERO DE CEMENTO

HIDRAULICO .................................................................................................... 16

5. DATOS OBTENIDOS ................................................................................. 18

5.1 RESISTENCIA DE CUBOS DE MORTERO DE CEMENTO HIDRÁULICO

18

6. CALCULOS ................................................................................................ 21

6.1 CÁLCULOS RESISTENCIA DE MORTERO DE CEMENTO HIDRÁULICO

21

6.2 CÁLCULOS FLUIDEZ DE MORTERO DE CEMENTRO HIDRÁULICO . 22

7. ANALISIS DE RESULTADOS .................................................................... 23

8. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ............................................. 24

BIBLIOGRAFIA ................................................................................................. 25
 LISTA DE ILUSTRACIONES

pág.
Ilustración 1. Cantidades-Mezcla de mortero .................................................... 13
Ilustración 2. Moldeo de especímenes .............................................................. 14
Ilustración 3. Preparación del espécimen ......................................................... 14
Ilustración 4. Falla del cubo 1 ........................................................................... 15
Ilustración 5. Falla del cubo 2 ........................................................................... 15
Ilustración 6. Falla del cubo 3 ........................................................................... 15
Ilustración 7. Falla del cubo 4 ........................................................................... 15
Ilustración 8. Falla del cubo 5 ........................................................................... 16
Ilustración 9. Falla del cubo 6 ........................................................................... 16
Ilustración 12. Carga vs. Alargamiento probeta 1. ............................................ 18
Ilustración 13. Carga vs. Alargamiento probeta 2. ............................................ 19
Ilustración 14. Carga vs. Alargamiento probeta 3. ............................................ 19
Ilustración 15. Carga vs. Alargamiento probeta 4. ............................................ 19
Ilustración 16. Carga vs. Alargamiento probeta 5. ............................................ 20
Ilustración 17. Carga vs. Alargamiento probeta 6. ............................................ 20
 LISTA DE TABLAS

pág.
Tabla 1. Número de capas requeridas por especímenes. .................................. 7
Tabla 2. Diámetro de la varilla y número de golpes por capa para el moldeo de
los especímenes. ................................................................................................ 7
Tabla 3. Plazo para ensayar los especímenes después del curado. .................. 8
Tabla 4. Especificaciones sobre el diámetro de la cara de carga. ...................... 8
Tabla 5. Balanza. ................................................................................................ 9
Tabla 6. Mesa de flujo......................................................................................... 9
Tabla 8. Maquina universal, ensayo a compresión. .......................................... 10
Tabla 9. Moldes ensayo de resistencia. ............................................................ 11
Tabla 10. Moldes ensayo de fluidez.................................................................. 11
Tabla 11. Cantidades-Mezcla de mortero. ........................................................ 12
Tabla 12. Datos obtenidos. ............................................................................... 18
Tabla 13. Cálculos del esfuerzo último para cada probeta ............................... 22
 1. OBJETIVOS

1.1 OBJETIVO GENERAL

Determinar la resistencia y fluidez de morteros de cemento hidráulico utilizando

la mesa de flujo y cubos de 50mm, a partir de lo especificado en la norma de
ensayo INV-E 323 y 325 – 07.

1.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS

• Determinar la cantidad de agua optima la cual mezclada con cemento y

arena cumple con la fluidez estipulada en la norma.
• Definir la relación agua cemento que se deberá emplear para realizar la
mezcla de mortero.
• Obtener resultados de ensayo.

6
 2. MARCO TEORICO

A continuación, se presentan las tablas que se deben tener en cuenta para el

diseño de una mezcla de concreto, teniendo en cuenta que se tuvo en cuenta la
elaboración de especímenes, así como la resistencia a la compresión y flexión.

Tabla 1. Número de capas requeridas por especímenes.

Fuente: Instituto Nacional de Vías, Ministerio de Transporte. (2013). Normas de Ensayo de

materiales. Normas y especificaciones INVIAS. Bogotá, Colombia.

Tabla 2. Diámetro de la varilla y número de golpes por capa para el moldeo de

los especímenes.

7
Fuente: Instituto Nacional de Vías, Ministerio de Transporte. (2013). Normas de Ensayo de
materiales. Normas y especificaciones INVIAS. Bogotá, Colombia.

Tabla 3. Plazo para ensayar los especímenes después del curado.

Fuente: elaboración propia.

Tabla 4. Especificaciones sobre el diámetro de la cara de carga.

Fuente: Instituto Nacional de Vías, Ministerio de Transporte. (2013). Normas de Ensayo de

materiales. Normas y especificaciones INVIAS. Bogotá, Colombia.

8
 3. EQUIPOS

A continuación, se presenta una descripción de los elementos utilizados para

llevar a cabo la práctica.

Tabla 5. Balanza.

BALANZAS

Se utiliza para encontrar el peso exacto hasta una unidad muy pequeña tal
como 0,01g. Por eso el rango de capacidad de pesada de estas escalas se
inicia desde centésimas de gramos y sube hasta varios kilogramos.
Es utilizada principalmente para medir pequeñas masas.
Estas están diseñadas para un pesaje rutinario de los materiales que se
utilicen en el laboratorio.
Fuente: elaboración propia.

Tabla 6. Mesa de flujo.

MESA DE FLUJO

Mesa que consta de un soporte, de un árbol y una plataforma circular.

Fuente: elaboración propia.

9
Tabla 7. Herramientas misceláneas.

HERRAMIENTAS MISCELÁNEAS

Tales como cazuelas para mezclado, espátulas, etc., o un dispositivo

mecánico adecuado para mezclar las muestras de suelo con diversas
cantidades de agua.
Fuente: elaboración propia.

Tabla 8. Maquina universal, ensayo a compresión.

MAQUINA UNIVERSAL, ENSAYO A COMPRESIÓN

Es un quipo utilizado para aplicar carga a la muestra hasta que se llegue a un

punto de falla, debe tener la capacidad adecuada para fallar la muestra,
además la carga aplicada debe ser continua y con una velocidad de aplicación
adecuada.
Fuente: elaboración propia.

10
Tabla 9. Moldes ensayo de resistencia.

MOLDES ENSAYO DE RESISTENCIA

Se requieren moldes que no tengan más de tres compartimientos, deben

asegurar una perfecta y rígida unión, fabricados de metal.

Fuente: elaboración propia.

Tabla 10. Moldes ensayo de fluidez.

MOLDES ENSAYO DE FLUIDEZ

Debe ser de bronce o de latón, de dureza Rockwell no inferior a 25 HRB, de

forma cónica y cuyas dimensiones serán, diámetro superior 70 ± 0.5 mm,
diámetro inferior 100 ± 0.5 mm y altura de 50 ± 0.5 mm.
Fuente: elaboración propia.

11
 4. PROCEDIMIENTO

4.1 PROCEDIMIENTO RESISTENCIA DE MORTERO DE CEMENTO

HIDRAULICO
En el ensayo de resistencia a la compresión empleando cubos de mortero, se
debe seguir el siguiente procedimiento, para de esta manera obtener los
resultados más adecuados posibles.

• COMPOSICIÓN DEL MORTERO

Las proporciones en peso de materiales para el mortero serán de 1 parte de

cemento por 2.75 de arena, usando una relación agua/cemento de 0.485 o tal
que produzca una fluidez de 110 ± 5%.

Para mezclar se deben tener en cuenta las siguientes cantidades, para la

fabricación de 6 cubos de ensayo:

Tabla 11. Cantidades-Mezcla de mortero.

Cantidades preparación mortero

Material 6 cubos
Cemento (g) 500
Arena (g) 1375
Agua (ml) con a/c=0.485 305.5
Fuente: elaboración propia tomando como referencia la Norma INV.E-323-07

12
Ilustración 1. Cantidades-Mezcla de mortero

Fuente: elaboración propia

• PREPARACIÓN DEL MORTERO

Esta mezcla se realizará de acuerdo a la norma INV.E-321-07, siguiendo el

siguiente procedimiento:

Se coloca el agua en el recipiente.

Agregar el cemento al agua y mezclar.

Agregar lentamente la totalidad de arena e ir mezclando aumentando la

velocidad, hasta lograr una mezcla homogénea.

• MOLDEO DE ESPECIMENES

Después de preparado el mortero, se deja reposar durante aproximadamente

dos minutos.

Se inicia el llenado de los compartimientos, colocando una capa de más o menos

25 mm de espesor.

Se apisonan con 32 golpes en 10 segundos aproximadamente. Los golpes deben

seguir una dirección perpendicular, luego se llena la segunda capa y se realiza
el mismo procedimiento de apisonado.

13
Ilustración 2. Moldeo de especímenes

Fuente: elaboración propia

Al finalizar, la superficie debe ser alisada o enrasada, retirando el mortero
sobrante.

• DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN

Los cubos se deberán secar y limpiar de cualquier residuo de arena suelta o

incrustaciones en las caras que van a estar en contacto con la máquina de
ensayo.

Ilustración 3. Preparación del espécimen

Fuente: elaboración propia

Se verifican las dimensiones de cada uno de los cubos y que estas estén planas,
en caso contrario se debe limar o desechar el espécimen.

Se coloca cada uno de los cubos en la máquina de ensayo, sin utilizar

amortiguadores entre el cubo y los bloques de carga.

Se registran los valores de la carga a la que el cubo presenta la falla por

compresión.

14
Ilustración 4. Falla del cubo 1

Fuente: elaboración propia

Ilustración 5. Falla del cubo 2

Fuente: elaboración propia

Ilustración 6. Falla del cubo 3

Fuente: elaboración propia

Ilustración 7. Falla del cubo 4

Fuente: elaboración propia

15
Ilustración 8. Falla del cubo 5

Fuente: elaboración propia

Ilustración 9. Falla del cubo 6

Fuente: elaboración propia

4.2 PROCEDIMIENTO FLUIDEZ DE MORTERO DE CEMENTO

HIDRAULICO

El primer paso es pesar ciertas cantidades de cemento, arena y agua. La fórmula

de trabajo utilizada se determinó arbitrariamente en donde las proporciones de
materiales se fueron cambiando hasta encontrar un valor de fluidez de 110 %
superior al diámetro inferior del molde.

Como primera medida se utilizó la siguiente formula de trabajo: 0.48:1:2.75, en

donde respectivamente son las proporciones de agua, cemento y arena.

16
Una vez mezclados los materiales se prosigue a compactar la muestra, la cual
se agrega en dos capas dentro del molde y en donde se le aplican 25 golpes
distribuidos con el compactador y finalmente enrazar.

Ilustración 10. Mezclado de los materiales

Fuente: elaboración propia.

Ilustración 11. Compactación de la muestra.

Fuente: elaboración propia.

Luego se realiza la medición del diámetro de la muestra extendida, en cuatro

puntos y el valor promedio de estas mediciones será el valor a diligenciar.

Si la mezcla ensayada cumple con las especificaciones de la norma se da como

finalizado el ensayo, pero si esto no ocurre se elabora nuevamente otra muestra
con las mismas proporciones de cemento y arena, variando solamente la
proporción de agua, hasta encontrar al tanteo el contenido de agua adecuado u
óptimo para cumplir con las especificaciones de la norma.

17
 5. DATOS OBTENIDOS

5.1 RESISTENCIA DE CUBOS DE MORTERO DE CEMENTO

HIDRÁULICO

Luego de realizar el respectivo ensayo, se obtuvieron los siguientes datos del

laboratorio:

Tabla 12. Datos obtenidos.

Carga máx Desplazamiento

PROBETA N° Espesor (mm) Ancho (mm) Alto (mm)
kN máx (mm)
1 50.02 47.82 50.08 40.48 0.79
2 50.00 49.82 50.51 42.38 0.93
3 49.66 52.49 52.66 40.06 0.81
4 50.22 49.95 49.04 42.25 0.86
5 50.12 52.73 52.78 40.75 1.77
6 49.54 51.63 51.93 43.50 0.87
Fuente: Elaboración propia.
A demás se obtuvo la gráfica de carga (kN) vs. Alargamiento (mm) para cada
una de las probetas

Ilustración 12. Carga vs. Alargamiento probeta 1.

Fuente: laboratorio de suelos.

18
Ilustración 13. Carga vs. Alargamiento probeta 2.

Fuente: laboratorio de suelos.

Ilustración 14. Carga vs. Alargamiento probeta 3.

Fuente: laboratorio de suelos.

Ilustración 15. Carga vs. Alargamiento probeta 4.

Fuente: laboratorio de suelos.

19
Ilustración 16. Carga vs. Alargamiento probeta 5.

Fuente: laboratorio de suelos.

Ilustración 17. Carga vs. Alargamiento probeta 6.

Fuente: laboratorio de suelos.

20
 6. CALCULOS

6.1 CÁLCULOS RESISTENCIA DE MORTERO DE CEMENTO

HIDRÁULICO

Para cada cubo ensayado se calcula el esfuerzo máximo así,

𝑪𝒂𝒓𝒈𝒂 𝑴á𝒙𝒊𝒎𝒂 (𝒌𝑵)

𝑬𝒔𝒇𝒖𝒆𝒓𝒛𝒐 𝑴á𝒙𝒊𝒎𝒐 (𝑴𝑷𝒂) =
𝑨𝒓𝒆𝒂 𝑪𝒖𝒃𝒐 (𝒎𝒎𝟐 )

Ejemplo

Cubo N° 1

Área (mm2): 2395 mm2

Carga máx. (kN): 40.48 kN

𝑪𝒂𝒓𝒈𝒂 𝑴á𝒙𝒊𝒎𝒂 (𝒌𝑵)

𝑬𝒔𝒇𝒖𝒆𝒓𝒛𝒐 𝑴á𝒙𝒊𝒎𝒐 (𝑴𝑷𝒂) = ∗ 𝟏𝟎𝟎𝟎
𝑨𝒓𝒆𝒂 𝑪𝒖𝒃𝒐 (𝒎𝒎𝟐 )

40.48 (𝑘𝑁)
𝐸𝑠𝑓𝑢𝑒𝑟𝑧𝑜 𝑀á𝑥𝑖𝑚𝑜 (𝑀𝑃𝑎) = ∗ 1000
2395 (𝑚𝑚2 )

𝑬𝒔𝒇𝒖𝒆𝒓𝒛𝒐 𝑴á𝒙𝒊𝒎𝒐 (𝑴𝑷𝒂) = 𝟏𝟔. 𝟗𝟎 𝑴𝑷𝒂

En la siguiente tabla se puede observar el resumen de los resultados del

esfuerzo máximo para cada probeta de ensayo.

21
Tabla 13. Cálculos del esfuerzo último para cada probeta

Carga máx Esfuerzo máx

PROBETA N° Área (mm2)
kN (Mpa)
1 2395 40.48 16.90
2 2516 42.38 16.84
3 2764 40.06 14.49
4 2450 42.25 17.25
5 2783 40.75 14.64
6 2681 43.5 16.22
Fuente: Elaboración propia.

6.2 CÁLCULOS FLUIDEZ DE MORTERO DE CEMENTRO HIDRÁULICO

Cálculo del % de fluidez:

(𝐷𝑖𝑎𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 𝑃𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜) − (𝐷𝑖𝑎𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 𝑏𝑎𝑠𝑒 𝑖𝑛𝑓𝑒𝑟𝑖𝑜𝑟 𝑑𝑒𝑙 𝑚𝑜𝑙𝑑𝑒)

%𝑭𝒍𝒖𝒊𝒅𝒆𝒛 =
(𝐷𝑖𝑎𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 𝑏𝑎𝑠𝑒 𝑖𝑛𝑓𝑒𝑟𝑖𝑜𝑟 𝑑𝑒𝑙 𝑚𝑜𝑙𝑑𝑒)
∗ 100

(206.15) − (100)
%𝑭𝒍𝒖𝒊𝒅𝒆𝒛 = ∗ 100
(100)

%𝑭𝒍𝒖𝒊𝒅𝒆𝒛 = 𝟏𝟎𝟔. 𝟏𝟓%

22
 7. ANALISIS DE RESULTADOS

La cantidad o proporción de agua que se agregue a la mezcla, es proporcional a

la fluidez del mortero, a la hora de ensayarse en la mesa de flujo.

La fluidez de la mezcla de mortero incide en la resistencia que este pudiese

brindar a una estructura, a razón del contenido de agua y concreto.

La fluidez del mortero, también significa, que cantidad de agua se necesita,

durante el proceso de mezclado, para que esta incida directamente en la
homogenización del cemento y la arena, en función de la eficacia de la mezcla
en las obras.

La resistencia de la mezcla de montero, se reduce, a razón de la disminución del

contenido de cemento.

23
 8. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

El mortero preparado y analizado en el laboratorio bajo cargas de compresión en

la maquina universal, tiene una resistencia de 16.6 MPa en promedio.

Aunque los cubos de mortero se realizaron con moldes estandarizados, se

observa que al verificar sus dimensiones luego de retirados del molde, estos
varían considerablemente en su área, lo cual puede ocasionar desviaciones en
los cálculos de esfuerzo realizados.

Según la norma en caso tal que los datos de resistencia a la compresión de cada
uno de los cubos ensayados, varié en más de un 8.7% con respecto a la media
de los mismos, estos deberán ser retirados y no considerarse en los cálculos del
ensayo.

Según la norma de ensayo los cubos deberán ser fallados 24 horas después de
ser depositadas en la cámara húmeda o máximo 72 horas. En el caso del ensayo
se fallaron a los 12 días de su elaboración, lo cual puede tener cierta afectación
en los resultados obtenidos.

Debido a una falla en la toma de la información, el porcentaje de fluidez obtenido,

no cumple con lo establecido en las normas ASTM, la cual establece que el valor
de la fluidez este entre el rango de 110 ± 5 %.

Se recomienda un control constante en las pesadas de los materiales, en función

de reducir el error, durante el proceso de tanteo en el que se determina el
contenido de agua óptimo para lograr la fluidez deseada.

La fluidez del mortero, incide directamente en la trabajabilidad de la mezcla

durante la obra evitando la segregación.

La fluidez aporta facilidad en la colocación de la mezcla en los distintos

elementos, presentes en el proceso constructivo (formaletas, tabiques, etc.).

24
 BIBLIOGRAFIA

Especificaciones generales de construcción de carreteras y normas de ensayo

para materiales de carreteras 2007. (Sección 300. Cemento).

Especificaciones generales de construcción de carreteras y normas de ensayo

para materiales de carreteras 2013. (Capítulo 5. Pavimentos de concreto).

25