comparacion de 4 metodos diseño de mezclas

TRABAJO DE INVESTIGACION JHONATAN, KENEDY, JUAN

UNIVERSIDAD PERUANA UNION

FACULTAD INGENIERIA Y ARQUITECTURA

E.A.P. Ingeniería civil

INFORME DE INVESTIGACION

Informe presentado en cumplimiento parcial de tecnología de concreto

Autor

Alumnos:

Jhonatan German Choquechambi Mamani

Kenedy Hanes Cutisaca Bellido

Juan Carlos Quispe Galindo

Docente

Ing: Juana Beatriz Aquise Pari

Juliaca, Noviembre del 2013


AGRADECIMIENTOAGRADECIMINETOS

A Dios:

Por sus bendiciones que nos da cada día.

A los docentes, por quienes me exigen y permiten que yo sea formado de la mejor

manera.

A nuestros padres Porque es ellos nos permiten continuar con nuestros estudiossuperiores.

ÍNDICE GENERAL

IDENTIFICACION DEL PROBLEMA.............................................................................................................5

PLANTEAMIENTO DE LA INVESTIGACION.................................................................................................5

Capitulo I: Introducción............................................................................................................................6

OBJETIVOS ................................................................................................................................................6

General .............................................................................................................................................6

Específicos ........................................................................................................................................6

JUSTIFICACION .........................................................................................................................................6

Capítulo II : Marco teórico........................................................................................................................7

1. DISEÑO DE MEZCLA......................................................................................................................7

a) informacion necesaria para un diseño de mezcla....................................................................7

b) Secuencia necesaria para un diseño de mezclas......................................................................7

1.1.1. METODO ACI ....................................................................................................................8

1.1.2. METODO DE FULLER.........................................................................................................8

1.1.3. METODO DE WALKER.......................................................................................................9

1.1.4. METODO DE MODULO DE FINEZA ...................................................................................9


1.1.5. CONCRETO........................................................................................................................9

1.1.6. AGREGADOs .................................................................................................................. 10

1.1.7. AGREGADO FINO........................................................................................................... 10

1.1.8. AGREGADO GRUESO ..................................................................................................... 10

1.1.9. CEMENTO ...................................................................................................................... 10

2. ENSAYOS PARA LOS AGREGADOS ............................................................................................. 11

1.1.1. ENSAYO DE PUC Y PUS DE LOS AGREGADOS ................................................................ 11

MATERIALES Y HERRAMIENTAS .................................................................................................... 11

PROCEDIMIENTO Y METODOLOGIA.............................................................................................. 11

1.1.2. ENSAYO DE GRANULOMETRIA DE LOS AGREGADOS .................................................... 12



Determinación de la granulometría del agregado grueso ............................................................ 13

Determinación de granulometría del agregado fino..................................................................... 13



1.1.3. PESO ESPECÍFICO DE LOS AGREGADOS ......................................................................... 14



1.1.4. PORCENTAJE DE absorción y contenido de humedad de los agregados ...................... 15

absorcion....................................................................................................................................... 15



ABSORCION. .................................................................................................................................. 15



Capítulo III : Materiales y métodos (metodología) ............................................................................... 16

1. Materiales ................................................................................................................................. 16

2. herramientas ............................................................................................................................. 16

Capítulo IV : Resultados y discusión...................................................................................................... 18

1. Resultados obtenidos de los ensayos ....................................................................................... 18

2. calculo y comparacion de los metodos de diseño .................................................................... 18


CUADRO COMPARATIVO DE LOS METODOS DE DISEÑO ...................................................................... 18

3. RESULTADOS obtenidos de los ensayos.................................................................................... 22

RESULTADOS OBTENIDOS EN EL DISEÑO DE MEZCLA.......................................................................... 22

............................................................................................................................................................... 27

4. op............................................................................................................................................... 29

5. op............................................................................................................................................... 29

Capítulo V : ............................................................................................................................................ 30

1. Conclusiones.............................................................................................................................. 30

2. Recomendaciones ..................................................................................................................... 30

3. Referencias................................................................................................................................ 30

4. Anexos....................................................................................................................................... 30

ÍNDICE DE FIGURAS

ÍNDICE DE TABLAS

ÍNDICE DE ANEXOS

SÍMBOLOS USADOSA/C: Relación agua cemento.

f’c: Resistencia especificada.

F’cr :Resistencia promedio requerida.

PUC: Peso unitario compactado o varillado.

PUS: Peso Unitario Suelto.

MACI:metodo de diseño de mezclas de ACI.

MFULR: Método de fuller

MMF: Método del módulo de fineza.

MWK: Método de Walter

AGR: Volumen absoluto de Agregados

Vabs AF: Volumen absoluto de agregado fino


Vabs AG Agregado grueso

AFh: Agregado fino húmedo

AGh: Agregado grueso húmedo

RESUMENEs muy importante conocer más acerca de los diferentes métodos de diseño de mezcla de concretoque existen, del cual necesitamos saber su eficiencia y su costo de cada uno de ellos, en el presenteinforme se hará una comparación de cuatro métodos de diseño y determinar cuál es más adecuado,para realizar esta investigación se realizaran los respectivos ensayos que se requieren de acuerdo anormas establecidas, en esta ocasión se trabajara con materiales extraídos de la cantera Unocollaubicados a unos 4km al oeste de la cuidad de Juliaca, además de esto se determinara la resistencia ala que llega el material de esta cantera haciendo un diseño de mezcla sin usar aditivos para unaresistencia de 300kg/cm2 en donde se harán tres muestras por cada método de diseño.

IDENTIFICACION DEL PROBLEMAEn nuestro país no contamos con un método de diseño que este dirigido a nuestra zona con losrequerimientos, razón por la cual se recurre a los sistemas de diseño de mezcla de otrasorganizaciones o países internacionales.

Existen varios métodos de diseños de mezcla en las cuales hay notables cantidades de diferencia enlo que es respecto a la cantidad que se requiere de cada material en el diseño de mezcla, siendo másespecíficos nos referimos a la cantidad de cemento, cantidad de agregado grueso, cantidad deagregado fino y la cantidad de agua que se requieren para un metro cubico de concreto, que muchasveces tiene que ver con el costo y la resistencia con la que se quiere diseñar el concreto lo cual debeser adecuado a las necesidades de la sociedad que a su vez esté al alcance de sus bolsillos.

Es necesario saber que método usar según las exigencias de la sociedad sin poner en riesgo suseguridad ni su situación económica.

PLANTEAMIENTO DE LA INVESTIGACIONLa presente investigación tiene la finalidad de hacer una evaluación comparativa en cuanto aresistencia y costo de los cuatro métodos de diseño de mezcla las cuales son; MODULO DE FINEZA,METODO DE FULLER, METODO DE WALKER Y ACI, con la finalidad de poder determinar cual resultaser resistente y económicamente viable a razón de 1M3 de concreto.

Parea esta finalidad se utilizará agregado global de la cantera denominada Unocolla para determinarno solo la diferencias que en los métodos de diseño de mezclas sino que también determinaremos acuanta resistencia llega con cada uno de los métodos, con cual trabaja mejor y el costo con cual esmás cómodo.


En este caso se preparan tres briquetas para cada una de los métodos de diseño de mezclas, todosestos para una resistencia de 300kg/cm2. Los resultados obtenidos se presentaran en una tablacomparativa.

CAPITULO I: INTRODUCCIÓNLos concretos en zonas frías como a 3800 m.s.n.m. necesitan un trato especial de

temperatura, la creciente innovación y descubrimientos en cuanto el concreto a nivel

mundial anima a el estudio e investigación de concretos más eficientes cada vez y más

económicos, por lo cual en este proyecto se centrará en el diseño de mezclas por los cuatro

métodos: Método del comité 211 de ACI, Método de fuller, Método del módulo de finura y el

método de Walker, cuyos métodos serán comparados en cuanto a su resistencia y

eficiencia se refiere para lograr así de esta manera una investigación que aporte más a el

diseño de concretos a nivel mundial.

OBJETIVOSGENERAL

Obtener el rendimiento para un metro cubico de concreto y comparar los resultados

entre los siguientes métodos de diseño de mezcla; ACI, módulo de finura, Fuller y

Walter.

ESPECÍFICOS Evaluar la eficiencia de cada método de diseño según su requerimiento y costo.

Observar cuál de los métodos se somete más a las normas y está dentro de las

especificaciones.

Determinar el comportamiento del material de cantera diseñado para una resistencia

de 300kg/cm2.

JUSTIFICACIONCon la siguiente investigación se quiere conocer cuál es el método que su ajusta a la exigencias de lasnormas, cuanto de material se requiere y con qué costo se puede lograr, lo cual será de gran ayudapara nosotros como estudiantes tener referencia para lo posterior saber que método elegir pararealizar un diseño de mezcla de concreto.

Además se desea conocer el comportamiento del material de la cantera de Unocolla y así determinarla calidad del material que tiene esta cantera.


CAPÍTULO II : MARCO TEÓRICO

1. DISEÑO DE MEZCLA

La selección de las proporciones de los materiales integrantes de la unidad cúbica de concreto, esdefinida como el proceso que, en base a la aplicación técnica y práctica de los conocimientoscientíficos sobre sus componentes y la interacción entre ellos, permite lograr un material quesatisfaga de la manera más eficiente y económico los requerimientos particulares del proyectoconstructivo.

El concreto es un material heterogéneo, el cual está compuesto por material aglutinante (como elcemento Portland), material de relleno (agregados naturales o artificiales), agua, aire naturalmenteatrapado o intencionalmente incorporado y eventualmente aditivos o adiciones, presentando cadauno de estos componentes propiedades y características que tienen que ser evaluadas así comoaquellas que pueden aparecer cuando se combinan desde el momento del mezclado.

A) INFORMACION NECESARIA PARA UN DISEÑO DE MEZCLA Análisis granulométrico de los agregados Precio unitario comportado de los agregados (fino y grueso) Peso específico de los agregados (fino ingreso) Contenido de humedad y porcentaje de absorción de los agregados (fino y grueso) Perfil y textura de los agregados Tipo y marca del cemento Peso específico del cemento Relaciones entre resistencia y la relación agua/cemento, para combinaciones posibles de

cemento y agregados.

B) SECUENCIA NECESARIA PARA UN DISEÑO DE MEZCLASLos siguientes pasos se consideran fundamentales en el proceso de selección de proporciones demezcla para alcanzar propiedades deseadas del concreto

Paso 1.Estudio detallado de los planos y especificaciones.

Paso 2 Selección de la resistencia promedio. Requerida

Paso 3 Selección del tamaño máximo nominal

Paso 4 Elegir la consistencia de la mezcla en función al asentamiento

Paso 5 Determinar el volumen de agua de mezclado

Paso 6 Determinar porcentaje de aire atrapado

Paso 7 Seleccionar la relación agua cemento por resistencia deseada en el elemento estructural.

Paso 8 Selección de relación agua cemento requerida en función de durabilidad.

Paso9 Seleccionar la menor de las relaciones agua/cemento elegidas por resistencia y durabilidad.


Paso 10 Determinar factor cemento por unidad cúbica de concreto

Paso 11 Determinar proporciones relativas de los agregados fino y grueso.

Paso 12 Determinar empleando el método de diseño seleccionado, las proporciones de mezclaconsiderando el agregado está en estado seco.

Paso 13 Corregir dichas proporciones en función del porcentaje de absorción y contenido dehumedad.

Paso 14 Ajustar las proporcione seleccionadas de acuerdo a los resultados de ensayo de la mezclarealizados.

Paso 15 Ajustar las proporciones finales de acuerdo a los resultados realizados bajo condiciones deobra.

1.1.1. METODO ACI Selección de la f´cr a partir de la f’c y la desviación estándar. Selección del tamaño máximo nominal del agregado grueso. Selección del volumen unitario de agua de diseño. Selección del contenido de aire Selección contenido aire Selección de la relación agua cemento Determinación del factor cemento Determinación de contenido de agregado grueso Determinación de la suma de volúmenes absolutos de cemento, agua de diseño, aire y

agregado grueso. Determinación del volumen absoluto del agregado fino Determinación de los valores de diseño del cemento, agua, aire y agregado grueso, Corrección de los valores de diseño por humedad del agregado Determinación de peso de diseño y de obra. Determinación de pesos por tanda de una bolsa.

1.1.2. METODO DE FULLER Determinación de la resistencia promedio requerida Selección del asentamiento Determinación del contenido de agua Elección de contenido de aire Calculo de contenido agua cemento (c/w)=z Elección de contenido de agregados Calculo de contenido de agregado fino Calculo de contenido de agregado grueso


1.1.3. METODO DE WALKER Selección de la resistencia promedio a partir de la resistencia a la compresión especificada y

la desviación estándar de la compañía constructora. Selección del tamaño máximo nominal del agregado grueso Selección del asentamiento Selección del volumen unitario de agua de diseño Selección del contenido de aire Selección de la relación agua cemento por resistencia y por durabilidad Determinación del factor cemento Determinación de la suma de volúmenes absolutos cemento, agua y aire. Determinación del volumen de agregado total. Determinación del porcentaje de agregado fino en relación al volumen absoluto total del

agregado. Determinación del volumen absoluto de agregado grueso. Determinación de los pesos secos de los agregados fino y grueso Corrección de los valores de diseño por humedad de agregado Determinación de la proporción en peso de diseño y de obra Determinación de pesos por una tanda de una bolsa.

1.1.4. METODO DE MODULO DE FINEZA Determinación de la resistencia promedio Selección del tamaño máximo nominal del agregado grueso Selección del asentamiento Volumen unitario de agua Selección del contenido de aire Relación agua cemento Factor cemento Volúmenes absolutos del cemento agua y contenido De aire. Volumen total de agregados Proporciones relativas de agregado fino y grueso Las proporciones de diseño en seco Corregir proporciones en función de humedad y absorción

1.1.5. CONCRETOEl concreto es básicamente una mezcla de dos componentes: agregados y pasta. La pasta, compuestode cemento Portland y agua, une a los agregados (arena y grava o piedra triturada), para formar unamasa semejante a una roca ya que la pasta endurece debido a la reacción química entre el cemento yel agua.

Antes de iniciar este capítulo de diseño de mezclas es necesario conocer los materiales utilizadospara la elaboración de las probetas de concreto y los parámetros hallados en la dosificación demezclas.


Todos estos parámetros están normados por el ASTM así como por las NTP (Normas

Técnicas Peruanas).

1.1.6. AGREGADOSGeneralmente se entiende por "agregado" a la mezcla de arena y piedra de granulometría variable. Elconcreto es un material compuesto básicamente por agregados y pasta cementicia, elementos decomportamientos bien diferenciados:

Se define como agregado al conjunto de partículas inorgánicas de origen natural o artificial cuyasdimensiones están comprendidas entre los límites fijados en la NTP 400.011.

Los agregados son la fase discontinua del concreto y son materiales que están embebidos en la pastay que ocupan aproximadamente el 75% del volumen de la unidad cúbica de concreto.

Los agregados son materiales inorgánicos naturales o artificiales que están embebidos en losaglomerados (cemento, cal y con el agua forman los concretos y morteros).

Los agregados generalmente se dividen en dos grupos: finos y gruesos. Los agregados finos consistenen arenas naturales o manufacturadas con tamaños de partícula que pueden llegar hasta 10mm; losagregados gruesos son aquellos cuyas partículas se retienen en la malla No. 16 y pueden variar hasta152 mm. El tamaño máximo de agregado que se emplea comúnmente es el de 19 mm o el de 25 mm.

Los agregados conforman el esqueleto granular del concreto y son el elemento mayoritario ya querepresentan el 80-90% del peso total de concreto, por lo que son responsables de gran parte de lascaracterísticas del mismo. Los agregados son generalmente inertes y estables en sus dimensiones.

La pasta cementicia (mezcla de cemento y agua) es el material activo dentro de la masa de concretoy como tal es en gran medida responsable de la resistencia, variaciones volumétricas y durabilidaddel concreto. Es la matriz que une los elementos del esqueleto granular entre sí.

Cada elemento tiene su rol dentro de la masa de concreto y su proporción en la mezcla es clave paralograr las propiedades deseadas, esto es: trabajabilidad, resistencia, durabilidad y economía.

1.1.7. AGREGADO FINOSe define como aquel que pasa el tamiz 3/8" y queda retenido en la malla N° 200, el más usual es laarena producto resultante de la desintegración de las rocas.

1.1.8. AGREGADO GRUESOSe define como aquel que pasa el tamiz 3/8" y queda retenido en la malla N° 200, el más usual es laarena producto resultante de la desintegración de las rocas.

1.1.9. CEMENTOLos cementos portland son cementos hidráulicos compuestos principalmente de silicatos hidráulicosde calcio.

Los cementos hidráulicos fraguan y endurecen por la reacción química con el agua.

Hidratación: cemento + agua = pasta.


Conglomeración: Pasta + agregados = concreto.

2. ENSAYOS PARA LOS AGREGADOS

1.1.1. ENSAYO DE PUC Y PUS DE LOS AGREGADOSLa masa volumétrica de un agregado es la más el peso del agregado necesario para llenar unrecipiente con un volumen unitario especificado. El volumen a que se refiere aquí es aquel ocupadopor los agregados y por los vacíos entre las partículas de agregado. La masa volumétrica aproximadadel agregado comúnmente usado en el concreto de peso normal varía de 1200 a 1750 kg/m3.

La cantidad de vacíos entre las partículas afecta la demanda de pasta en el diseño de la mezcla.

La cantidad de vacíos varia de cerca del 30% a 45% para el agregado grueso y de cerca del 40% a 50%para el agregado fino. La insularidad aumenta la cantidad de vacíos, mientras que los tamañosmayores de un agregado bien graduado y la mejoría de la granulometría disminuyen el contenido elcontenido de vacíos.

MATERIALES Y HERRAMIENTAS

Balanza digital Recipiente de medida (testigos). Barra compactadora. Pala de mano. Balde Cinta métrica. Agua.

PROCEDIMIENTO Y METODOLOGIA

SUELTO

Se pesó el recipiente que se utilizó para para el ensayo. Se seleccionó el agregado de la cual se determinara su P U V. Una vez ya separadas se llenó el recipiente dejando caer el agregado desde una altura no

mayor de 5cm Eliminar el exceso del agregado con la varilla compactadora Determinar el peso de la muestra más el recipiente. Se determinó el peso de la muestra y luego el cálculo.


COMPACTADO

Se pesó el recipiente el cual se va a utilizar. Se hizo una selección del agregado del cual se va a utilizar. Se llenó el recipiente hasta la tercera parte dejando caer de una altura no mayor de 5cm Se compacto con la barra compactadora 25 golpes distribuidos uniformemente. Se llenó hasta 2/3 partes del recipiente y también se compacto con 25 golpes. Luego se llenó hasta rebosar, y golpear 25 veces uniformemente. Hacer los cálculos respectivos.

1.1.2. ENSAYO DE GRANULOMETRIA DE LOS AGREGADOSEste método consiste en la determinación por tamices de la distribución del tamaño de las

partículas de agregados finos y gruesos. Para una gradación optima, los agregados se

separan mediante el tamizado, en dos o tres grupos de diferentes tamaños para las arenas,

y en varios grupos de diferentes tamaños para los gruesos.



13

Agregados. Juego de Tamices normados. Bandejas. Pala de mano. Balanza digital Brocha. Baldes.


Se tomó una cantidad de muestra para ambos ensayos la cantidad de 12.089, la cual seobtuvo por medio del cuarteo.

Se hizo el tamizado en la malla 3/8 para obtener el agregado grueso y fino.

DETERMINACIÓN DE LA GRANULOMETRÍA DEL AGREGADO GRUESO Después de haber obtenido el agregado grueso se procedió a pesar en la balanza. Una vez obtenida el peso se procedió a Pasar por todas los tamices 1 ½ , 1, ¾, ½, 3/8. Una vez tamizados se procede a pesar el material retenido. Luego se determina con los cálculos respectivos.

DETERMINACIÓN DE GRANULOMETRÍA DEL AGREGADO FINO Se pesó todo el agregado que paso en la malla 3/8. Se procedió a tamizar por los tamices: 4, 8, 10, 16, 20, 30, 40, 50, 60, 80, 100. Se anotó todos los datos del material retenido de cada uno de los tamices. Se hizo el cálculo respectivo

Este método consiste en la determinación por tamices de la distribución del tamaño de laspartículas de agregados finos y gruesos. Para una gradación optima, los agregados se separanmediante el tamizado, en dos o tres grupos de diferentes tamaños para las arenas, y en variosgrupos de diferentes tamaños para los gruesos.


Agregados. Juego de Tamices normados. Bandejas. Pala de mano. Balanza digital Brocha. Baldes.


14


Se tomó una cantidad de muestra para ambos ensayos la cantidad de 12.089, la cual seobtuvo por medio del cuarteo.

Se hizo el tamizado en la malla 3/8 para obtener el agregado grueso y fino. Determinación de la granulometría del agregado grueso Después de haber obtenido el agregado grueso se procedió a pesar en la balanza. Una vez obtenida el peso se procedió a Pasar por todas los tamices 1 ½ , 1, ¾, ½, 3/8. Una vez tamizados se procede a pesar el material retenido. Luego se determina con los cálculos respectivos. Determinación de granulometría del agregado fino Se pesó todo el agregado que paso en la malla 3/8. Se procedió a tamizar por los tamices: 4, 8, 10, 16, 20, 30, 40, 50, 60, 80, 100. Se anotó todos los datos del material retenido de cada uno de los tamices. Se hizo el cálculo respectivo

1.1.3. PESO ESPECÍFICO DE LOS AGREGADOSEl peso específico (densidad relativa) de un agregado es la relación de su peso respecto al pesode un volumen absoluto igual de agua (agua desplazada por inmersión). Se usa en ciertoscálculos para proporcionamientos de mezclas y control, por ejemplo en la determinación delvolumen absoluto ocupado por el agregado. Generalmente no se le emplea como índice decalidad del agregado, aunque ciertos agregados porosos que exhiben deterioro acelerado a lacongelación-deshielo tengan pesos específicos bajos. La mayoría de los agregados naturalestienen densidades relativas entre 2.4 y 2.9.


Balanza digital Probeta para la medición de material. Pala de mano. Cinta métrica. Agua. Agregado grueso y fino de 200gr, 400gr y 600gr. Tamiz 3/8 para separar agregado fino del grueso.



15

Se necesita primero tener una probeta. Se midió el diámetro como también la altura. Se tomó una cantidad exacta de agregados tanto fino y grueso de 200gr, 400gr y

600gr. Se llenó una cierta cantidad de agua en la probeta. Se midió la altura del parte superior de del agua hasta el ras de la probeta. Tomando la muestra de 200gr se echó a la probeta con agua y luego se midió la altura

con el agregado más el agua. Se hizo los mismos procedimientos tanto para las muestras de 400gr y 600gr. Se tomó todos los datos correspondientes para el cálculo respectivo.

1.1.4. PORCENTAJE DE ABSORCIÓN Y CONTENIDO DE HUMEDAD DELOS AGREGADOS

ABSORCION

Los agregados pueden tener algún grado de humedad lo cual está directamente

relacionado con la porosidad de las partículas. La porosidad depende a su vez del

tamaño de los poros, su permeabilidad y la cantidad o volumen total de poros.


Agregados. Bandejas. Horno a temperatura constante. Pala de mano. Balanza digital

PROCEDIMIENTO Y METODOLOGIA Se tomó una muestra del agregado fino y de agregado grueso la cual ya se había

tamizado anteriormente. Se pesó cada una de las muestras. Luego se le llevo al horna de temperatura constate. Se hace el cálculo respectivo.

ABSORCION.Estos poros permiten caracterizar ciertas propiedades como son la permeabilidad, absorción ypor supuesto, su porosidad. Determinar esta absorción es de suma importancia en la prácticaporque a través de su cuantificación arroja una noción de que cantidad de agua es capaz dealojar el agregado en su interior.



16

Agregados. Bandejas. Horno a temperatura constante. Pala de mano. Balanza digital


Se tomó una muestra del agregado fino y de agregado grueso la cual ya se habíatamizado anteriormente.

Se pesó cada una de las muestras. Luego se puso en un recipiente donde se colocó un aproximado de 24 horas. Al día siguiente se pesó el agregado grueso. Ese mismo día el agregado fino se secó en la cocina, se rellenó en el cono de

revenimiento hasta que se desmorone y luego s peso y se le llevo al horno. Después de 24 horas aproximadamente se pesó. Se hace el cálculo respectivo.

CAPÍTULO III : MATERIALES Y MÉTODOS (METODOLOGÍA)

1. MATERIALES

Cemento Agregado grueso Agregado fino Agua

2. HERRAMIENTAS

Bandejas Baldes Briqueteras Cilindro Paletas Palas Carretilla Balanza Petróleo Esclerómetro Piedra para lijar Plumones Termómetro Termostato


17

3. CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES

DIA/MES/AÑO ACTIVIDADES REALIZADAS

28/10/2013 designación de canteras para la investigación por el docente

29/10/2013 planteamiento de actividades para la elaboración de laelaboración del concreto con los integrantes del grupo y sucosto

30/10/2013 Se vio la cantidad del agregado que se tenía en ellaboratorio.

31/10/2013 transporte

01/11/2013

02/11/2013

03/11/2013 traslado del material de la cantera de Unocolla

04/11/2013 secado de material al a la temperatura del ambiente



07/11/2013 recojo de material para el posterior ensayo en laboratorio

08/11/2013 determinación peso unitario volumétrico del materialsuelto y compactado

09/11/2013

10/11/2013 determinación de peso específico, granulometría,contenido de humedad

11/11/2013 determinación de absorción dar agregado en el laboratorio

12/11/2013 calculo de diseño de mezcla por los diferentes métodos,ACI, MODULO DE FINEZA, WALKER, FULLER

13/11/2013 traslado de cemento para la elaboración de mezcla

14/11/2013

15/11/2013

16/11/2013

17/11/2013 elaboración de briquetas en el laboratorio

18/11/2013 curado de las briquetas en el laboratorio en agua fría

19/11/2013 curado de las briquetas en agua a una temperada cerca alos 20ªC con la calentadora de peceras


18

20/11/2013

21/11/2013

22/11/2013

23/11/2013

24/11/2013 determinación de la resistencia a los 7 días del curado

25/11/2013

26/11/2013

27/11/2013

28/11/2013

29/11/2013

30/11/2013

01/12/2013

02/12/2013 exposición de la investigación

CAPÍTULO IV : RESULTADOS Y DISCUSIÓN

1. RESULTADOS OBTENIDOS DE LOS ENSAYOS

DATOS AGREGADO FINO AGREGADO GRUESOPUS 1537.95kg/m3 1391.74 kg/m3PUC 1595.08kg/m3 1523.603 kg/m3%ABSORCION 1.0471 1.51CONTENIDO DE HUMEDAD 1.1122 0.9082PESO ESPECIFICO 2510kg/m3 2688.33 kg/m3MODULO DE FINURA 3.96TMN AG 1”

CEMENTOPESO ESPECIFICO 3.15gr/cm3MARCA Y TIPO IP PUZOLANICO

2. CALCULO Y COMPARACION DE LOS METODOS DE DISEÑO

CUADRO COMPARATIVO DE LOS METODOS DE DISEÑO

Aspecto teórico Método del ACI Método de Método de Método del


19

de diseño Walker fuller módulo definura

PASO 1 planos yespecificaciones.PASO 2ResistenciarequeridaDesviaciónestándarCoeficiente devariación

1.ResistenciarequeridaDesviación estándar

1.ResistenciarequeridaDesviaciónestándar

1.Resistenciapromediorequerida

1.Resistenciapromediorequerida.

PASO 3Tamaño máximonominal

3 Tamaño máximonominal

3 Tamañomáximonominal



PASO 4Asentamiento 4.sentamiento 4.sentamiento 4.sentamiento 4.sentamiento

PASO 5Agua de diseño 5.Agua de diseño 5.Agua de

diseño5.Agua dediseño

5.Agua dediseño

PASO 6Aire 6.Contenido de aire 6.Contenido de

aire6.Contenido deaire

6.Contenido deaire

PASO 7Relación de A/Cpor resistencia

7.Relación A/C 7.Relación A/C1/z=A/CZ=Km*f´cr+0.5Km:0.003-0.004PiedrachancadaKm:0.0040.006piedraredondeada.

7.Relación A/C

PASO 8Relación de A/Cpor durabilidad

Relación aguacemento Severas,Normal.

Relación aguacementoSeveras,Normal.

Relación aguacementoSeveras,Normal.

PASO 9Relación de A/Cfinal

9.Tomar el menorde las dosrelaciones tanto pordurabilidad y porresistencia.

9.Tomar elmenor de lasdos relacionestanto pordurabilidad ypor resistencia.

9.Tomar elmenor de lasdos relacionestanto pordurabilidad ypor resistencia.

PASO 10Factor cemento 10.factor cemento. 10.factor

cemento.10.factorcemento.

10.factorcemento.

PASO 11Agregado FinoAgregadoGrueso

11.Hallamos b/b0*PUCAG=Cont. Agregadogrueso.11.2Sumatoria devolúmenesabsolutos decemento, agregadogrueso, agua y aire.11.31m3-

volumenes

absolutos=Agregadofino

11.1VolumenabsolutoCementoAgua aire11.2Volumenabsoluto deagregados11.3Porcentaje deagregado fino11.4Volumenabsoluto deagregado

Hallar αMedianteC:porcentajeIdeal quepasa porabertura.A:Porcentajeque pasa lamalla n4B:Porcentajeque pasa lamalla n4agregadogruesoC=sqrt (4.76/TMN)

11.1VolumenabsolutoCementoAgua aire11.2Volumenabsoluto deagregados11.3Porcentaje deagregado fino11.4Volumenabsoluto deagregado


20

grueso grueso

PASO 12Diseño seco

Diseño secoAguaCementoAgregado finoAgregado grueso

Proporcionesen seco.



PASO 13Diseño húmedo Diseño húmedo Diseño húmedo Diseño húmedo Diseño húmedo

PASO 14ReajusteLaboratorio

Proporciones dediseño en obra.

Proporcionesde diseño enobra.



PASO 15Reajuste Obra Tanda por bolsa. Tanda por

bolsa.Tanda porbolsa.

Tanda porbolsa.

CUADRO COMPARATIVO DE LOS RESULTADOS OBTENIDOS DELDISEÑO DE MEZCLA

Aspectoteórico dediseño

Método del ACI Método deWalker Método de fuller Método del

módulo de finura

PASO 1planos yespecificaciones.

Para este caso nohubo planos




PASO 2ResistenciarequeridaDesviaciónestándarCoeficientede variación

1.se hallo por laformula

84`` cfcrf84300` crf

2/384` cmkgcrf



2/384` cmkgcrf



2/384` cmkgcrf



2/384` cmkgcrf

PASO 3Tamañomáximonominal

3 Para este casoes de 1”



3 Para este caso esde 1”

PASO 4Asentamiento

4.Es deconsistenciaplástica por ellose eligió.3”-4”

4.Es deconsistenciaplástica por ellose eligió.3”-4”

4. Es deconsistenciaplástica por ellose eligió.3”-4”

4.Es deconsistenciaplástica por ello seeligió.3”-4”

PASO 5Agua dediseño

5.Agua de diseñode acuerdo a latabla.195lt.




PASO 6Aire

6.Aire atrapado eacuerdo a tabla.1.5 %




PASO 7Relación de

7.Por resistenciaRelación A/C


1/z=A/CZ=Km*f´cr+0.5



21

A/C porresistencia

0.50 0.50 Km:0.003-0.004Piedra chancadaKm:0.0040.006piedra redondeada.

5.0384* kmz5.0384*4*10 4 z

49.0z

0.49

0.50

PASO 8Relación deA/C pordurabilidad

Relación aguacemento Severas,Normal.0.51



PASO 9Relación deA/C final

9.Tomar elmenor de las dosrelaciones pordurabilidad y porresistencia.0.50

9.Tomar elmenor de las dosrelaciones pordurabilidad y porresistencia.0.50

9.Tomar el menorde las dosrelaciones pordurabilidad y porresistencia.0.50

PASO 10Factorcemento

10.factorcemento.

50.0195

C

kgC 390

10.factorcemento.

50.0195

C

kgC 390

10.factorcemento.

10.factor cemento.

50.0195

C

kgC 390

PASO 11AgregadoFinoAgregadoGrueso

11.Hallamosb/b0*PUCAG=Cont.Agregado grueso.De acuerdo a latabla obtuvimos

65.00

b

b

Por lo queagregado grueso:

..0

b

bAGPC

6.152365.034.990.AG

33.2688

34.990. absAGv

11.2 Sumatoriade volúmenesabsolutos decemento,agregado grueso,agua y aire.v.Abs.AF=1-(0.195+0.123+0.015+0.368)=0.2986m3

Factor cemento=9.9811.1VolumenabsolutoCementoAgua aire

667.010

43

11.2Volumenabsoluto deagregados0.66711.3AF=0.28611.4Volumenabsoluto deagregado gruesoAg=513.47

Hallar αMedianteC:porcentajeIdeal que pasapor abertura.A:Porcentaje quepasa la malla n4B:Porcentaje quepasa la malla n4agregado gruesoC=sqrt (4.76/TMN)A:68.67C:43.28B:21.31

BABC

37.46 %Af=0.3092Ag=6.3578

11.1Volumen absolutoCementoAgua aire

11.2Volumen absolutode agregados11.3Porcentaje deagregado fino11.4Volumen absolutode agregado gruesoAg:1-(0.1214+0.015+0.0.195)A glob.=0.6686

Rf= 00.304.848.504.8

Rf=84.4%VolAf=0.326M3VolAg=0.343M3

PASO 12Diseño seco

Diseño secoC:390Kg

Proporciones enseco.




22

H2O:195KgAg:990.34Af=749.28

C:390KgH2O:195KgAf:717.86Ag: 1021.57

C:397.95KgH2O:195KgAf:776.092Ag: 961.88

C:390KgH2O:195KgAf:818.26Ag: 922.09

PASO 13Diseñohúmedo

Diseño húmedoAf:761.870KgAf:999.35KgAg. Efect:200.39Kg

Diseño húmedoH2O:200.62KgAf:725.83Ag: 1030.81

Diseño húmedoH2O:200.13KgAf:784.70KgAg: 970.63Kg

Diseño húmedoAf:825.70Ag: 932.23

PASO 14ReajusteLaboratorio

Proporciones dediseño en obra.H2O:200.34C:390.30Ag:999.35Af:761.870

Proporciones dediseño en obra.

Proporciones dediseño en obra.C:397.95KgH2O:200.13KgAf:789.70Ag: 970.63

Proporciones dediseño en obra.C:390KgH2O:195KgAf:825.70Ag: 932.23

PASO 15ReajusteObra

Tanda por bolsa.1:1.99:2.61:0.53

Tanda por bolsa.1:184:2.62:0.5



3. RESULTADOS OBTENIDOS DE LOS ENSAYOS

RESULTADOS OBTENIDOS EN EL DISEÑO DE MEZCLA

ACI Briqueta 1 Briqueta 2 Briqueta 3Lecturas cara atrás cara atrás cara atrás

1 20 28 22 18 24 182 20 23 18 19 19 223 20 24 20 17 22 194 18 18 22 18 24 225 24 20 18 18 24 166 24 17 18 20 22 187 18 25 18 21 20 188 18 20 20 17 19 189 20 18 18 17 22 18

10 20 18 20 18 24 18Peso 12,42 12,734 11,973

desviación 1,0351 2,7516 0,9759 1 1,8645 0,8345

Fuller Briqueta 1 Briqueta 2 Briqueta 3Lecturas Cara Atrás Cara Atrás cara atrás

1 24 22 14 20 24 242 24 28 16 20 24 223 24 20 18 20 26 244 22 20 18 26 28 205 28 22 20 22 26 246 26 20 16 26 18 24


23

7 22 12 12 28 22 228 26 20 14 20 24 229 22 20 18 24 22 22

10 22 24 18 26 28 20peso 12,179 12,941 13,396

1,6667 3,2367 1,8323 2,7124 2,9059 1,069

mod de fineza Briqueta 1 Briqueta 2 Briqueta 3Lecturas Cara Atrás Cara Atrás Cara Atrás

1 28 14 20 20 28 182 22 18 22 20 30 303 22 22 24 20 22 284 20 18 26 26 26 265 26 16 28 22 26 246 26 18 22 26 18 287 22 20 22 28 28 348 26 20 24 20 30 289 24 22 28 24 26 24

10 28 22 20 26 22 22peso 12,719 12,941 13,396

2,4721 1,8516 2,6667 2,7124 2,5071 2,7124

Walker Briqueta 1 Briqueta 2 Briqueta 3Lecturas Cara Atrás Cara Atrás

1 30 30 28 22 24 242 26 24 28 18 20 203 30 30 26 22 27 224 30 26 28 20 28 225 36 28 22 20 18 186 30 29 24 18 26 227 30 26 26 20 22 208 34 24 22 24 18 269 27 24 23 18 26 22

10 30 24 26 24 26 22peso 11,957 12,142 12,713

2,3755 2,2991 1,0954 1,7995 2,6959 1,8559

PromedioBriqueta1 Briqueta 2

Briqueta3

ACI 19,25 18,571 17,875fuller 23,556 19,75 25,429Módulo defineza 20 23,111 25,429Walker 30,3 26,333 22,222


24

Resistencias Alos 7 díasACI 125 125 125Fuller 140 160 180Módulo defineza 160 160 180Walker 250 198 145

Resistenciapromedio 125 ACI

160 fuller166,67 MOD.FINE197,67 Walker

TABLA 2.1Cantidad de cemento

Cantidad de cemento

ACI 390kg

FULLER 397,95kg

MOD.FINEZA 390kg

WALKER 390kg

Cantidad de cemento

386

388

390

392

394

396

398

400

ACI FULLER MOD.FINEZA WALKER

ACIFULLERMOD.FINEZAWALKER


25

TABLA2.2

Cantidad de cemento

ACI 0,195

FULLER 0,195

MOD.FINEZA 0,195

WALKER 0,197

Cantidad de agua

0,194

0,1945

0,195

0,1955

0,196

0,1965

0,197

0,1975

ACI FULLER MOD.FINEZA

WALKER

ACIFULLERMOD. FINEZAWALKER


26

TABLA 2.3

Cantidad de agregado fino

ACI 761,87

FULLER 784,7

MOD.FINEZA 825,7

WALKER 725,83

Cantidad de agregado fino

660680700720740760780800820840



Cantidad de agregado grueso


27

TABLA 2.3

COSTOS DE MATERIALES

PRECIOS EN JULIACA

cementoPreciobolsa 23,5 0,02833

Agregado Precio m3 23 20Agua m3 1,025colocacion hora 98,175

COSTO POR METODO

SIN CONSIDERAR COLOCACIÓN

Cantidad de agregado grueso

880900

920940960

9801000

10201040

ACI FULLER MOD.FINEZA

WALKER

ACIFULLERMOD. FINEZAWALKER

ACI 999,35

FULLER 970,63

MOD. FINEZA 932,23

WALKER 1030,87


28

ACI 234,954814 Soles

FULLER 238,204585 soles

MOD.FINEZA 234,974728 soles

WALKER 234,84361 soles

CONSIDERANDO LA COLOCACIÓN

ACI 237,888445 Soles

FULLER 241,120482 soles

MOD.FINEZA 235,924945 soles

WALKER 237,759445 soles

COSTOS POR METODO

233

234

235

236

237

238

239



COSTOS POR METODO

233234235236237238239240241242




29

Temp.inicial 23,3 día1

23,3 día224,5 día324,5 día4

23 día523 día6

25,2 día624,3 día723,5 día7

Asentamiento cmACI 8,3

8,38,1

MOD.FIN 8,98,98,5

Fuller 8,48,38,2

Walker 87,97,8

4. OP

5. OP

Series1,1, 23.3

Series1,2, 23.3

Series1,3, 24.5

Series1,4, 24.5

Series1,5, 23

Series1,6, 23

Series1,7, 25.2Series1,8, 24.3Series1,9, 23.5

1

2

3

4

5

6

ACI, ACI, 5.3 ACI, , 5.3 ACI, , 5.1

Mod.fineza,ACI, 5.9

Mod.fineza, ,5.9 Mod.fineza, ,

5.5Fuller, ACI,

5.3 Fuller, , 5.3 Fuller, , 5.2Walker, ACI,5 Walker, , 4.9 Walker, , 4.8

Títu

lo d

el e

je

Título del gráfico

ACI

Mod.fineza

Fuller

Walker


30

CAPÍTULO V :

1. CONCLUSIONES

De los cuatro métodos el que más cemento requiere es del Método de Fuller de acuerdo a latabla 2.1

No se llegó a la resistencia a la cual fue diseñada la briqueta a causa de las variaciones detemperatura que se tuvo Sobrepasando los límites de 23ºC-28ºC

2. RECOMENDACIONES

Trabajar a temperaturas cercanas a los 20ªc Hacer un cronograma de actividades apara una adecuada realización de las briquetas Tener conocimiento previo a cerca de los cálculos de los métodos de diseño realizados

en clase.

3. REFERENCIAS

Enrique Riva López, DISEÑO DE MEZCLAS Abanto Castillo , Diseño de mezclas teoría y problemas Tesis Rafael cachay Huamán ACI 206 Reglamento TECNOLOGIA DEL CONCRETO Y DEL MORTERO Escrito por DIEGO AUTOR SANCHEZ DE

GUZMAN pág. 286 ASTM C94 especificaciones del concreto recién mezclado

4. ANEXOS


31


32


33

comparacion de 4 metodos diseño de mezclas

Engineering