3°- inf. diseño de mezcla

UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUÍZ GALLO

FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL SISTEMAS Y ARQUITECTURA

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL

CURSO: TECNOLOGÍA DEL CONCRETOPROFESOR: Ing. Carlos Mondragón Castañeda

TEMA: TRABAJO Nº 03

DISEÑO DE MEZCLA PARA MURO DIAFRAGMA

GRUPO Nº 02NOMBRE CODIGO EMAIL FIRMA

1 GUEVARA NUÑEZ, Joselito 115132H [email protected] LLATAS BAUTISTA, Junior Deciderio 110411F [email protected] LOPEZ DELGADO, Carlos Jair 110412B [email protected]

4 PAJARES DELGADO, Henrry Paul [email protected]

5 SANTA MARIA CARLOS, Mariano Jesús 115135G [email protected] TARIFEÑO SANCHEZ, Gianmarco 110425G [email protected] VALDERRAMA MONTEZA, Manuel 115136C [email protected]

TECNOLOGÍA DEL CONCRETO DISEÑO DE MEZCLA PARA MURO DIAFRAGMA

Lambayeque, Junio del 2014

TABLA DE CONTENIDOI. INTRODUCCIÓN.......................................................................................................................2

II. OBJETIVOS............................................................................................................................3

OBJETIVOS GENERALES...............................................................................................................3

OBJETIVO ESPECIFICO...................................................................................................................3

III. RESUMEN..............................................................................................................................4

IV. METODOLOGÍA EMPLEADA.............................................................................................5

V. RESULTADOS.........................................................................................................................20

VI. DISCUSIONES.....................................................................................................................28

VII. CONCLUSIONES.................................................................................................................29

VIII. ANEXOS...........................................................................................................................30

IX. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS..................................................................................37

INGENIERÍA CIVIL 2013 II: GRUPO B-021


I. INTRODUCCIÓN

El concreto es un material compuesto, principalmente de cemento, agregados y agua; cuando se necesita modificar algunas propiedades de este, sin tener opción de modificar a estos componentes, es necesario utilizar aditivos. Debido a que se necesita un concreto con características específicas, se debe realizar un buen diseño de mezcla considerando las propiedades de todos los materiales e insumos que componen el concreto.

La selección de las proporciones de una mezcla de concreto, puede ser verificada eficazmente mediante ensayos de laboratorio, los cuales sirven para determinar las propiedades físicas básicas de los materiales empleados, para establecer interrelaciones entre el contenido de aire, la relación agua-cemento, el contenido de cemento y la resistencia y para proporcionar información sobre las características de trabajabilidad de las mezclas ensayadas.

El grado de investigación como es lógico, dependerá del tamaño e importancia de la obra, así como de sus condiciones futuras de servicio. Es de vital importancia determinar las propiedades intrínsecas y extrínsecas de los materiales a usar para obtener una relación optima de los componentes del concreto para asegurar una vida útil requerida y además predecir posibles inconveniente durante la elaboración del mismo.



II. OBJETIVOS. OBJETIVOS GENERALES

o Tener criterios de selección para los componentes del concreto.

o Determinar el tipo de concreto que se va usar en la estructura de muro

diafragma.

o Tener en cuenta el lugar en donde se va a realizar la obra, ya que en ello

tendríamos que tomar decisiones sobre el tipo de concreto que se va a usar y

el tipo de relación agua/ cemento que se va a emplear.

o Conocer y determinar las propiedades específicas requeridas del concreto

para el tipo de obra que se va a construir.

OBJETIVO ESPECIFICO

o Obtener el diseño de mezcla del concreto a utilizarse en las estructuras de

MURO DIAFRAGMA usando concreto rheoplástico.



III. RESUMEN

A lo largo del presente informe desarrollamos el procedimiento a seguir en el DISEÑO DE

MEZCLA para la construcción de un MURO DIAFRAGMA ubicado en la presa Las

Delicias, en Zaña. Como ya se había desarrollado el estudio de la zona, se ha tomado en

cuenta las consideraciones necesarias frente a la agresión que presentan los elementos que

estarán en contacto con la estructura y los efectos de otros agentes externos. Entonces, para

lograr un concreto capaz de soportar tales agresiones del ambiente, utilizamos aditivo

plastificante en la mezcla, además del tipo de cemento II, ya especificado en los informes

anteriores. De acuerdo a los resultados obtenidos de los ensayos de laboratorio a los

componentes del concreto, nuestro agregado fino debe ser corregido respecto a su

granulometría, para esto se ha tenido que realizar un nuevo tamizado, considerando solo el

material que pasa el tamiz N° 4.

Contando ya con las características de nuestros agregados, podemos empezar a realizar

nuestro diseño de mezcla y de acuerdo a cada una de esas propiedades obtendremos las

proporciones en peso finales para un metro cubico de concreto y para cada una de las

tandas elaboradas de acuerdo a la resistencia de diseño. Respecto al aditivo plastificante

que utilizamos se refiere a Sika Plastiment CM-PE, cuya proporción en el diseño se

considera como un porcentaje del peso del cemento de diseño, reemplazado una parte del

agua efectiva por este porcentaje de aditivo.

Posterior a ello se elaboraron las probetas para los dos diferentes diseños de mezcla que

hemos realizado; luego de pasar 24 horas en los moldes cilíndricos, procedemos a curar

nuestras probetas un lapso de 7 días; sacamos del agua de curado un día antes de la ruptura

de probetas y lo sometemos al ensayo de compresión, esta resistencia promedio lo

proyectamos hacia los 28 días, verificamos resultados y luego estimamos la relación

agua/cemento óptima para obtener un concreto con la resistencia promedio especificada.



IV. METODOLOGÍA EMPLEADA

CORRECCIÓN DE LA GRANULOMETRÍA DEL AGREGADO FINO.

Al no cumplir con los rangos permisibles (2.3-3.1) se ha tenido que volver a tamizar la arena, siguiendo el procedimiento de la NTP. 400.012, y para efectos de nuestro diseños se considerando solo los porcentajes retenidos menores que la malla n° 4, quedando la siguiente distribución granulométrica.

MUESTRAPESO SECO INICIAL 2000TAMICES ABERTURA

ASTM RETENIDO PASA(Pulg.) (mm.) (gr.) (%) (%) (%)

N° 4 4.75 - - - 100.00 N° 8 2.000 450.00 22.50 22.50 77.50 N° 16 0.850 420.00 21.00 43.50 56.50 N° 30 0.425 390.00 19.50 63.00 37.00 N° 50 0.300 290.00 14.50 77.50 22.50 N° 100 0.150 255.00 12.75 90.25 9.75 N° 200 0.074 170.00 8.50 98.75 1.25

25.00 1.25 100.00 2,000.00 100.00 SUMATORIA

MODULO DE FINEZA 2.97

PORCENTAJE ACUMULADOPORCENTAJE PARCIAL

RETENIDOPESO

RETENIDO

CANTERA LA VICTORIA

Platillo

CURVA GRANULOMÉTRICA.



Como se puede ver, estos resultados ya se encuentran dentro de los límites permisibles, entonces se tiene un módulo de fineza MF= 2.97.

DISEÑO DE MEZCLA

En este diseño de mezcla se utilizará el método del COMITÉ ACI 211 (American Concrete Institute - Instituto Americano del Concreto); cuyos resultados arrojan proporciones en peso, de los constituyentes del concreto.

Este procedimiento propuesto por el comité ACI 211, está basado en el empleo de tablas confeccionadas por el Comité ACI 211; la secuencia de diseño es la siguiente:

a. Selección de la resistencia requerida (f’cr )

b. Selección del TMN del agregado grueso.

c. Selección del asentamiento.

d. Seleccionar el contenido de aire atrapado.

e. Seleccionar el contenido de agua.

f. Selección de la relación agua/cemento sea por resistencia a compresión

o por durabilidad.

g. Cálculo del contenido de cemento (e )/( f)

h. Seleccionar el peso del agregado grueso proporciona el valor de b/bo, donde

bo y b son los pesos unitarios secos con y sin compactar respectivamente del

agregado grueso).

i. Calcular la suma de los volúmenes absolutos de todos los materiales sin

considerar el agregado fino.

j. Cálculo del volumen del agregado fino.

k. Cálculo del peso en estado seco del agregado fino.

l. Presentación del diseño en estado seco.

m. Corrección del diseño por el aporte de humedad de los agregados.

n. Presentación del diseño en estado húmedo.



DESARROLLO DEL DISEÑO.

A. REQUERIMIENTOS.

Resistencia Especificada: 280 kg/cm2

Uso MURO DIAFRAGMACemento INKA TIPO II Peso Específico: 3.17Agregados Piedra Cantera : LA VICTORIA Arena Cantera : TRES TOMASCaracterísticas ARENA PIEDRAHumedad Natural 2.01% 0.48%Absorción 0.81% 0.90%Peso Específico de Masa 2.43 2.6Peso Unitario Varillado 1.82 gr/cm3 1.52 gr/cm3Peso Unitario Suelto Seco 1.59 gr/cm3 1.45 gr/cm3Módulo de Fineza 2.97 Tamaño Máximo Nominal del Agregado 1/2"

ADITIVO (Sika Plastiment CM-PE) 0.7% del peso del cemento.

B. DOSIFICACIÓN.

1. Determinación de la resistencia promedio:

Este valor lo obtenemos según la siguiente tabla 01 establecida por el COMITE ACI 21.

RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN PROMEDIOf'c f'cr

menos de 210 f'c + 70210 a 350 f'c + 84sobre 350 f'c + 98

Tabla 01: Resistencia a la compresión promedio.

f ' cr=f ' c+84

f ' cr=280+84=364 kg/cm2



2. Selección de la relación Agua-Cemento (A/C):Para este caso se tendrá que elegir la relación a/c por resistencia y condiciones de exposición.

Por resistencia:Para esto utilizaremos la siguiente tabla en la que se establecen la relación agua/cemento por resistencia. Por condiciones climáticas de la zona, debemos usar un concreto sin aire incorporado.

f’c Kg/cm²Relación a/c en peso

Concreto sinaire incorporado

Concreto conaire incorporado

150 0.8 0.71200 0.70 0.61250 0.62 0.53300 0.55 0.46350 0.48 0.40400 0.43 …. 450 0.38 ….

Tabla 02: Relación agua/cemento por resistencia.

A/C=0.43−(400−364 ) (0.43−0.48 )

(400−350 )

A/C=0.466 Por condiciones especiales de exposición:Para este caso se tendrá que elegir la relación a/c por condiciones especiales de exposición a los sulfatos.

Exposición a sulfatos

Sulfatos solubles en agua (SO4) en el suelo

Sulfatos (SO4) en el agua,ppm

Tipo Cemento

Concreto con

agregado de peso normal rel. a/c máx

en peso

Concret o con agregado

de peso normal y

ligeroResist. Comp.

mínma MPaInsignificant

e 0<SO4<0.1 0<SO4<150 -- -- --

Moderada 0.1<SO4<0.2 150<SO4<1500 II, IP , MS, IPM 0.50 40



Severa 0.2<SO4<2.0 1500<SO4<10,000 V 0.45 45

Muy severa SO4>2.0 SO4>10,000 V más puzolana 0.45 45

Tabla 03: Condiciones especiales de exposición.

A/C=0.50

Por durabilidad.Por tratarse de una obra ubicada en la costa norte, entonces no tenemos problemas de bajas temperaturas por lo que para este caso tomamos una relación agua cemento= 0.50. Luego, escogemos la menor.

A/C=0.466

3. Estimación del agua de mezclado y contenido de aire

Por tratarse de un CONCRETO RHEOPLASTICO el asentamiento debe ser de 20 cm como mínimo y en nuestro caso debe ser bombeado, entonces teniendo esas consideraciones, encontramos el volumen de agua de diseño inicial mediante la siguiente tabla.

Agua de mezclado:

Asentamiento Agua en lt/m³, para TNM agregados y consistemcia indicadas3/8” ½” ¾” 1” 1 ½” 2” 3” 6”

Concreto sin aire incorporado1” a 2” 207 199 190 179 166 154 130 1133” a 4” 228 216 205 193 181 169 145 1246” a 7” 243 228 216 202 190 178 160 --

Concreto con aire incorporado1” a 2” 181 175 168 160 150 142 122 1073” a 4” 202 193 184 175 165 157 133 1196” a 7” 216 205 187 184 174 166 154 --

Tabla 04: Volumen de agua por m3

Aguade mezclado=228 litros

Contenido de aire:

TNM delagregado Grueso

Aire Atrapado%

3/8” 3.0½” 2.5¾” 2.0



1”1 ½”

1.51.0

2” 0.53” 0.34” 0.2

Tabla 05: Contenido de aire atrapado

Contenido de aire=2.5 %4. Estimación del contenido de cementoUna vez que la cantidad de agua y la relación a/c han sido estimadas, la cantidad de cemento por unidad de volumen del concreto es determinada dividiendo la cantidad de agua por la relación a/c.

Contenido decemento ( Kg )=Contenido deaguaRelación A /C

C ( Kg )=228 kg0.466

C=489.27 KgEste valor divido entre el peso de una bolsa de cemento, nos permite obtener el contenido de cemento en relación a una bolsa de cemento:

cantidad de cemento=489.2742.5

Cantidad de cemento=11.51 Bolsas /m3

5. Estimación del contenido de agregado grueso

En función a la tabla 06 hallamos el volumen de agregado grueso seco y compactado por unidad de volumen del concreto, para el módulo de fineza de 2.97.

TNM del agregado Grueso

Volumen del agregado grueso seco y compactado por unidad de volumen de concreto para diversos Módulos de

fineza del fino (b/bo)2.40 2.60 2.80 3.00

3/8” 0.50 0.48 0.46 0.44½” 0.59 0.57 0.55 0.53¾” 0.66 0.64 0.62 0.601” 0.71 0.69 0.67 0.65

1 ½” 0.76 0.74 0.72 0.702” 0.78 0.76 0.74 0.723” 0.81 0.79 0.77 0.756” 0.87 0.85 0.83 0.81

Tabla 06: Peso del agregado grueso por unidad de volumen del concreto



VAG=0.55− (0.55−0.53 ) (2.80−2.97 )(2.80−3.00 )

Volumen deagregado grueso=0.533 m3

Peso seco de agregado grueso por metro cúbico.

P . A .G .=V . A .G × Peso unitario varillado

P . A . G .=0.533 m3× 1520 Kg /m3

Peso seco del A .G .=810.16 Kg

6. Estimación del contenido de agregado fino

Hallamos el volumen de los materiales por m3:

Volumen deagua ……… ………………………………………………………=0.228 m3

Volumen solido decemento : peso del cementop . e . decemento

=489.273170

…………=0.154 m3

Volumen solido de A .Grueso : peso seco de A .GP .e . masa A . Grueso

=810.162600

……… ..=0.312m3

Volumen deaire :%de aireatrapado100

…………………….=0.025 m3

¿0.719 m3

Volumendearena requerida :1−0.719 ………………………. ……=0.281 m3

peso de arena seca requerido:

Peso de arena secarequerido=Volumen solido dearena× Peso especifico demasaPeso de arena secarequerida=0.281 ×2430

Peso seco del A .F .=682.97 Kg

7. Resumen de materiales por metro cúbico: Agua ( Neta de Mezclado) = 228 litros Cemento = 489.27 kg Agregado Grueso = 810.16 kg Agregado Fino = 682.97 kg

8. Ajustes por humedad del agregado:

Por humedad total (pesos ajustados):



Agregado Grueso 810.16 (1+ 0.48%) =814.04

9 kg

Agregado Fino 682.97 (1+ 2.01%) =696.69

4 kg

Agua para ser añadida por corrección de absorción:

Agregado Grueso : 810.16 (0.48% -0.90%) = -3.403 kgAgregado Fino : 682.97 (2.01% -0.81%) = 8.196 kg

4.793 kg Agua Efectiva=( Aguade Diseño )−( Agua en A . G+ Aguaen A . F)

Agua Efectiva=(228 )−(4.793 )Agua Efectiva=223.207 litros

9. Resumen de materiales corregidos por humedad por metro cúbico: Agua Efectiva ( Total de Mezclado ) = 223.2 litros Cemento = 489.3 kg Agregado Grueso ( Húmedo ) = 814.0 kg Agregado Fino ( Húmedo ) = 696.7 kg

10. Dosificación en peso:

Peso decementoPeso decemento

: Peso de A .F (húmedo)Peso de cemento

: Peso de A .G(húmedo)Peso de cemento

: Agua EfectivaNúmero debolsas

C AF AG Agua1 1.42 1.66 19 litros/saco

Relación Agua – Cemento de Diseño = 228 / 489.3 = 0.466Relación Agua – Cemento Efectiva = 223.2 / 48.3 = 0.456

CANTIDAD DE MATERIALES PARA UNA TANDA DE 0.0133 m3Esta tanda lo realizamos para elaborar 2 probetas.

Peso de materiales e insumos en KgPARA: 1 m3 0.0133 m3C 489.3 489.3*0.0133 = 6.51AF 696.7 696.7*0.0134 = 9.27AG 814.0 814.0*0.0135 = 10.83Agua 223.2 223.2*0.0136 = 2.97TOTAL 2223.22 = 29.57Aditivo (*) 2.446(**) 0.5%*6.51 = 0.033(**)

(*) El aditivo se toma como un porcentaje del peso del cemento y se reemplaza en una cantidad equivalente de agua. Para nuestro aditivo las especificaciones nos indican un



porcentaje que varía entre 0.3% y 0.7% del peso del cemento de la mezcla; para el ensayo hemos utilizado un 0.5%.(**) Este porcentaje en peso del aditivo, convertido a volumen es:

Volumen de aditivopara: 1 m3 0.0133 m3

V(lt)= % peso del aditivo/p.e. del aditivo

2.446 =2.127lt

0.033 =0.028lt1.150 1.150

Obtenido nuestro diseño realizamos otros dos diseños de mesclas tal que las relaciones entre el agua y el cemento sean de a/c+0.05 y a/c-0.05, pero teniendo en cuenta los mismos requerimientos del primer diseño.

Para la relación agua /cemento: A/C= 0.416



DOSIFICACION1. Selección de la relacion Agua - Cemento ( A/C )Para lograr una resistencia promedio de : 280 + 84 364 kg/cm2se requiere una relacion A/C = 0.466Por condiciones de exposicion/ Ensayo se requiere una A/C = 0.416Luego la relacion A/C de diseño es = 0.4162. Estimacion del agua de mezclado y contenido de aire Para un asentamiento de : 6"- 7" = 228 litros/m3 Aire = 2.50%3. Contenido de Cemento

228 0.416 548.077 kg Aprox : 12.94. Estimacion del contenido de Agregado Grueso

0.533 m3 x 1520 kg/m3 = 810.16 kg5. Estimacion del contenido de Agregado FinoVolumen de Agua = 0.228 m3Volumen solido de cemento : 548.08 3170 = 0.173 m3Volumen Solido de Agregado Grueso : 810.16 2600 = 0.312 m3Volumen de aire = 0.025 m3

0.737 m3Volumen Solido de Arena Requerido: 1 0.737 = 0.263 m3Peso de Arena Seca requerida : 0.263 2430 = 637.887 kg6. Resumen de Materiales por Metro CubicoAgua ( Neta de Mezclado) = 228 litrosCemento = 548.08 kgAgregado Grueso = 810.16 kgAgregado Fino = 637.89 kg7. Ajuste por humedad del agregadoPor humedad total ( pesos ajustados )Agregado Grueso 810.16 1 0.48% = 814.049 kgAgregado Fino 637.89 1 2.01% = 650.709 kgAgua para ser añadida por correccion por absorcionAgregado Grueso : 810.16 0.48% 0.90% = -3.403 kgAgregado Fino : 637.89 2.01% 0.81% = 7.655 kg

4.252 kg228 4.252 = 223.748 litros

8. Resumen Agua Efectiva ( Total de Mezclado ) = 223.7 litrosCemento = 548.1 kgAgregado Grueso ( Humedo ) = 814.0 kgAgregado Fino ( Humedo ) = 650.7 kgDOSIFICACION EN PESO

C AF/C AG/C Agua1 1.19 1.49 17 litros/saco

Relacion agua - cemento de diseño : 228 548 0.416Relacion agua - cemento efectiva : 224 548 0.408

bolsas/m3

=

(

/

//

=

=

-x

())

++

))

((

-- )

))

- ( )

=//



Para la relación agua /cemento: A/C= 0.516







5.229 kg228 5.229 = 222.771 litros




bolsas/m3

=

(

/

//

=

=

-x

())

++

))

((

-- )

))

- ( )

=//



PREPARACIÓN DE MEZCLAS DE PRUEBA

EQUIPOS Y MATERIALES

Bandejas. Balanza electrónica, precisión: +-5gr. Probetas de 1/0.5 Litros. Depósitos. Cucharón. Mezcladora tipo trompo. componentes del concreto (agregados, cemento, agua, aditivo).

PROCEDIMIENTO GENERAL.

1. Preparación de los materiales e insumos.

Una vez realizado el diseño de mezcla para las tres relaciones agua cemento, pasamos a pesar la cantidad de materiales e insumos que se requieren para cada muestra.

Pasamos el agregado grueso disponible por la malla N° 3/4" y pesamos la cantidad que se requiere según su diseño. Este paso lo hacemos con el fin de tener un agregado con tamaño máximo igual a 3/4”, debido a que en el ensayo granulométrico habíamos tenido pesos retenidos en las mallas superiores.

Pasamos la arena por el tamiz N° 4 y pesamos la cantidad requerida según su diseño tomando el agregado que pasa. Esto lo hacemos con el propósito de tener un agregado fino con la granulometría admisible.

pesamos el cemento, agua y aditivo necesarios. diluimos el aditivo en el agua de la mezcla.

Todos los pasos anteriores lo realizamos teniendo cuidado en las mediciones y verificando la limpieza de los equipos.

2. Mezclado de materiales e insumos.

Como ya se cuenta con los materiales correctamente pesados, los insumos correctamente medidos; proseguimos con l siguiente.

Verificamos la limpieza y la humedad de la mezcladora, en nuestro caso se ha tenido que mojar las paredes del trompo con una cantidad razonable de agua para evitar que durante su mezclado este tome agua de la mezcla y genere problemas en la consistencia del concreto.

Colocamos los agregados: agregado grueso y agregado fino, en ese orden y hacemos que la mezcladora de unas cuantas revoluciones, con el fin que estos se mezclen entre sí.

Se agrega el cemento mientras la mezcladora va girando. luego de un pequeño lapso, agregamos la solución de agua y aditivo.

Dejamos mezclarse los componentes del concreto durante 3 minutos.



Dejamos reposar la mezcladora durante 2 minutos. Luego dejamos continuar mezclándose durante 2 minutos y queda listo para colocar la mezcla en los moldes.

ENSAYOS EN EL CONCRETO.

A. EL CONCRETO EN ESTADO FRESCO 1. TRABAJABILIDAD

PROCEDIMIENTO DE ENSAYO (NTP 339.035- ASTM C 143-78): “MÉTODO DE ENSAYO PARA LA MEDICIÓN DEL ASENTAMIENTO DEL HORMIGÓN CON EL CONO DE ABRAMS”

INTRODUCCIÓN:

El ensayo de consistencia, llamado también de revenimiento o "slump test", es utilizado para caracterizar el comportamiento del concreto fresco. Esta prueba, desarrollada por Duft Abrams, fue adoptada en 1921 por el ASTM y revisada finalmente en 1978.

La medida de la consistencia de un concreto fresco por medio del cono de Abrams es un ensayo muy sencillo de realizar en obra, no requiriendo equipo costoso ni personal especializado y proporcionando resultados satisfactorios, razones que han hecho que este ensayo sea universalmente empleado aunque con ligeras variantes de unos países a otros.

El ensayo consiste en consolidar una muestra de concreto fresco en un molde troncocónico, midiendo el asiento de la mezcla luego de desmoldado. Se estima que desde el inicio y el termino no debe trascurrir más de dos minutos, de los cuales el proceso de desmolde no tome más de 5 segundos.

FUNDAMENTO TEÓRICO:

El comportamiento del concreto en la prueba indica su "consistencia" o sea su capacidad para adaptarse o ser trabajable al encofrado o molde con facilidad, manteniéndose homogéneo con un mínimo de vacíos.

La consistencia se modifica fundamentalmente por variaciones del contenido del agua de mezcla.

CLASES DE MEZCLAS SEGÚN SU ASENTAMIENTO

CONSISTENCIA

SLUMP TRABAJABILIDAD MÉTODO DE COMPACTACIÓ

NSECA 0" a 2" Poco Trabajable Vibración Normal

PLÁSTICA 3" a 4" Trabajable Vibración Ligera Chuseado

FLUIDA > 5" Muy Trabajable Chuseado



FORMA DE DESCENDER DEL CONCRETO

Si el concreto desciende de una forma uniforme se tienen conos válidos, pero hay veces que la mitad del cono desliza a lo largo de un plano inclinado obteniéndose un asiento oblicuo provocado por una deformación por cortante. En este caso debe repetirse el ensayo, y si se siguen obteniendo conos similares habrá que modificar la dosificación, debido a que estas deformaciones son sintomáticas de mezclas carentes de cohesión.

TIPOS DE ASENTAMIENTOS CARACTERÍSTICOS AL RETIRAR EL MOLDE:

“NORMAL”, obtenido con mezclas bien dosificadas y un adecuado contenido de agua. El concreto no sufre grandes deformaciones ni hay separación de elementos.

“DE CORTE”, obtenido cuando hay exceso de agua y la pasta que cubre los agregados pierde su poder de aglutinar. Puede que no se observe gran asentamiento, pero si se puede observar corte en la muestra.

“FLUIDO”, cuando la mezcla se desmorona completamente.

EQUIPOS Y MATERIALES.

a) Cono de Abrams; molde de forma tronco cónica de 20 cm. de diámetro en la base inferior y 10 cm. de diámetro en la base superior; altura de 30 cm; provisto de agarrederas y aletas de pie.

b) Barra compactadora, de acero lisa de 5/8” de diámetro con punta semiesférica y de aproximadamente 60 cm. de longitud.

c) Cucharón: Nos sirve para manipular los agregados y el cemento, cuando hacemos la mezcla de concreto, también para vaciar la muestra de concreto en el cono de Abrams.

d) Wincha: Nos ayuda para medir la diferencia de alturas entre el concreto fresco y el cono de Abrams, dando como resultado el Slump.

e) Muestra de Concreto: La muestra debe de ser representativa de la mezcla de prueba.



PROCEDIMIENTO GENERAL:

a) Colocar el molde humedecido superficialmente seco sobre una superficie plana no absorbente.

b) Llenar el concreto en tres capas de aproximadamente 1/3 del volumen total cada capa.

c) Compactar cada capa con la barra mediante 25 golpes uniformes en toda la sección.

d) Enrasar el molde una vez terminada de compactar la última capa por exceso , esto se puede hacer utilizando una plancha de albañilería o la barra compactadora.

e) Levantar el molde en dirección vertical, y medir inmediatamente la diferencia entre la altura del molde y la altura del concreto fresco. Esta operación debe hacerse entre 5 a 10 seg. máximo, evitar movimiento laterales o torsionales.

f) De observarse un asentamiento tipo corte este ensayo deberá desecharse y realizarse uno nuevo con otra parte de la mezcla. Sí se vueve a cortar, el concreto carece de plasticidad y cohesión y no es valido para este ensayo.

g) Se golpea con la varilla en el centro del molde y se puede observar como es la cohesión de la mezcla.



2. PESO UNITARIO DEL CONCRETO FRESCO PROCEDIMIENTO DE ENSAYO ( NTP 339.046- ASTM C 192 y AASHTO T 126): “MÉTODO DE ENSAYO PARA DETERMINAR EL PESO POR METRO CUBICO, RENDIMIENTO Y CONTENIDO DE AIRE DEL CONCRETO FRESCO”


a) Balanza con aproximación de +-5 gr.b) Barra compactadora de 5/8”.c) Recipiente (según el tamaño máximo nominal del agregado). para nuestro ensayo

se ha utilizado moldes para probetas de 15 cm de diámetro y 30cm de altura.d) Mezcla de concreto.

PROCEDIMIENTO

a) Llenar el recipiente hasta un tercio de su capacidad.b) Compactar la primera capa evitando golpear el fondo y distribuyendo

uniformemente sobre la superficie.c) Cuando se use el recipiente de ½ pie3 se compactará con 25 golpes y cuando se

utilice el recipiente de 1 pie3 cada capa se compactará con 50 golpes.d) Golpear la superficie exterior del recipiente con cuidado 10 a 15 veces usando un

martillo de goma esto es con la finalidad de eliminar burbujas atrapadas.e) Proceder a colocar la segunda y tercera capa siguiendo los pasos b, c y d.f) Enrasar la superficie superior con una plancha o barra compactadora teniendo

cuidado de dejar lleno el recipiente justo hasta su nivel superior.

RESULTADOS

PESO POR METRO CUBICO: P.U. = Peso Unitario del Concreto en Kg. P = Peso del concreto + Peso del recipiente en Kg. R = Peso del recipiente en Kg. V = Volumen del recipiente en m³



P .U .=P−RV

RENDIMIENTO:

Y = Rendimiento del concreto por bolsa de cementoPT = Peso por tanda para 2 probetas.

Y=PT

P .U

FACTOR CEMENTO:

F . C= 1Y

CURADO DE LAS PROBETAS DE CONCRETO

Una vez colocado el concreto dentro de los moldes de las probetas, estas se dejan secar por un lapso de 24 horas. Luego las probetas son extraídas de los moldes, para ser sometidas al proceso de curado, el cual consiste en sumergirlas completamente en agua por un tiempo de 7 días. Esto a fin de evitar la evaporación de agua del concreto que está en proceso de endurecimiento.

B. EL CONCRETO EN ESTADO ENDURECIDO. “MÉTODO DE ENSAYO PARA EL ESFUERZO A LA COMPRESIÓN DEMUESTRAS CILÍNDRICAS DE CONCRETO” – NTP 339.034. 1999


a) Máquina de Ensayo capaz de mantener la velocidad de Carga continua y uniforme.

b) Probetas de concreto.

PROCEDIMIENTO

a. Medir el diámetro y la altura de la probeta cilíndrica con una aproximación de 0.1mm con un calibrador micrométrico.

b. Colocar la probeta sobre el bloque inferior de apoyo y centrar sobre el mismo.c. Aplicar la carga en forma continua y constante evitando choques la velocidad de

carga estará en el rango de 0.14 a 0.34 Mpa/s.Anotar la carga máxima, el tipo de rotura y además toda otra observación relacionada con el aspecto del concreto.

EXPRESIÓN DE RESULTADOS

Rc = Resistencia de Rotura a la Compresión.P = Carga Máxima de Rotura en Kilogramos.



A = Area de la superficie de Contacto

RC .= PA

V. RESULTADOS

DISEÑO DE MEZCLA DE LAS TRES TANDAS.

Resumen de proporciones en peso luego de haber realizado el diseño mediante el MÉTODO DEL COMITÉ ACI 2011

MUESTRAS M1 M2 M3RELACIÓN A/C DE DISEÑO 0.416 0.516 0.466

PARA 1 m3

AGUA DE MEZCLA 221.37 litros 220.85 litro

s 221.08 litros

CEMENTO 548.08 kg 441.86 kg 489.27 kgA. FINO 650.71 kg 733.77 kg 696.69 kgA. GRUESO 814.05 kg 814.05 kg 814.05 kg

ADITIVO 2.38 litros 1.92 litro

s 2.13 litros

TOTAL 2236.9 kg 2212.74 kg 2223.54 kgPARA 0.0133 m3

AGUA DE MEZCLA 2.944 litros 2.937 litro

s 2.940 litros

CEMENTO 7.289 kg 5.877 kg 6.507 kgA. FINO 8.654 kg 9.759 kg 9.266 kgA. GRUESO 10.827 kg 10.827 kg 10.827 kg

ADITIVO 0.032 litros 0.026 litro

s 0.028 litros

TOTAL 29.75 kg 29.43 kg 29.57 kg

ENSAYOS EN EL CONCRETO.

EL CONCRETO EN ESTADO FRESCO.



1. TRABAJABILIDAD. Procedimiento de ensayo (NTP 339.035- ASTM C 143-78): “Método de Ensayo para la medición del Asentamiento del Hormigón con el cono de Abrams”

MUESTRA A/C SLUMP

M1 0.416 6"M2 0.516 9.5"M3 0.466 8"

Por tratarse de un concreto rheoplástico, se necesita como mínimo 20cm de slump. Luego corregimos el agua de mezclado agregando 2 lt / cm por el slump que falta.

MUESTRA

SLUMP

CORRECCIÓN DEL AGUA DE MEZCLADO

AGUA DE

MEZCLA

AGUA CORREGIDA POR

m3

AGUA CORREGIDA POR 0.0133m3

M16"

2 L∗(20 cm−15.24 cm)/cm=9.52 221.37 230.89 lt 3.07 lt15.24

M29.5"

2 L∗(20 cm−24.13 cm)/cm=-8.26 220.85 212.59 lt 2.83 lt24.13

M38"

2 L∗(20 cm−20.32 cm)/cm=-0.64 221.08 220.44 lt 2.93 lt20.32

3. PESO UNITARIO DEL CONCRETO FRESCO Procedimiento de ensayo (NTP 339.046- ASTM C 192 y AASHTO T 126): “Método de Ensayo para determinar el Peso por Metro Cubico, Rendimiento y Contenido de aire del Concreto Fresco”

PESO POR METRO CUBICO:

ELEMENTO MUESTRA 1 MUESTRA 2 MUESTRA 3M1-a M1-b M2-a M2-b M3-a M3-b

peso mezcla + molde (gr) 21370 21470 21055 21090 19440 21870peso molde (gr) 8200 8275 8200 8275 7740 8575peso mezcla (gr) 13170 13195 12855 12815 11700 13295volumen del molde (cm3) 5587.951 5587.951 5587.951 5587.951 5587.951 5587.951peso unitario (gr/cm3) 2.36 2.36 2.30 2.29 2.09 2.38peso unitario promedio (kg/m3) 2359.09 2296.91 2236.51

RENDIMIENTO:



Y = Rendimiento del concreto por bolsa de cementoPT = Peso por tanda para 2 probetas.

Y=PT

P .UFACTOR CEMENTO:

F . C= 1Y

MUESTRA RENDIMIENTO FACTOR CEMENTO

M1 29.75 =0.0126 1 =79.29382359.09 0.0126

M2 29.43 =0.0128 1 =78.04812296.91 0.0128

M3 29.57 =0.0132 1 =75.62652236.51 0.0132

CORRECCIÓN DEL DISEÑO POR RENDIMIENTO Y POR AGUA.

Esto se realiza multiplicando el peso por tanda de 0.0133 m3 por el factor cemento respectivo.

MUESTRA M1 M2 M3

MATERIALES DE ENSAYO( Kg)

PESO POR

0.0133m3

DISEÑO CORREGIDO

POR m3

PESO POR

0.0133m3

DISEÑO CORREGIDO

POR m3

PESO POR

0.0133m3

DISEÑO CORREGIDO

POR m3

AGUA 3.071 243.493 2.827 220.677 2.932 221.726

CEMENTO 7.289 578.006 5.877 458.669 6.507 492.124

A. FINO 8.654 686.242 9.759 761.679 9.266 700.757

A. GRUESO 10.827 858.502 10.827 845.015 10.827 818.797

ADITIVO 0.032 2.513 0.026 1.994 0.028 2.140

EL CONCRETO EN ESTADO ENDURECIDO.“Método de Ensayo para el Esfuerzo a la Compresión de muestras Cilíndricas de Concreto” – NTP 339.034. 1999.

Según la NTP 339.034 (Apartado 8) En el informe se deben incluir los siguientes datos:

Identificación de la probeta Diámetro y longitud de la probeta. Carga máxima en kilogramos. Resistencia de rotura, redondeada a números enteros estadísticamente.



Edad de ensayo de la probeta. Defectos observados en la probeta, si los hubiera. Tipo de fractura, en el caso que no sea en forma de cono. Peso de la muestra sin capa de terminado.

Para proyectar la resistencia a la compresión del concreto a los 28 días, se debe tener en cuenta los factores de evolución de resistencia del concreto según la siguiente tabla.

Graficando estos valores para hormigones de endurecimiento normal, se tiene.

0 50 100 150 200 250 300 350 4000

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

f(x) = 0.200134953404945 ln(x) + 0.24904193892653

Resistencia a compresión sobre probetas del mismo tipo

Edad del concreto (dias)fact

or q

ue e

quiv

ale

al p

orce

ntaj

e de

resis

tenc

ia

segu

n ed

ad d

el co

ncre

to.

Entonces para la edad del concreto a los 9 días, el factor es de 0.68, lo que significa que:

f ' c9=0.68∗f ' c28



Resistencia a la compresión a los “9 días”.

N° de Orden y Marca de la

Probeta

Diámetro (cm)

Área (cm2)

Fecha de Vaciado

Fecha del Ensayo

Edad de la

Probeta (en

días)

Carga de

Rotura (Kg.F)

Resistencia a la

Compresión (Kg/cm2)

1a 15 176.72 20/05/2014 30/05/2014 10 60500 342.36

1b 15 176.72 20/05/2014 30/05/2014 10 57250 323.97

2a 15 176.72 21/05/2014 30/05/2014 9 43500 246.16

2b 15 176.72 21/05/2014 30/05/2014 9 44500 251.82

3a 15 176.72 21/05/2014 30/05/2014 9 53730 304.05

3b 15 176.72 21/05/2014 30/06/2014 9 52020 294.37

Proyección de la resistencia promedio a los 28 días.

PROBETA Fć 9días

Fć promedio

Fć proyectada.

28 días

M11a 342.36

333.16 489.951b 323.97

M22a 246.16

248.99 366.162b 251.82

M33a 304.05

299.21 440.023b 294.37

Resistencia a la compresión a los 28 días según la relación agua cemento.

A/Cfć (28 dias)

kg/cm2


f ' c28=f ' c9

0.68

27


0.416 489.950.466 440.020.516 366.16

La resistencia requerida es de 364 kg/cm2, para calcular la relación A/C realizamos la gráfica f’c vs A/C.

fćr a los 9 días vs relación Agua Cemento

0.41 0.43 0.45 0.47 0.49 0.51 0.53240.00250.00260.00270.00280.00290.00300.00310.00320.00330.00340.00 333.16

299.35

245.45

f(x) = 1205.80575684146 exp( − 3.05533314069559 x )

fćr a los 9 días vs Relacion Agua Cemento

Relacion A/C

fćr

a lo

s 7 d

ías

fćr a los 28 días vs Relación Agua Cemento

0.41 0.43 0.45 0.47 0.49 0.51 0.53300.00320.00340.00360.00380.00400.00420.00440.00460.00480.00500.00 489.95

440.22

360.96

f(x) = 1773.24376006097 exp( − 3.05533314069559 x )

fćr a los 28 días vs Relacion Agua Cemento

Relacion A/C

fćr

a lo

s 28

días

Para fćr = 364 kg/cm2 nos da una relación a/c optima de 0.511


364.00


Luego, el diseño de mezcla utilizando esta relación a/c óptima es:







5.189 kg228 5.189 = 222.811 litros




bolsas/m3

=

(

/

//

=

=

-x

())

++

))

((

-- )

))

- ( )

=//



VI. DISCUSIONES.

como se trata de elaborar un concreto rheoplástico, buscamos la mayor trabajabilidad posible sin disminuir la resistencia, entonces esta se puede lograr remplazando una cantidad del agua de diseño por un porcentaje de aditivo plastificante. La relación agua cemento óptima que encontramos al interceptar la grafica f´cr a los 28 días vs Relación Agua Cemento es mayor respecto a la relación agua cemento de diseño inicial =0.466; entonces aquí ganamos trabajabilidad, pero, podemos fallar en cuanto a la resistencia; sin embargo los resultados del ensayo de resistencia a la compresión realizado a las probetas con mayor relación agua cemento (a/c=0.516) arrojan resultados cuyo promedio es relativamente menor que la resistencia promedio (f´cr =364 kg/cm2).

En virtud a lo expresado anteriormente, vemos que uno de los factores que influye de manera directa en la adquisición de resistencia manteniendo una muestra trabajable, es el uso de aditivo. Sin embargo, no podemos dejar de lado los criterios tomados respecto al control de la granulometría de los agregados. Al pasar el agregado fino por la malla N° 4, se ha logrado obtener un módulo de fineza que cumpla con los rangos permisibles; al hacer lo mismo con el agregado grueso a través de la malla 3/4”, logramos obtener un agregado con partículas menores que el tamaño máximo establecido. Como buenos resultados, entonces obtenemos un concreto poco segregable y va a permitir que se tenga un concreto con características isotrópicas; en consecuencia, al someter ese concreto a compresión, este se va a comportar como una sola masa con las mismas características.



VII. CONCLUSIONES. Las proporciones en peso de los diseños de mezcla de las tres tandas son:

RELACIÓN AGUA

CEMENTO

PROPORCIONES EN PESOCEMENT

O A. FINO A. GRUESO AGUA/BOLSA (lt)

0.416 1 1.19 1.49 17

0.466 1 1.42 1.66 19

0.516 1 1.66 1.84 21

Empleando aditivo, tenemos los siguientes pesos netos de los materiales por tanda y por metro cúbico. Estos resultados son corregidos respecto al agua de mezclado, de acuerdo a su slump.

MUESTRA M1 M2 M3

MATERIALES DE ENSAYO( kg)

PESO POR

0.0133m3

DISEÑO CORREGIDO POR m3

PESO POR

0.0133m3

DISEÑO CORREGIDO POR m3

PESO POR

0.0133m3

DISEÑO CORREGIDO

POR m3

AGUA 3.071 243.493 2.827 220.677 2.932 221.726

CEMENTO 7.289 578.006 5.877 458.669 6.507 492.124

A. FINO 8.654 686.242 9.759 761.679 9.266 700.757

A. GRUESO 10.827 858.502 10.827 845.015 10.827 818.797

ADITIVO 0.032 2.513 0.026 1.994 0.028 2.140

Los resultados del ensayo de Resistencia a la compresión a los 9 días de elaborada la mezcla y su proyección a los 28 días es:

PROBETA

fć (kg/cm

2)

fć PROMED

IO

fć PROYECTADA. 28 DÍAS

RELACIÓN

AGUA CEMEN

TO

SLUMP

M1 1a

342.36 333.16 489.95 0.416 6"



1b 323.97

M2

2a 244.74 245.45 360.96 0.516 9.5"2b 246.16

M3

3a 304.16 299.35 440.22 0.466 8"3b 294.54

Para f´cr = 364 kg/cm2 nos da una relación a/c óptima de 0.511. Las proporciones en peso para esta relación agua cemento es.

PESO DE MATERIALES POR M3

MATERIAL SIN ADITIVO CON ADITIVO

Cemento 446.18 kg 446.18 kgA. fino 730.39 kg 730.39 kgA. grueso 814.05 kg 814.05 kgAgua 222.81 lt 220.87 ltAditivo (*) 2.23 kg 1.94 ltTotal 2213.43 kg 2213.43 kg

(*) El peso específico del aditivo utilizado es 1.15


RELACIÓN AGUA

CEMENTO óptima

PROPORCIONES EN PESO

CEMENTO A. FINO A. GRUESO AGUA/BOLSA (lt)

0.511 1 1.64 1.82 21


VIII. ANEXOS 1. PRIMERA TANDA ELABORADA.



2. PRIMERA TANDA ELABORADA.



3. PRIMERA TANDA ELABORADA.



IX. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS.

Curso supervisores UNI.

Diseño de Mezclas, Enrique Riva López.

normas ASTM.

Normas Técnicas Peruanas.

http://digital.csic.es/bitstream/10261/6298/1/IIJEC_Revuelta.pdf

http://riunet.upv.es/bitstream/handle/10251/12793/Evoluci%C3%B3n

%20resistencia%20hormig%C3%B3n.pdf?sequence=3


3°- inf. diseño de mezcla

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