ANÁLISIS COMPARATIVO DE LARESISTENCIA A LA COMPRESIÓN DEL CONCRETO HIDRÁULICO SIMPLE Y CONCRETO REFORZADO CON FIBRA (ESTOPA DE COCO) PARA FINES ESTRUCTURALES ÍNDICE 1. INTRODUCCIÓN ................................................................................................ 6 2. EL PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN ................................................................ 7 2.1. ANTECEDENTES DEL PROBLEMA ............................................................ 7 2.2. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ........................................................... 9 2.3. DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA .............................................................. 10 2.4. DELIMITACIÓN DEL PROBLEMA ............................................................. 11 2.5. OBJETIVOS................................................................................................ 12 2.6. HIPÓTESIS ................................................................................................. 13 2.7. JUSTIFICACIÓN ......................................................................................... 14 3. MARCO TEÓRICO ............................................................................................ 15 3.1. GLOSARIO DE TÉRMINOS ....................................................................... 15 3.2. ANTECEDENTES DE LAS FIBRAS ........................................................... 18 3.3. CLASIFICACIÓN DE LAS FIBRAS ............................................................. 18 3.3.1. Fibras naturales vegetales ................................................................... 19 3.3.2. Origen de las fibras naturales .............................................................. 20 3.4. CONCRETO HIDRÁULICO ........................................................................ 24 3.4.1. Clasificación del concreto por su función ............................................. 24 3.4.2. Clasificación de acuerdo con su forma de elaboración ........................ 25 4. MATERIAS PRIMAS ......................................................................................... 26 4.1. La Palma de Coco ...................................................................................... 26 4.1.1. Historia ................................................................................................. 27 4.1.2. Fruto ..................................................................................................... 27 4.2. Cemento Portland ....................................................................................... 30 4.2.1. Clasificación ......................................................................................... 31 4.2.2. Composición del cemento .................................................................... 33 4.3. Agregados .................................................................................................. 35 4.3.1. Agregado Fino ...................................................................................... 35 4.3.2. Agregado Grueso ................................................................................. 35 4.3.3. Fragmentos de Roca ............................................................................ 36 4.3.4. Agregado Ligero ................................................................................... 36 4.4. Agua ........................................................................................................... 36 5. PRUEBAS ......................................................................................................... 37 5.1. DISEÑO DE MEZCLAS POR EL MÉTODO DE VOLÚMENES ABSOLUTOS ........................................................................................................................... 37 5.2. MÉTODO DE CURADO DEL CONCRETO ................................................ 41 5.3. ENSAYE DE PROBETAS DE CONCRETO PARA DETERMINAR LA RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN ................................................................. 42 5.3.1. PREPARACION DE LOS ESPECÍMENES .......................................... 44 5.3.2. PROCEDIMIENTO DE PRUEBA ......................................................... 44 5.3.3. CÁLCULOS: ......................................................................................... 46 5.3.4. INFORME DE LA PRUEBA .................................................................. 46 6. MARCO METODOLÓGICO .............................................................................. 48 6.1. DESARROLLO EXPERIMENTAL ............................................................... 48 6.2. Obtención de la fibra de coco ..................................................................... 48 6.2.1. Desintegración de la fibra ..................................................................... 48 6.2.2. Elección de la longitud de la fibra ......................................................... 49 6.3. DISEÑO DE MEZCLAS POR EL MÉTODO DE VOLÚMENES ABSOLUTOS ........................................................................................................................... 50 6.4. PROCESO DE FABRICACIÓN DEL CONCRETO ..................................... 53 6.5. MÉTODO DE CURADO DEL CONCRETO ................................................ 57 6.6. ENSAYE PARA DETERMINAR LA RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN .. 58 6.6.1. CÁLCULOS .......................................................................................... 63 7. RESULTADOS .................................................................................................. 68 8. CONCLUSIÓN .................................................................................................. 72 9. BIBLIOGRAFÍA ................................................................................................. 73 10. ANEXOS ......................................................................................................... 74 la preparación del concreto y el método de curado el cual debe estar sometido el concreto antes de realizar la prueba de resistencia a la compresión. una vez extraída. INTRODUCCIÓN Las fibras naturales se han usado como una forma de refuerzo desde mucho tiempo antes de la llegada de la armadura convencional de concreto. se cortaron estos filamentos dejándolos con una longitud de 10 mm aproximadamente. se usó una forma manual para poder extraer los filamentos de la cáscara. ya que se hará una comparación del concreto simple y el concreto reforzado con fibra natural ”estopa de coco”. Muchos materiales de refuerzo natural se pueden obtener con bajos niveles de costos y energía. llegando a la conclusión de que el concreto reforzado con estopa de coco era el que tenía una alta resistencia a la compresión. complementada con otras pruebas como el diseño de mezclas. y dar comparación de los dos casos. empleando la prueba de resistencia a la compresión que rige la norma oficial NMX-C-083-2002. Los ladrillos de barro reforzados con paja y morteros reforzados con crin de caballo son unos pocos ejemplos de cómo las fibras naturales se usaron como una forma de refuerzo. La metodología empleada en este trabajo es de tipo correlacional-experimental. Con los datos obtenidos de la prueba de resistencia a la compresión. Para la preparación de la fibra. Página | 6 . sirvieron para graficar. la preparación de la fibra. para conocer cuál de los dos casos resiste más a cargas.1. 1. docente de la Facultad de Ingeniería. Además. grupo que ha desarrollado procesos para su aplicación como material de fibro – refuerzo en la fabricación de tejas. cuyos resultados han sido presentados en diversos congresos y simposios internacionales. De igual manera. La ventaja de esta iniciativa es que se aprovecha recursos renovables.2. 2006). Un estudio denominado “Diseño y Obtención de Concretos Fibroreforzados” a cargo del M. investigadores a nivel mundial han enfatizado el uso de fibras naturales como material de refuerzo en estructuras compuestas. durante varios años y con el financiamiento de Colciencias y el Fondo de Fomento Agropecuario del Ministerio de Agricultura. la investigación arrojó resultados positivos que indican el mejoramiento de las propiedades del concreto. para ser usado en diferentes elementos estructurales. ANTECEDENTES DEL PROBLEMA Investigaciones con fibras vegetales dentro de matrices cementicias han sido realizadas en Colombia por el Grupo de Investigación sobre el Fique. pues estos materiales la hacen más Página | 7 . Héctor Pérez Loayza. Al adicionar una fibra natural se potencia el desempeño del concreto ante una carga y una fisuración controlada. del Departamento de Materiales de Ingeniería de la Universidad del Valle. menos costosos y que requieren menor energía. EL PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN 2. en Ing. (Salcedo. quien señaló que la tecnología que incluye el uso de fibra vegetal en el concreto se desarrolló con la finalidad de mejorar las propiedades del mismo. pues se genera una resistencia residual para que la estructura no colapse súbitamente. Se produjeron elementos compuestos de cemento portland y fibras naturales no procesadas.elástica y de mayor soporte al fracturamiento total. se llevó a cabo una evaluación sistemática de las propiedades de ingeniería de las fibras naturales. sisal. 2002). y de los compuestos hechos de estas fibras con el cemento. también se reportaron algunas deficiencias respecto a su capacidad de refuerzo a largo tiempo. A finales de los años sesenta. se hicieron investigaciones sobre las propiedades de ingeniería de las fibras naturales y de los concretos producidos con ellas. (Steven H. Aunque los resultados fueron alentadores ya que se encontró que mejoraban la resistencia a flexión y al impacto del concreto. madera y fibras vegetales. 2015) Las fibras naturales están disponibles en razonablemente grandes cantidades en muchos países y representan una fuente renovable continua. tales como fibras de coco. Página | 8 . A final de los años 60. (Universidad Nacional de Cajamarca. bambú. Muchas de estas fibras son altamente susceptibles. El resultado fue que se pueden usar estas fibras con éxito para la producción de planchas finas para muros y techos. (Alvarado. yute. tienen algunos problemas de durabilidad. 2004). A pesar de que los concretos producidos con fibras naturales presentan propiedades mecánicas buenas. Kosmatka. Estas deficiencias al parecer son resultado del deterioro que sufre la fibra debido a la reacción con la pasta alcalina de cemento y al aumento del volumen de las fibras en presencia de la humedad. el concreto tiene una alta resistencia a la compresión y una muy baja resistencia a la tensión.2. Las fibras se adicionan al concreto normalmente en bajos volúmenes (frecuentemente menos del 1%) y han mostrado eficiencia en el control de la fisuración por contracción (retracción). pero para ello el coco tiene que pasar por un proceso de deshebrado y así obtener los filamentos (fibras delgadas). En general. que cumplan con los requerimientos de diseño de la estructura. pero. las fibras no alteran considerablemente la contracción libre del concreto. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA La resistencia a la compresión de las mezclas de concreto se puede diseñar de tal manera que tengan una amplia variedad de propiedades mecánicas y de durabilidad. usando la mano de obra y su disponibilidad en la región. Uno de los materiales de refuerzo que puede ser empleado en el concreto es la fibra del coco (estopa de coco). Página | 9 . Muchos materiales de refuerzo natural se pueden obtener con bajos niveles de costos y energía. Al igual que la mayoría de los materiales pétreos. pueden aumentar la resistencia al agrietamiento (fisuración) y disminuir la abertura de las fisuras.2. si son empleadas en cantidades adecuadas. 3.2. 1. Prensa Página | 10 . 2. DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA De acuerdo con la amplia variedad de fibras naturales que pueden ser empleadas como materiales de refuerzo en el concreto. Fig. Fibra extraída del coco Fig. para determinar si al añadir fibra natural el concreto alcanzará mayor resistencia a la compresión. la cual consiste en aplicar cargas a los especímenes cilíndricos de concreto. en este trabajo se pretende realizar un análisis comparativo del concreto hidráulico y el concreto reforzado con fibra natural (estopa de coco). esto se comprobará mediante la prueba de resistencia a la compresión del concreto conforme a la norma Mexicana NMX-C-083-ONNCE-2002. Laboratorio del área de Ing. 3. Fig.4. Civil Página | 11 . DELIMITACIÓN DEL PROBLEMA En esta investigación solo se experimentará el comportamiento del concreto reforzado con fibra natural y el concreto hidráulico simple (sin refuerzo) para ello se utilizará la fibra extraída del coco llamada “estopa de coco”.2. la prueba para obtener la resistencia a la compresión de los dos casos se realizarán en el Laboratorio del área de Ingeniería Civil del Instituto Tecnológico superior de la Montaña. 2. OBJETIVOS OBJETIVO GENERAL Comprobar y comparar si con adicionar fibra natural (estopa de coco) al concreto. Comparar mediante la prueba de resistencia a la compresión. si el concreto reforzado con fibra natural (estopa de coco) alcanza mayor resistencia.5. Página | 12 . OBJETIVOS ESPECÍFICOS Realizar especímenes de concreto hidráulico y concreto reforzado con fibra natural (estopa de coco). Estimar la relación costo-beneficio del concreto reforzado con fibra natural (estopa de coco). éste puede alcanzar una mayor resistencia a la compresión que un concreto hidráulico simple. y éste puede emplearse como un tipo de material estructural. Página | 13 . HIPÓTESIS El concreto reforzado con fibra natural (estopa de coco). alcanzará mayor resistencia a la compresión que el concreto hidráulico.2.6. ir construyendo día a día una educación en los seres humanos a utilizar materiales alternativos y así evitar destruir nuestros ecosistemas. debido a las ventajas que en conjunto presentan las fibras naturales.99 toneladas. Página | 14 .2. el Estado de Guerrero ocupó el noveno lugar nacional como productor de coco (fruta) con una superficie de 3. así como también para el desarrollo de nuevos materiales para la construcción.7. y desde hace tiempo ya han sido empleadas en la construcción de elementos estructurales como lo hemos visto en algunos lugares donde existen casas de adobe. Las fibras naturales poseen una alta resistencia a la compresión.00 hectáreas sembradas que permitieron la producción y la comercialización de 1. en donde el zacate le proporciona a la estructura una mayor resistencia. ya que es fundamental crear una conciencia ecológica. JUSTIFICACIÓN En 2010. su valor es limitado y su uso está sustentado por la tendencia actual al reemplazo de las fibras artificiales (hechas por el hombre) por las naturales. Las fibras provenientes del coco (estopa de coco) pueden ser aprovechadas.01.301. ya que se encuentra disponible. la arena manufacturada. Grava natural. cagafierro. ceniza volante sinterizada o escoria industrial.1.).5 mm (3⁄8 y 11⁄2 pulg. Agregado de baja densidad usado para producir concreto ligero. GLOSARIO DE TÉRMINOS Agregado.3.75 mm (No. diatomita. Material mineral granular. Página | 15 .5 mm (3⁄8 pulg. Mezcla de arena. frecuentemente mayor que 5 mm (0. Cemento portland. Agregado que pasa por el tamiz 9. 200). la piedra triturada.). vermiculita o escoria. pizarra. Agregado ligero (liviano). ASTM Sociedad Americana para Ensayos y Materiales (American Society for Testing and Materials). pasa casi totalmente por el tamiz de 4. la grava.5 mm y 37. roca triturada u otros agregados. tal como la arena natural. esquisto. Agregado fino. la vermiculita y la perlita. MARCO TEÓRICO 3. piedra triturada o escoria de alto horno de hierro. Cemento hidráulico. Concreto. unidos por medio de una pasta de cemento y agua con consistencia de piedra. Cemento hidráulico de silicato de calcio que se produce por la pulverización del clínker de cemento portland y normalmente también contiene sulfato de calcio y otros compuestos. grava.2 pulg. Puede ser arcilla expandida o sinterizada. Cemento que se fragua y se endurece por la reacción química con el agua y es capaz de endurecerse incluso bajo el agua. tufa. perlita.4) y se retiene predominantemente en el tamiz de 75 mm (no. piedra pómez (pumita) natural. Agregado grueso.) y cuyo tamaño normalmente varía entre 9. la escoria granulada de alto horno enfriada al aire. Concreto endurecido. Proceso.) y fabricado con de acero. Fibras. a través del cual se mantienen el concreto. Concreto que contiene fibras orientadas aleatoriamente en 2 o 3 dimensiones por toda la matriz del concreto.05 a 4 mm (0. mortero. grout o revoque frescos. Compresión: proceso físico o mecánico que consiste en someter a un cuerpo a la acción de dos fuerzas opuestas para que disminuya su volumen Concreto simple. grout o revoque. en la condición húmeda y a una temperatura favorable.5 a 6 pulg. Concreto recién mezclado y aún plástico y trabajable. Fraguado. Concreto reforzado con fibras.C. Concreto sin ningún refuerzo. Concreto en el estado sólido que haya desarrollado una cierta resistencia. Grado en el cual el concreto fresco perdió su plasticidad y se endurece. Proceso de medición.Clínker (clínquer). Producto final del horno de cemento portland. material cementante bruto antes de la molienda. de los ingredientes y su introducción en la mezcladora para una cantidad de concreto. Hilo o material en forma de hilo con un diámetro que varía de 0. mortero. por el periodo de tiempo de sus primeras etapas.002 a 0. Curado. a fin de que se desarrollen las propiedades deseadas del material. por peso o por volumen.16 pulg. Concreto fresco. carbono o material natural. vidrio. Dosificación.) y con longitud entre 10 y 150 mm (0. material sintético (plástico). El curado garantiza la hidratación y el endurecimiento satisfactorios de los materiales cementantes. Página | 16 . IMCYC Instituto Mexicano del Cemento y del Concreto A. mortero o grout puede resistir cuando es cargada axialmente en compresión en una máquina de ensayo a una velocidad especificada. Página | 17 .NOM (Norma Oficial Mexicana): es una serie de normas cuyo objetivo es regular y asegurar valores. producción o servicio de los bienes de consumo entre personas morales y/o personas físicas.2 o psi). cantidades y características mínimas o máximas en el diseño. Resistencia: capacidad para resistir esfuerzos y fuerzas aplicadas sin romperse. certificación y verificación. adquirir deformaciones permanentes o deteriorarse de algún modo. Resistencia a compresión. dedicada al desarrollo de actividades de normalización. tal como megapascal (MPa) o libras por pulgada cuadrada (lb/pulg. Normalmente se expresa en fuerza por unidad de área de sección transversal. ONNCCE (Organismo Nacional de Normalización y Certificación de la Construcción y Edificación): es una Sociedad Civil. reconocida a nivel nacional. Resistencia máxima que una probeta de concreto. ANTECEDENTES DE LAS FIBRAS En muchas civilizaciones de la antigüedad. plásticos y cemento incorporan fibras para mejorar sus propiedades físicas y mecánicas. los tipos básicos son las de acero. La manufactura de fibras de acero. vidrio y plásticas requiere una considerable inversión económica lo que es difícil para los países pobres y en desarrollo. Otro grupo de fibras estudiadas para su posible aplicación. las fibras se usaron para reforzar materiales. a la abrasión y la tenacidad. CLASIFICACIÓN DE LAS FIBRAS Las fibras son estructuras unidimensionales. vidrio y las derivadas de hidrocarburos (plásticas). Existen en la industria varios tipos de fibras que se comercializan mundialmente.3. su producción genera un alto consumo de energía. largas y delgadas. tales como la resistencia a la tensión. la paja se usaba como refuerzo en los adobes de arcilla para controlar la tensión por el secado y reducir el agrietamiento. son las fibras naturales de origen vegetal. además.2. En la actualidad. al agrietamiento. Por ejemplo.3. los materiales compuestos a base de matrices de cerámicos. pueden ser clasificadas de acuerdo a su origen Página | 18 . a la compresión. Su principal ventaja es la amplia disponibilidad sobre todo en los países pobres y en desarrollo. Este grupo de fibras naturales vegetales tiene un bajo costo de producción en comparación con los otros tipos de fibras. 3. Se doblan con facilidad y su propósito principal es la creación de tejidos. al impacto. Los países desarrollados utilizan estos procesos químicos o mecánicos para su aplicación industrial. las fibras naturales pueden ser procesadas química o mecánicamente para mejorar sus propiedades. Fibras naturales vegetales Históricamente. es hasta años recientes que los científicos se han dedicado a estudiar el uso de este tipo de fibras como retuerzo en el concreto.1. las fibras naturales vegetales o simplemente fibras naturales eran usadas empíricamente para reforzar varios materiales de construcción.Fibras Naturales Vegetal Animal Minerales Hechas por el hombre Asbesto Acero Vidrio Plásticas Fig. Las fibras naturales se pueden obtener a un bajo costo usando la mano de obra disponible en la localidad y las técnicas adecuadas para su obtención. estas fibras son generalmente de celulosa derivada de la madera.3. Sin embargo. desafortunadamente su alto costo impide que sean Página | 19 . 4. estas fibras son llamadas generalmente fibras naturales no procesadas. Clasificación de las fibras según su origen 3. o bien para la producción de material textil. Sin embargo. 1) Provenientes del tallo • Yute (Corchorus capsularás) • Lino (Linum usitaatissimum) • Bambú (Bambusa vulgaris) • Caña De Azúcar (Saccharum offeinarum) • Hierba De China (Ramie) • Sunn (Crotalaria Júncea) • Kenaf (Hibiscus cannabinus) 2) Provenientes de la hoja • Sisal (Agave sisalana) • Henequén (Agave fourcroydes) • Yucca (Liliaceae) • Pasto Del Elefante (Pennisetum purpureum) • Plátano (Musa sapientum) • Piassava (Altaica funifera) Página | 20 .3. Origen de las fibras naturales Las fibras naturales pueden provenir principalmente del tallo y de las hojas de las plantas.usados en los países pobres y en desarrollo. a tales fibras se les conoce como fibras naturales procesadas. Sin embargo. 3.2. sólo algunas de estas fibras tienen un verdadero potencial para ser consideradas como refuerzo en el concreto. también puede obtenerse fibras de la cáscara superficial de algunas frutas. con esta fibra se producen productos como tableros compactos para aplicaciones arquitectónicas. la cual tiene un gran contenido de fibras. celulosa. del mismo modo la mayoría de las otras sustancias se descomponen. se obtienen generalmente de árboles de madera blanda y latifoleaeda tal como el pino. 5. Fig. Las fibras pueden ser también extraídas por medios mecánicos. pectina además de otras sustancias solubles en agua. La cáscara del coco consiste de una capa dura que contiene a las fibras.35 m de longitud y están compuestas principalmente de lignina. Las fibras son usualmente extraídas disolviendo los taninos y pectinas en el agua. La fruta está cubierta por una capa superficial. Fibra de la estopa de coco (González & Quintero 2006) 4) Celulosa proveniente de la madera Este tipo de fibra natural es la más utilizada en el mundo industrializado. taninos. éstas son normalmente de 0.3) Provenientes de la cáscara La principal fibra utilizada como refuerzo y que proviene de la superficie exterior de una fruta es la fibra del coco. Página | 21 .15 a 0. Las fibras de celulosa son fuertes y durables. Además de la fibra. las cuales quedan embebidas en matrices de resinas plásticas o en mezclas de concreto muy secas compactadas con presión. Página | 22 .Las virutas de madera son saturadas en agua con sulfato de sodio y desfibradas mecánicamente. la madera se puede utilizar como virutas o como pequeñas partículas. Tabla 1. Propiedades de los tipos de fibras Página | 23 . Página | 24 . agregados pétreos.1. Concreto hidráulico clase 2 Es el concreto cuya masa volumétrica.1. 3. está comprendida entre mil ochocientos (1. está comprendida entre dos mil doscientos (2.4.4. agua y en ocasiones aditivos.1. tendrá una resistencia a la compresión ( f’c) igual a veinticuatro coma cinco (24. Al alcanzar su fraguado final.200) y dos mil cuatrocientos (2 400) kilogramos por metro cúbico. Concreto hidráulico clase 1 Es el concreto cuya masa volumétrica. en estado fresco.2. Concreto hidráulico El concreto hidráulico es una combinación de cemento Portland.1.5) megapascales (250 kg/cm²).4. 3. tendrá una resistencia a la compresión (f’c) menor de veinticuatro coma cinco (24. Clasificación del concreto por su función 3. Al llegar a su fraguado final.800) y dos mil doscientos (2 200) kilogramos por metro cúbico.4.3.5) megapascales (250 kg/cm²) o mayor. para formar una mezcla moldeable que al fraguar forma un elemento rígido y resistente. en estado fresco. 3.3.4. Si la planta sólo dosifica. con capacidad promedio de seis (6) metros cúbicos. durante el trayecto de la planta a la obra.2. La dosificación siempre se hace en masa. Clasificación de acuerdo con su forma de elaboración 3. donde el proporcionamiento se hace por masa. ésta introduce los materiales a un equipo revolvedor mecánico automotor. o bien con equipos mayores como plantas dosificadoras.4. por lo general no ubicada dentro de la obra. realiza el mezclado.2.4. Concreto hidráulico hecho en obra Se fabrica en la obra mediante un equipo mecánico ligero denominado revolvedora. Concreto premezclado Se dosifica o premezcla en una planta. y posteriormente se le transporta en camiones mezcladores o de volteo al sitio requerido.1.2.2. dosificando generalmente sus componentes en volumen. Página | 25 . el cual. palma de coco. Fig.1. Palma de coco El cocotero (Cocos nucífera L.. MATERIAS PRIMAS 4. es tal vez uno de los árboles de los Trópicos mejor reconocidos y uno de los más importantes en México hablando en términos de nuestra cultura y costumbres.4. Orden: Palmales Página | 26 . La Palma de Coco Cocos nucifera L. de igual manera dentro del ámbito económico. 6.) se clasifica botánicamente como: Clase: Monocotyledoneae. conocida comúnmente como coco. Apreciado por sus múltiples usos. Michoacán. con una corteza parda o gris ligeramente rajada. 4. La del Golfo y Caribe. a menudo ensanchado e inclinado en la base. ya sea curvo o recto.2. en las costas de Guerrero. Oaxaca. Es una palma que ha prosperado en las regiones tropicales y subtropicales de las costas. El cocotero. Campeche. Jalisco. “el árbol de la abundancia”. “árbol de los cien usos”. posee un tronco delgado. una palma alta y erecta. los estados productores de coco son Campeche. etc. Colima. 4. Sinaloa. Oaxaca. En México. Fruto Página | 27 . Michoacán.1. Yucatán y quintana roo. La del Pacífico. Familia: Palmacea Subfamilia: Cocowsideae Género: Cocos Especie: nucífera. de modo que hoy su presencia puede dividirse en dos regiones: 1. Veracruz. Guerrero.1. Colima. en las costas de Tabasco. Historia El manejo comercial del cultivo del cocotero en nuestro país tiene más de cien años. el cocotero ha recibido numerosos nombres entre los que se encuentran: “árbol de la vida”. “árbol del cielo”. Quintana Roo y Yucatán. Tabasco.1. jalisco y Chiapas. 2. Sinaloa. usualmente de 10 a 20 m de altura. Nayarit. formado por una epidermis lisa. Fruto Página | 28 ..50 a 1. El embrión se encuentra próximo a dos orificios del endocarpio. Más al interior se encuentra el endocarpio pétreo que es una capa fina y dura de color marrón llamada hueso o concha. también conocido como agua de coco. el endocarpio tiene tres ojos basales. la forma y el grosos del fruto cambian cuando el fruto está maduro. envuelto por el albúmen sólido.El fruto es una drupa. envuelto por él se encuentra el albúmen sólido o copra que forma una cavidad grande donde se aloja el albúmen líquido. Según la variedad. 7. el color. verde.50 kg. su color puede ser amarillo. La forma pude ser redonda. El diámetro varía de 10 a 40 cm. El peso del fruto pude variar de 0. castaño. Composición del fruto: Mesocarpio 35% (incluyendo pericarpio) Endocarpio 12% Endospermo 28% Agua 25% Fig. Ovoide-globoso u ovoide triangular. un mesocarpio fibroso (también conocido como estopa) del cual se extrae fibra. vasos anulares en espiral. El procesamiento de la estopa produce el polvo de estopa. brochas. bolsas. productos artesanales y en algunos países se usa para la confección de asientos de carros.1. Color: la cáscara externa es amarilla o anaranjada y la pulpa es la parte comestible y de color blanco.2. Las fibras más largas se utilizan para hacer cepillos y escobas. en la manufactura de tableros de partículas y como material aislante. La estopa del coco (las fibras del mesocarpio) se usa para hacer colchones.5 kilogramos.1. pared delgada.4. con pelos fuertemente adheridos a la nuez. un líquido azucarado que se encuentra en una cantidad aproximada de 300 mililitros. encerrada en el interior. presenta una cáscara externa. Características Forma: redondeada. correosa o fibrosa. Le sigue una capa intermedia y fina y otra más dura que dispone de tres orificios próximos entre sí. el cual se usa en muchas regiones como material de empaque. extremos redondos. bajo porcentaje de celulosa y pentosanos y un elevado porcentaje de cenizas. Presenta un alto contenido de lignina. La fibra de coco se puede definir de forma cilíndrica. Tamaño y peso: es una drupa cubierta de fibras de 20-30 centímetros y puede llegar a pesar hasta 2. con una disposición triangular y situados en el ápice. cuerdas. de 4 ó 5 centímetros de espesor. tiene pequeños vasos sementados y largos. alfombras. Página | 29 . Uno de dichos orificios es vulnerable a la presión. Sabor: intenso y muy agradable. lugar por donde puede derramarse el agua de coco antes de romper la cáscara y es donde se encuentra la semilla. La pulpa contiene en su cavidad central el agua de coco. 04%. grado que a su vez está regido por las características intrínsecas de la fibra. siempre y cuando las fibras y la matriz se conserven totalmente adheridas. con un módulo de rigidez de 1.2. con la piedra de Portland.La fibra de estopa de coco. 4. una caliza obtenida de una cantera en Dorset. también llamada fibra bonote. La fibra de bonote tiene una capacidad de estiramiento de 29. se puede clasificar en 3 tipos principales: 1. que se conoce con el nombre de fibra de cerda. grava. tiene la propiedad de fraguar y endurecer. Este cemento empezó a ser desarrollado por Joseph Aspin. 2. asbesto u otros materiales similares. Es un material inorgánico finamente pulverizado. en virtud de reacciones químicas durante la hidratación y Página | 30 . adherencia adecuada con la pasta de cemento. comúnmente conocido como cemento. incluso bajo el agua.8924 dinas/cm2. Una más larga y fina que se conoce con el nombre de fibra de esteras o hilo. en color y calidad. 3. capacidad de resistir deformaciones muy superiores a la deformación en que la matriz se agrieta. módulo de elasticidad alto para aumentar el esfuerzo que soporten en un elemento bajo carga. relación de Poisson menor que la de la matriz para aumentar fricción de adherencia. ya sea solo o mezclado con arena. en 1824. Una más tosca. como: resistencia a la tensión más resistente que la matriz. Una fibra más corta. que al agregarle agua. y relación longitud / diámetro adecuada para que conserve su capacidad de absorción de esfuerzos. Cemento Portland El cemento Portland debe su nombre a la semejanza. Inglaterra. La capacidad de refuerzo de una fibra depende del grado en que los esfuerzos pueden serle transferidos desde la matriz. conocida con el nombre de fibra para colchones. Clasificación 4. los cementos Pórtland se clasifican como: Tipo CPO (cemento Portland ordinario) El producido mediante la molienda del Clinker Portland y sulfato de calcio. Cuando el proyecto no establezca el tipo de cemento Pórtland por usar en cada caso. se entenderá que se trata de cemento Tipo CPO.1. previamente sometida a cocción.2. que se denomina Clinker Portland.1. además se le pueden incorporar otros materiales como: Puzolanas Escoria granulada de alto horno Humo de sílice Caliza 4.2. Se obtiene mediante un proceso industrial.que. para regular el tiempo de fraguado.1. al cual se le adiciona sulfato de calcio como anhidrita (CaSO4). Según las propiedades que se requieran o para auxiliar la molienda. una vez endurecido. conserva su resistencia y estabilidad. (NMX-C-414ONNCCE-2004) El cemento Portland es un conglomerante hidráulico que al ser hidratado se solidifica y endurece. yeso (CaSO4-2H2O) o hemihidrato (CaSO4-½H2O). Página | 31 . pulverizando a un grado de finura determinado una mezcla fría de arcilla y materiales calcáreos. Según su composición Según los materiales que los componen. Tabla 2. puzolanas. humo de sílice y sulfato de calcio. Tipo CPEG (Cemento Portland con Escoria Granulada de alto horno) El producido mediante la molienda conjunta del Clinker Portland. Tipo CPC (Cemento Portland compuesto) El que se obtiene de la molienda conjunta del Clinker Portland. sulfato de calcio y mayoritariamente escoria granulada de alto horno. puzolanas y sulfato de calcio. En este tipo de cemento la caliza puede ser el único componente adicional al Clinker Portland con el sulfato de calcio. escoria granulada de alto horno y sulfato de calcio. Tipo CPP (Cemento Portland Puzolánico) El que resulta de la molienda conjunta del Clinker Portland. Clasificación general del Cemento Portland Tipo Denominación CPO Cemento Portland Ordinario Clase Características resistente especiales 20 RS 30 Resistente a los CPP Cemento Portland Puzolánico 30 R Sulfatos CPEG Cemento Portland con Escoria Granulada de 40 BRA Página | 32 . Tipo CEG (Cemento con Escoria Granulada de alto horno) El producido mediante la molienda conjunta del Clinker Portland. Tipo CPS (Cemento Portland con Humo de Sílice) El que resulta de la molienda conjunta del Clinker Portland. escoria de alto horno. caliza y sulfato de calcio. 94 6 .2. Composición de los cementos Portland Cemento Portland Clinker Componentes principales Portland Escoria + Tipo Denominación sulfato Puzolanas de Granulada de alto horno calcio Componentes Humo de Caliza minoritarios sílice Cemento CPO Portland 95-100 -- -- -- -- 0-5 50 .99 -- -- 1 – 10 -- 0-5 Ordinario Cemento CPP Portland Puzolánico Cemento Portland con CPEG Escoria Granulada de alto horno Cemento CPC Portland Compuesto CPS Cemento Página | 33 .10 6 . Composición del cemento Tabla 3.94 -- 6 .35 6 .35 1 .35 0-5 90 .60 -- -- 0-5 50 .50 -- -- -- 0-5 40 .2.alto Horno 40 R Baja Reactividad Álcali agregado CPC Cemento Portland Compuesto CPS Cemento Portland con Humo de Sílice BCH Bajo Calor de Hidratación CEG Cemento con Escoria Granulada de Alto B horno Blanco 4.94 6 . excepto cuando se trate de caliza. la que puede ser el único componente principal. CPO 40R y CPC 40R TIPO III Cualquier cemento que cumpla con la característica especial BCH TIPO IV Página | 34 . En cualquier tipo de cemento Portland el contenido máximo de trióxido de azufre (SO3) será tal que no cauce una expansión mayor de cero coma cero dos (0. El contenido de carbonato de calcio (CaCO3) en la caliza que se utilice como componente principal del cemento Portland compuesto (CPC). Comparativa del cemento por su desempeño con otras normas NMX-C-414-ONNCCE NMX-C-001 (CANCELADA) NORMA ASTM C-150 CPO 30.02) por ciento a los catorce (14) días de inmersión en agua. Los componentes minoritarios pueden ser uno o más de los componentes principales. artificiales y cenizas volantes. El cemento Portland compuesto contendrá dos componentes principales como mínimo. salvo que estén incluidos ya como tales en el cemento.80 -- -- 0-5 Granulada de alto horno Las puzolanas pueden ser naturales. CPO 30R y CPC 30 R TIPO I Cualquier cemento que cumpla con la característica especial BCH y RS TIPO II CPO 40. será como mínimo de setenta y cinco (75) por ciento en masa.39 -- 61 . determinado mediante cualquier método de análisis convencional.Portland con Humo de Sílice Cemento Portland con CEG Escoria 20 . Tabla 4. o materiales producidos por expansión. BAJO ÁLCALI TODOS LOS TIPOS 4. Agregado Fino Es arena natural seleccionada u obtenida mediante trituración y cribado. para formar concreto hidráulico. escorias de altos hornos enfriadas en aire o una combinación de dichos Página | 35 .Cualquier cemento que cumpla con la característica especial RS TIPO V CPO o CPC que cumpla con la característica especial B BLANCO Cualquier cemento que cumpla con la característica especial BRA ESPECIAL. trituración o lavado. que se mezclan con cemento Portland y agua.2. cribado. Los agregados para concreto hidráulico se clasifican en: 4. Agregado Grueso Puede ser grava natural seleccionada u obtenida mediante trituración y cribado.3. calcinación o fusión excipiente. 4.1. Agregados Los agregados son materiales pétreos naturales seleccionados. materiales sujetos a tratamientos de disgregación.3. pudiendo contener finos de menor tamaño. con partículas de tamaño comprendido entre setenta y cinco (75) micrómetros (malla N°200) y cuatro coma setenta y cinco (4.3.75) milímetros (malla N°4). Fragmentos de Roca Son los agregados con tamaño mayor de setenta y cinco (75) milímetros (3”) y una masa máxima de treinta (30) kilogramos. Puede ser agua potable. o bien. diatomitas. 4. preparados por expansión.3.3. 4. pudiendo contener fragmentos de roca y arena. lutitas y pizarras. generalmente comprendido entre diecinueve (19) milímetros (¾”) y setenta y cinco (75) milímetros (3”). constituidos predominantemente por materiales inorgánicos de estructura celular. perlitas. aquella que por sus características químicas y físicas es útil para el consumo humano. Página | 36 .4. tezontles. calcinación o fusión incipiente de productos tales como escorias de altos hornos.3. Agregado Ligero Son los agregados finos o gruesos que. escorias y tobas. se utilizan en la fabricación de concreto estructural ligero. mediante otros tratamientos de materiales naturales tales como piedra pómez. cenizas volantes. arcillas comunes. de baja masa volumétrica y resistencia limitada a la compresión. con partículas de tamaño máximo.materiales.4. que se utilizan comúnmente para fabricar concreto ciclópeo. como los boleos y la piedra braza. es decir. 4. entre otros. Agua El agua es el componente que se utiliza para generar las reacciones químicas en los cementantes del concreto hidráulico o del mortero de cemento Pórtland. por su baja densidad. tienen menos huecos que los tamaños más pequeños. 14. DISEÑO DE MEZCLAS POR EL MÉTODO DE VOLÚMENES ABSOLUTOS Primer paso: Elección del revenimiento El revenimiento estará en función del tipo de elemento.1. Cuando no se especifica el revenimiento. los concretos con agregados de tamaños mayores requieren menos mortero por volumen unitario de concreto.5 cm cuando los métodos de compactación no sean mediante vibrado. y se debe manejar el valor mínimo posible que sea práctico para su colocación. Los agregados bien graduados de tamaños más grandes. Se puede aumentar en 2. Página | 37 . se podrá seleccionar un valor apropiado para la obra.5. de acuerdo a los que aparecen en la siguiente Tabla No. PRUEBAS 5. *El revenimiento se puede incrementar cuando se emplean aditivos químicos. se debe tener en cuenta que el concreto tratado con aditivo tiene una relación agua-cemento o agua-materiales cementantes igual o menor sin que potencialmente tenga segregación o sangrado excesivo . Por esto. Segundo paso: Elección del tamaño máximo nominal del agregado. que permita el elemento a construir.Se tendrá que utilizar el T.N. para elegirlo se considerará alguno de los siguientes puntos. 1/3 del peralte de las losas. de la forma de la partícula y granulometría de los agregados. así como de la cantidad de aire incluido. Página | 38 . 15.A. y el uso de aditivos químicos. ¾ del espaciamiento libre entre las varillas de refuerzo. La cantidad de agua por volumen unitario de concreto que se requiere para producir determinado revenimiento.M. (mayor). la temperatura del concreto. Tercer paso: Cálculo del agua de mezclado y el contenido de aire. Tabla No. sin que en ningún momento exceda: 1/5 de la dimensión más pequeña del elemento de concreto. se utilizará la menor cantidad posible de agua. depende del tamaño máximo. aun cuando los requerimientos de resistencia puedan cumplirse con valores mayores. Para condiciones de exposición severas la relación A/C se debe mantener baja.Cuarto paso: selección de la relación agua/cemento o agua/materiales cementantes La relación agua/cemento requerida se determina no sólo por los requisitos de resistencia. sino también por otros factores como durabilidad. Cuando no se especifica esta relación se toma el valor de la siguiente tabla: Quinto paso: Cálculo del contenido de cemento Página | 39 . se pueden incrementar en un 10% aproximadamente. como los requeridos en la construcción de pavimentos de concreto. se han estimado todos los componentes del concreto. Para concretos menos trabajables. cuya cantidad se determina por diferencia. agua. el volumen total desplazado por los componentes conocidos. Séptimo paso: Estimación del agregado fino.Estos volúmenes se han seleccionado a partir de relaciones empíricas para producir concreto con un grado de trabajabilidad adecuado a la construcción reforzada común. cemento y agregado grueso. En este caso. aire. Página | 40 . El volumen ocupado por cualquier componente es igual a su peso dividido entre la densidad de ese material. excepto el agregado fino. Al término del sexto paso. se resta del volumen unitario de concreto para obtener el volumen requerido de agregado fino. La norma NMX-C-403-ONNCCE-2004 “Concreto hidráulico para uso estructural” en su Apéndice Informativo. movimientos bruscos. establece que el curado de los especímenes debe iniciarse tan pronto como sea posible. se puede considerar que el curado ha sido satisfactorio si se ha conservado a los concretos permanentemente húmedos por lo menos 7 días. Se debe evitar vibraciones.5. golpes o inclinaciones. en un depósito de agua. 8. Los especímenes permanecerán dentro del tanque de curado hasta que llegue el momento de ser transportados al lugar donde se van a ensayar para su caracterización en estado endurecido. MÉTODO DE CURADO DEL CONCRETO Se almacenan los especímenes de concreto durante 24 hrs.2. Siempre que la temperatura ambiente sea superior a 10º C. Tanque de curado Página | 41 . Fig. Para determinar la resistencia a la compresión se realizan pruebas sobre especímenes de concreto en cilindros que miden 15 cm de diámetro y 30 cm de altura. Por lo general. Material y equipo: 1 vernier 1 franela 1 juego de pesas 1 bascula de 120kg/cm 2 tapas de acero Página | 42 . Objetivo: Determinar la resistencia nominal a la compresión del concreto. se expresa en Kg /cm².3. La resistencia a la compresión que desarrolla el concreto se ve afectada por la relación agua-cemente que se utilice. en especímenes cilíndricos moldeados. inferior a 500 Kg/cm². A la edad de 28 días y se le designa con el símbolo f’c que corresponde a la resistencia de proyecto. La resistencia a la compresión de uso más general fluctúa entre los 200 y 350 Kg /cm². ENSAYE DE PROBETAS DE CONCRETO PARA DETERMINAR LA RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN La resistencia a la compresión se define como la máxima resistencia medida en un espécimen de concreto a carga axial. La resistencia del concreto a la compresión es una propiedad física fundamental. con relación altura – diámetro 2:1. Este método de prueba no es aplicable en corazones de concreto endurecido y morteros con diámetros menores de 100 mm.5. siendo empleada en los cálculos para diseño de estructuras de concreto. Los concretos de alta resistencia tienen una especificación de por lo menos 450 Kg/cm². lo cual podrá ampliarse hasta 12 000 si no se detectan desviaciones. durante el tiempo transcurrido entre el retiro del almacenamiento húmedo y el ensaye. los especímenes se ensayaran con la condición de humedad resultante del curado. La máquina debe calibrarse inicialmente antes de ser puesta en operación y posteriormente en forma interna cada 2 000 cilindros. Verificación de carga: el error permitido en la máquina de prueba para la realización de la prueba a compresión de concreto. Condiciones de humedad de los especímenes: el ensaye a compresión de los especímenes curados en húmedo debe efectuarse tan pronto como sea posible después de retirarlos de la pileta o del cuarto de curado húmedo y una vez que el material de cabeceo haya adquirido la resistencia requerida. Condiciones especiales: en el caso de especímenes sometidos a diversas condiciones de curado especial. Página | 43 . Estas máquinas deben calibrarse cada año como máximo si el número de especímenes ensayados es menor de 40 000. sin producir impactos ni perdida de carga. 1 placa de acero de 15 x 15 Máquina de prueba a la compresión Máquina de prueba: puede ser de cualquier tipo. como puede ser curado a vapor o curado ambiente a las mismas condiciones que la estructura. Si fuese mayor de 40 000 la calibración debe efectuarse cada 40 000 ensayes. los especímenes se deben conservar humados por cualquier método. debe ser como máximo de ± 3% de la carga aplicada. con capacidad suficiente y que pueda funcionar a la velocidad de aplicación de la carga. en caso contrario deben ser cabeceados de acuerdo a lo indicado en la norma NMX –C-109.99 1.DIAMETRO DE FACTOR DE CORRECION A LA ESPECIMEN RESISTENCIA 2. Cuando.75 0.5. 01.00 0. 5. PROCEDIMIENTO DE PRUEBA Colocación de especímenes: se limpian las superficies de las placas superior e inferior y las cabezas del espécimen de prueba.3. Para efecto de medir el diámetro.00 1. el resultado de la resistencia debe corregirse por esbeltez de acuerdo a la tabla siguiente: TABLA.5°. PREPARACION DE LOS ESPECÍMENES Dimensiones: el diámetro y la altura del espécimen de prueba debe determinarse con una aproximación de 1 mm. las medidas de 2 diámetros perpendiculares entre si y a una altura media del espécimen y dos alturas opuestas. se coloca este último sobre la placa inferior alineando su eje cuidadosamente con el centro de la placa de carga Página | 44 .No. la altura promedio del espécimen es menor de 1.00 1.XI.91 Cabeceo: antes del ensaye.8 veces el diámetro. la base de los especímenes o caras de aplicación de carga no se deben apartar de la perpendicular al eje en más de 0.97 1. es suficiente utilizar el compás de punta.05 mm.3.1.2.25 0.50 0.94 1. aproximadamente 3 mm en 300 mm y no se permiten irregularidades respecto de un plano que exceda de 0. FACTORES DE CORRECION POR ESBELTEZ RELACION ALTURA . TOLERANCIAS DE ACEPTACIÓN O RECHAZO DE ESPECIMENES DE CONCRETO Edad de prueba (Días) Tolerancia Permisible 14 ± 12 h 28 ± 24 h Para aquello especímenes en los cuales no se tenga una edad de prueba de las prescritas en la tabla anterior.0 kN/s (14. No. dispositivos para cumplir con los requisitos de seguridad para los operadores durante el ensaye del espécimen. para observar el tipo de falla y apariencia del concreto. mientras la placa superior se baja hacia el espécimen asegurándose que se tenga un contacto suave y uniforme. Página | 45 . Es recomendable colocar en la máquina. Se aplican cargas hasta alcanzar la máxima registrándola. 02. Cuando sea necesario se podrá llevar hasta la ruptura.8 t/min a 37. ni pérdida de carga.XI. Diagrama de fallas de cilindros sometidos a compresión: los especímenes para aceptación o rechazo de concreto deben ensayarse a la edad de 14 días en el caso de concreto de resistencia rápido o 28 días en caso de resistencia normal con las tolerancias que se indican en la tabla siguiente: TABLA. Velocidad de aplicación de carga: se debe aplicar la carga con una velocidad uniforme y continúa sin producir impacto.1 t/min).4 kN/s a 6.con asiento esférico. a un rango de 2. 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) equivalente para un diámetro estándar de 15 cm. Se ensayarán con las tolerancias que se fijen en común acuerdo por los interesados. calculada con aproximación a 100 kPa (1kg/cm²). Donde: P = carga axial aplicada al cilindro (kg) A = Área del cilindro (cm2). Descripción de la falla. Edad nominal del espécimen. Página | 46 . Masa del espécimen en kg. Carga máxima en N (Kg. Área de sección transversal en centímetros cuadrados con aproximación del décimo.) Resistencia a la compresión.5. INFORME DE LA PRUEBA El registro de los resultados debe incluir los datos siguientes: Clave de identificación del espécimen. Defectos observados en el espécimen o en sus cabezas. 5.3. Diámetro y altura en centímetros.4. CÁLCULOS: Se calcula la resistencia a la compresión del espécimen. El resultado de la prueba se expresa con una aproximación de 100 kPa (1kg/cm²). dividiendo la carga máxima soportada durante la prueba entre el área promedio de la sección transversal determinada con el diámetro medido. con aproximación a milímetros.3.3. se observa cuando las caras de aplicación de carga del especimen se desvia ligeramente de las tolerancias del paralelismo establecidas o por ligeras desviaciones en el centrado del especimen para la aplicación de carga. Página | 47 . se observa cuando se producen contracciones de esfuerzos en los puntos sobresalientes de las caras de aplicación de cargas por deficiencias del material de cabeceo o del plato cabeceador. 9.tambien por concavidad del plato de cabeceo o convexidad en una de las placas de carga. se observa comunmente cuando las caras de aplicación de carga se encuentra en el limite de tolerancia especificada u existiendo ésta.TIPO DE FALLA 01 02 03 04 05 06 07 Fig. se observa en especimenes que presenta una superficie de carga convexa y/o por deficiencia del material de cabeceo. se observa en especimenes que presenta una superficie de carga convexa y/o por deficiencia del material de cabeceo. Diagrama de las fallas de cilindros sometidos a compresión No DE FALLA 1 2 3 4 5 6 7 DESCRIPCION se observa cuando se logra una carga de compresion bien aplicada sobre un espécimen de prueba bien preparado.tambien por concavidad del plato de cabeceo o convexidad en una de las placas de carga. se observa en especimenes que presentan una cara de aplicación de carga convexa y/o por deficiencias del material de cabeceo o del plato cabeceador. que se utilizará en nuestra experimentación.2. MARCO METODOLÓGICO Esta investigación es de tipo experimental y correlacional: Investigación experimental Investigación correlacional Analiza el efecto producido por la Tiene como propósito mostrar o acción o manipulación de una o más examinar la relación entre variables o variables independientes sobre una o resultados de variables. varias dependientes. Desfibrado manual Página | 48 .2.6. DESARROLLO EXPERIMENTAL 6. Fig. Desintegración de la fibra Para este paso se realizó un desfibrado manual para separar los fragmentos de fibras y así obtener la estopa de coco.1. 10. Obtención de la fibra de coco 6.1. 6. Estopa de coco Fig.2.6.2. 12. Elección de la longitud de la fibra El tamaño de las fibras fue muy variable. Fig. Tamaño de la fibra (10 mm aprox. 11. el tamaño requerido fue en un rango aproximado de 10 mm de longitud para que la unión con los elementos sea homogénea.) Página | 49 . 8 Grava 4.614 1.6.3805 2.34 Cemento Arena Grava 4.8 4. Proporción para el concreto con fibra Página | 50 . Concreto hidráulico simple 1.6018 Agua Gráfico 1.34 2. DISEÑO DE MEZCLAS POR EL MÉTODO DE VOLÚMENES ABSOLUTOS Datos obtenidos del diseño de mezcla para la elaboración de 1 cilindro de concreto.3. Proporción para el concreto hidráulico Concreto reforzado con estopa de coco 1.6018 Agua Fibra Gráfico 2.614 Cemento Arena 4. 00 Agua 30 40.Datos obtenidos del diseño de mezcla para la elaboración de 30 cilindros de concreto.054 Agua Página | 51 . Cantidad de material para los 30 especímenes de concreto hidráulico Cantidad de Materiales especímenes Cantidad total (Kg) Cemento 30 78.054 Grava 30 144.42 Cemento Arena Grava 144 138.20 Concreto hidráulico simple 40.2 78.42 Arena 30 138. 054 Agua Fibra Gráfico 4.42 40.2 Cemento Arena Grava 144 138. Proporción para 30 cilindros de concreto reforzado Página | 52 .041415 Concreto reforzado con estopa de coco 41.Gráfico 3. Proporción para 30 cilindros de concreto simple Cantidad de material empleado para los 30 especímenes de concreto reforzado con fibra (estopa de coco).054 Grava 30 144.00 Agua 30 40.20 Fibra 30 0. Cantidad de Materiales especímenes Cantidad total (Kg) Cemento 30 78.42 Arena 30 138.415 78. 6.4. PROCESO DE FABRICACIÓN DEL CONCRETO Objetivo: Realizar la mezcla de acuerdo al diseño para poder llegar a la resistencia que se propuso. Materiales 1 Pala cuadrada 2 Charolas de acero cuadradas Moldes cilíndricos Aceite para automóvil 1 Bascula de 120 kg 1 juego de pesas Arena Grava Cemento Agua 1 Cucharón Flexómetro Fibra natural (estopa de coco) Procedimiento: 1. Se engrasan los moldes con aceite de automóvil y se miden 3 veces el diámetro del recipiente cilíndrico de distintas partes para después sacar el promedio final, después se midió de igual manera 3 veces la altura del recipiente de distintas partes y se sacó el promedio. Se colocó el recipiente sobre la báscula y se pesó. Página | 53 Fig. 13. Medición del molde cilíndrico 2. Se calibro la báscula y se pesó la charola, se procedió a pesar la arena, la grava, el cemento y el agua. Fig. 14. Materiales empleados en la mezcla 3. Se humedeció el piso donde se colocaron los materiales. Y después se colocaron los materiales en este orden: arena, cemento, grava y se hizo una mezcla homogénea. Se hizo un cono, se aplano y se hizo un cráter en donde se iba a colocar los demás materiales. Página | 54 Fig. 15. Revoltura de los materiales 4. Se le colocó agua a la mezcla para realizar el concreto fresco y para posteriormente realizar la prueba de resistencia a la compresión a los 7 y 14 días. Fig. 16. Mezcla homogénea Nota: el procedimiento es el mismo para los cilindros de concreto reforzado con fibra (estopa de coco), una vez homogeneizada la mezcla se le añade la fibra. Página | 55 Fig. 17. Añadimiento de fibra al concreto 5. Por último se coloca la mezcla de concreto a los moldes cilíndricos. Fig. 18. Colocación del concreto a los moldes Página | 56 19. para guardarlos en el cuarto de curado. Retiro del concreto endurecido 2. MÉTODO DE CURADO DEL CONCRETO 1. Después de 24 hrs se desmoldan y se identifican con un número de control. Fig. Tanque de curado Página | 57 . 20.5. para después realizar la prueba de resistencia a la compresión como lo establece en la norma Mexicana NMX-C-083ONNCCE-2002.6. Los especímenes se colocaron dentro del tanque de curado por un periodo de 7 y 14 días. Fig. Flexómetro. Deberá estar calibrada y en óptimas condiciones. Balanza de capacidad igual o superior a 20 kgs. Cilindros de concreto para la aplicación de la prueba. Procedimiento: Curado de los especímenes de concreto por un lapso de tiempo de 7 y 14 días. Equipo y material: Prensa de ensaye.6.6. ENSAYE PARA DETERMINAR LA RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN Alcance: Este método de prueba se refiere al ensaye de probetas a la compresión. Este método es aplicable a las muestras que hayan sido elaboradas y obtenidas como se mencionó anteriormente. Página | 58 . Objetivo: Esta prueba tiene como objetivo determinar la resistencia a la compresión de probetas cilíndricas de concreto. 22. 21. Curado del concreto 1. para obtener sus dimensiones y proceder con la prueba de resistencia a la compresión. Fig. Se retiran los especímenes del cuarto de curado. Página | 59 . Retiro de los especímenes 2. Se limpian las superficies de las placas superior e inferior de la prensa y los extremos de los especímenes de prueba.Fig. Obtención de las medidas del cilindro Página | 60 . Fig. 24. empezando por la parte superior tomando dos medidas para el diámetro. 23. después se toman 3 medidas para la altura. y dos medidas de la parte inferior.Fig. Con el vernier se toman las diferentes medidas de nuestro cilindro. Secado de los cilindros 3. Se procede a tomar el peso del cilindro en la báscula de 120kg/cm. Se coloca el espécimen por ensayar sobre la placa inferior. Página | 61 . alineando su eje cuidadosamente respecto del centro de la placa de carga con asiento esférico. 5.4. mientras la placa superior se baja hacia el espécimen hasta lograr un contacto suave y uniforme. 25.a 210. 26. Fig.kg/cm²/min aproximadamente). La velocidad deberá estar dentro del intervalo de 137 a 343 kPa/s (84. Colocación del espécimen en la prensa Se aplica la carga con una velocidad uniforme y continua sin producir impacto ni pérdida de carga.Fig. Aplicación de carga al espécimen Página | 62 . 1.6. dividiendo la carga máxima soportada durante la prueba entre el área promedio de la sección transversal determinada con el diámetro. CÁLCULOS Como resultado de esta prueba se calcula la resistencia a la compresión del espécimen. Comparación de su comportamiento 6.Fig. 27. Página | 63 . Donde: P = carga axial aplicada al cilindro (kg) A = Área del cilindro (cm2). 01 15.70 282.00 49600.79 274.03 177.00 265.00 50100.00 49800.25 30.23 30.27 180.80 179.00 49300.12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 50500.20 281.24 177.50 277.00 275.06 30.09 15.91 276.00 49900.02 15.09 15.19 179.00 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 Promedio 49646.36 30.10 15.28 30.03 30.00 50200.71 178.00 49800.00 49900.10 30.18 30.48 280.00 270.00 49700.19 30.06 15.03 15.38 15.51 278.07 30.37 177.00 48700.82 278.51 277.00 50300.47 178.43 30.05 15.03 176.03 269.14 15.26 280.00 280.00 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Resistencia a la compresión Kg/cm2 Gráfico 5.84 178.67 7.00 48300.01 15.25 177. Resistencia a la compresión del concreto hidráulico a los 7 días Página | 64 .24 178.18 279.98 180.00 50200.13 284.CONCRETO HIDRÁULICO SIMPLE Fecha de realización: 25 de mayo de 2015 Fecha de tronado: 2 de junio de 2015 Dimensiones Muestra Carga aplicada en Kg Tiempo de curado (días) Ancho Alto Área Resistencia a la compresión Kg/cm2 15.00 Concreto hidráulico simple 285.29 30.32 178.07 15.21 30.21 30.43 278.10 15.04 15.00 260.72 279.01 180.27 178.99 270.48 30.01 15.10 30.00 48400. 56 Concreto hidráulico simple 310.03 15.39 302.14 285.81 305.00 50900.09 30.16 177.33 30.00 52300.00 275.11 180.12 30.00 52800.55 178.00 270.48 177.08 15.17 30.15 15.32 30.00 295.10 30.51 178.15 15. Resistencia a la compresión del concreto hidráulico a los 14 días Página | 65 .37 178.82 293.39 30.08 30.00 260.55 284.00 54000.62 285.09 30.19 15.00 51000.00 290.74 174.00 51300.05 15.02 15.60 176.00 51500.06 30.17 15.00 265.25 30.37 176.20 15.00 300.01 15.00 54000.00 280.33 14 15.01 30.06 30.22 30.79 176.00 14 14 14 14 14 14 14 14 14 14 14 14 14 14 14 15.00 15.03 30.39 52013.81 294.01 179.00 52200.33 177.CONCRETO HIDRÁULICO SIMPLE Fecha de realización: 20 de mayo de 2015 Muestra Carga aplicada en Kg 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Promedio Fecha de tronado: 5 de junio de 2015 Dimensiones Tiempo de curado (días) Ancho Alto Área Resistencia a la compresión Kg/cm2 50300.00 50500.00 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Resistencia a la compresión Kg/cm2 Gráfico 6.00 52100.23 291.60 179.89 292.30 289.55 174.06 15.00 53800.79 179.00 51000.00 285.82 292.35 306.13 30.00 305.33 179.10 15.05 15.24 278.67 300.00 52500.04 287.37 290. 84 338.00 60200.00 60100.06 30.64 343.76 337.13 336.00 60100.32 178.03 340.CONCRETO REFORZADO CON FIBRA "ESTOPA DE COCO" Fecha de realización: 26 de mayo de 2015 Fecha de tronado: 3 de junio de 2015 Dimensiones Muestra Carga aplicada en kg Tiempo de curado (días) Ancho Alto Área Resistencia a la compresión Kg/cm2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 59800.73 340.57 Promedio 60493.00 342.00 60600.25 30. Resistencia a la compresión del concreto reforzado a los 7 días Página | 66 .19 179.29 30.97 15.00 60000.00 334.00 338.00 61000.14 341.33 7 15.47 178.80 179.98 180.00 60800.84 178.03 176.39 30.32 30.11 30.07 15.00 330.71 178.03 177.95 338.00 61200.16 30.25 30.20 30.33 335.00 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 15.39 339.88 337.05 30.00 340.75 342.00 332.07 15.09 15.32 30.11 15.03 15.00 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Resistencia a la compresión Kg/cm2 Gráfico 7.10 30.25 177.22 30.51 338.15 15.15 30.00 61100.00 336.00 60500.00 60200.00 60700.07 15.08 30.39 341.00 328.18 15.89 Concreto reforzado con fibra 344.27 180.27 178.01 180.14 15.00 60700.05 15.04 15.16 30.10 14.02 15.46 333.10 177.37 177.20 178.00 60400.49 335. 16 30.30 30.00 355.33 30.99 15.13 343.00 330.23 30.00 61800.18 348.24 339.37 178.07 346.01 179.40 30.08 14.13 30.10 30.82 Concreto reforzado con fibra 360.35 30. Resistencia a la compresión del concreto reforzado a los 14 días Página | 67 .64 344.51 349.15 353.16 352.00 62200.90 15.86 356.00 14 15.26 30.00 345.00 14 14 14 14 14 14 14 14 14 14 14 14 14 14 14 15.16 30.13 15.85 345.02 350.13 14.74 174.00 62300.13 30.00 62100.00 61800.98 30.34 343.00 62100.39 346.90 14.33 177.00 62300.00 61400.97 15.79 179.00 61500.00 350.55 178.08 15.03 15.00 62000.12 15.33 179.00 61800.79 176.22 177.00 340.96 344.51 178.48 177.51 353.00 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Resistencia a la compresión Kg/cm2 Gráfico 8.14 180.05 30.03 15.12 14.49 61840.55 174.37 176.00 61600.23 30.60 176.00 61400.12 30.82 347.08 15.00 335.25 30.17 14.60 179.00 62000.CONCRETO REFORZADO CON FIBRA "ESTOPA DE COCO" Fecha de realización: 21 de mayo de 2015 Muestra Carga aplicada en Kg 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Promedio Fecha de tronado: 5 de junio de 2015 Dimensiones Tiempo de curado (días) Ancho Alto Área Resistencia a la compresión Kg/cm2 61300. 12 292. Página | 68 . RESULTADOS Para un mejor detalle de los resultados obtenidos se presentan una serie de gráficas que muestran a continuación.89 347.7. Comportamiento del concreto simple y reforzado En este gráfico se observa como el concreto reforzado con fibra natural (estopa de coco) alcanza mayor resistencia que el concreto simple. Resistencia a la compresión (kg/cm2) Comportamiento de los 2 casos 700 338.82 600 500 400 300 278. cabe mencionar que los cilindros reforzados con estopa de coco pesaron más en comparación a los elaborados de concreto simple.56 Concreto reforzado con fibra Concreto hidráulico simple 200 100 0 7 14 Edad de ensayo (días) Gráfico 9. 12 7 días 14 días Gráfico 10.Concreto hidráulico simple Resistencia a la compresión Kg/cm2 292.56 278.89 7 días 14 días Gráfico 11. Comparación de la resistencia a la compresión del concreto simple Concreto reforzado con fibra Resistencia a la compresión Kg/cm2 347.82 338. Comparación de la resistencia a la compresión del concreto reforzado Página | 69 . Comparación del concreto simple y el concreto reforzado a los 14 días Página | 70 .12 Concreto reforzado con fibra Concreto hidráulico simple Gráfico 12.82 292.56 Concreto reforzado con fibra Concreto hidráulico simple Gráfico 13.Resistencia a la compresión kg/cm2 (7 días) 338. Comparación del concreto simple y el concreto reforzado a los 7 días Resistencia a la compresión kg/cm2 (14 días) 347.89 278. en donde el caso 1 (concreto reforzado con fibra) alcanzó la mayor resistencia de 343.355 285. Resistencia a la compresión del concreto simple y concreto reforzado En este último gráfico se hace la comparación promedio de la resistencia a la compresión.34 Concreto reforzado con fibra Concreto hidráulico simple Gráfico 14.355 kg/cm2 y el concreto sin refuerzo (concreto simple) solo alcanzó una resistencia de 285.34 kg/cm2. Página | 71 .Resistencia a la compresión kg/cm2 (promedio) 343. dándoles un uso en la construcción esto visto en la materia de Desarrollo Sustentable. determinación del tamaño de la fibra para la experimentación (10 mm aproximadamente).56 kg/cm2 a los 14 días teniendo un promedio de 285. realización del número de muestras esto determinado por la desviación estándar. Estas fibras ayudaron a que el elemento de concreto se mantuviera unido al formarse puentes entre cada grieta. la extracción de la fibra manualmente. Durante el proceso de este trabajo se pusieron a prueba algunos conocimientos adquiridos durante la carrera.34 kg/cm2. ya que disminuyen la propagación de las grietas que se forman en el concreto cuando se somete a grandes esfuerzos. el procedimiento para realizar las pruebas como se aprendió en la materia de Tecnología del Concreto.12 kg/cm2 a los 7 días. iniciando con la colecta de los cocos. 347. 292. con una resistencia a la compresión de 338. Página | 72 . Nuestra hipótesis propuesta fue la correcta porque el concreto reforzado con estopa de coco resistió más a las cargas aplicadas. como se comporta un elemento al ser sometidos a cargas estudiado en la materia de Mecánica de Materiales.39 kg/cm 2 a la edad de 7 días. aplicación de la prueba de la resistencia a la compresión y finalmente la comparación de los resultados obtenidos. el concreto hidráulico simple solo logró una resistencia a la compresión de 278. Con la obtención de estos datos podemos decir que la flexibilidad y resistencia de las fibras son importantes.8. CONCLUSIÓN Para poder realizar los experimentos descritos anteriormente se desarrolló una metodología. como el aprovechar los recursos al cien por ciento. En este trabajo se logró cumplir con los objetivos.82 kg/cm2 a los 14 días y un dato promedio de 343. además de encontrar un tipo de material de construcción de buena calidad y utilizando recursos naturales disponibles en nuestro entorno.355 kg/cm2. Colima. Steven H. Recuperado el 08 de Marzo de 2015. R. Salcedo. Universidad Nacional de Cajamarca. Concreto a base de cemento Portland reforzados con Fibras Naturales. C. México: Pearson Education.unc. Coquimatlán. Kosmatka. (2005). (2004). Elaboración y Evaluación de Tableros Aglomerados a base de Fibra de coco y Cemento. (2002). de Universidad Nacional de Cajamarca: http://www. V. Díaz. México: Portland Cement Association.9.edu. M. L. C. Manual de prácticas de concreto hidráulico. Nuevo León. B. S. (2009). Hibbeler. Ingeniería y Desarrollo . A. (2006). A. Universidad Nacional de Cajamarca. E. Carrillo. Diseño y Control de Mezclas de Concreto. Mecánica de Materiales. Veracruz: Facultad de Ingeniería civil. K. Xalapa. Uso de fibra de estopa de coco para mejorar. BIBLIOGRAFÍA Alvarado. (2011).pe Página | 73 . (04 de Febrero de 2015). 134-150. . Grava ¾” (Cribadora Rava).PRUEBA PILOTO PARA OBTENER EL NÚMERO DE MUESTRAS Materiales: Cemento Portland. Fibras extraídas del coco. Agua potable para consumo humano. Arena (Cribadora Rava). Arena Grava Cemento Fibra de coco Agua Fig. Materiales . 1. 0041415 (Kg) Elaboración de la prueba piloto Lo siguiente fue la realización de los especímenes correspondientes a nuestro estudio para ser probados mecánicamente. estos fueron probados en la prensa universal para conocer su resistencia mecánica.842 Arena 3 13. Evaluación de la resistencia mecánica (compresión) Los cilindros estuvieron en un proceso de curado por 7 días para poder realizar la prueba. .8054 Grava 3 14.02 Fibra 3 0.Selección de la cantidad de los materiales Cantidad requerida Materiales Número de cilindros Cemento 3 7. después.40 Agua 3 4. se elaboraron 3 cilindros de concreto hidráulico y 3 cilindros reforzados con fibra natural (estopa de coco). 15 Para conocer el número de muestras a diseñar en nuestra experimentación se empleó el cálculo de la Desviación Estándar.100 338.000 344. √ ∑ ̅ .65 61.Fig. Cilindros sometidos a cargas Una vez finalizada la prueba se obtuvieron los siguientes datos: Cilindros de concreto hidráulico Carga aplicada (kg) Cilindros con fibra natural (estopa de coco) Resistencia a la Resistencia a la Carga aplicada (kg) compresión compresión 49.27 60.200 298. 2.42 61.200 338.200 304.000 277.46 54.02 53. Donde: ̅ Datos: Rango de error 90% (Z=1.27 10.8 249.07 298.64 304.4133 .42 4.97 24.82 117.70 ∑ ̅ 391.65) Error de 30% Sustituyendo en la fórmula Cilindros de concreto hidráulico ̅ ̅ ̅ ̅ 277.65 -15. 46 4.√ Cilindros reforzados con fibra natural (estopa de coco) ̅ ̅ ̅ ̅ 344.79 338.25 18.06 4.19 4.02 -2.15 -2.1022 .06 338.24 ∑ √ ̅ 27. 00 Arena $50.00 Agua $60.00 .00 Total: $640.PRESUPUESTO Grava $50.00 Cemento $480. CRONOGRAMA 2015 Mayo Actividades 1 9 Compra de materiales Diseño de mezclas Elaboración de 15 especímenes de concreto hidráulico simple Elaboración de 15 especímenes de concreto reforzado con fibra (estopa de coco) Curado del concreto hidráulico simple Curado del concreto reforzado con fibra (estopa de coco) Elaboración de 15 especímenes de concreto hidráulico simple Elaboración de 15 especímenes de concreto reforzado con fibra (estopa de coco) Curado del concreto hidráulico simple Curado del concreto reforzado con fibra (estopa de coco) Tronado de los especímenes 2 0 2 1 2 2 Junio 2 24 25 26 27 28 29 30 31 1 2 3 4 5 6 3 14 días 14 días 7 días 7 días .