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TESIS EDILBERTO Y MARCOS OK OK OK.dTRANSCRIPT
FACULTAD DE INGENIERIA
ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE
INGENIERIA CIVIL
TITULO
“ESTUDIO DE LAS PROPIEDADES FÍSICAS MECÁNICAS Y QUÍMICAS DE LOS AGREGADOS DE LAS CANTERAS “EL ARENAL” Y “RIO CHOTANO” Y SU UTILIZACIÓN EN LOS ELEMENTOS ESTRUCTURALES DE LAS EDIFICACIONES DEL DISTRITO Y PROVINCIA DE CHOTA, DEPARTAMENTO DE CAJAMARCA, PERIODO 2015”
TESIS PARA OPTAR EL TÍTULO PROFESIONAL DE:
INGENIERO CIVIL
AUTORES:
CARUAJULCA VÁSQUEZ, EDILBERTO
ROJAS TUCUNANGO, MARCOS
ASESORES
MG. WILDERD ALEJANDRO CABANILLAS CAMPOS
ING. BERNARDINO CASTRO SAMILLAN
COTA - PERÚ
(2015)
PÁGINA DEL JURADO
Presentada a la Escuela Profesional de Ingeniería Civil de la Universidad Cesar Vallejo – Chiclayo
Para optar el título profesional de:
INGENIERO CIVIL
CADENILLAS CARUAJULCA, EDILBERTO
ESTUDIANTE
ROJAS TUCUNANG, MARCOS
ESTUDIANTE
ING.
PRESIDENTE
ING.
SECRETARIO
ING.
VOCAL
DEDICATORIA
A Dios y a la memoria de mis padres Felipe Santiago Caruajulca Becerra y Estaurófila Vásquez Idrogo, quienes desde el cielo me iluminan; a mis adorados hijos Larkin Hanns, Kary Kimberly, Nátali Meisel Caruajulca Saldaña; a mi esposa Elvira Saldaña Alvarado por haberme apoyado y hacer realidad este sueño.
EDILBERTO
DEDICATORIA
A Dios por darme vida y salud para lograr mis objetivos, y ponerlos al servicio de la sociedad.
A mis padres por el apoyo incondicional y sus valores inculcados a lo largo de toda su formación como tales, de esa manera ponerme en la senda del conocimiento.
A tu paciencia, comprensión, bondad y sacrificio, que me inspiraron a ser mejor para ti y para nuestra adorada hija, ahora puedo decir que esta tesis lleva mucho de ustedes, gracias por estar siempre a mi lado, Editha.
MARCOS.
AGRADECIMIENTO
A la Universidad César Vallejo, por darnos la oportunidad de formarnos con una nueva carrera profesional, a los docentes por el compromiso, motivación permanente para lograr nuestros objetivos, a nuestros compañeros con quienes hemos compartido momentos sobretodo de alegría, a nuestros familiares ya que sin el apoyo de ellos no se haría realidad este sueño, a Dios por darnos salud y fuerza, para conseguir lo que años atrás nos propusimos, a los Asesores: Mg. Wilderd Alejandro Cabanillas Campos, Ing. Bernardino Castro Samillan, por el apoyo incondicional en la realización de este trabajo.
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Los autores.
DECLARATORIA DE AUTENTICIDAD
Nosotros, Caruajulca Vásquez, Edilberto con DNI No.27374406 y Rojas Tucunango, Marcos con DNI No. 41783152, tesistas de la Escuela Profesional de Ingeniería Civil de la Universidad Cesar Vallejo, a efecto de cumplir con las disposiciones vigentes consideradas en el Reglamento de Grados y Títulos de la Universidad Cesar Vallejo, Facultad de Ingeniería, Escuela de Ingeniería Civil, declaro bajo juramento que toda la documentación que acompaño es veraz y auténtica.
En tal sentido asumimos la responsabilidad que corresponda ante cualquier falsedad, ocultamiento u omisión tanto de los documentos como de la información aportada por lo cual nos sometemos a lo dispuesto en las normas académicas de la Universidad Cesar vallejo
Chiclayo, Julio del 2015.
PRESENTACIÓN
Señores miembros integrantes del Jurado Calificador, de conformidad con el Reglamento de Grados y Títulos de la Universidad César Vallejo, presentamos a vuestra consideración la tesis denominada:
“Estudio De Las Propiedades Físicas Mecánicas Y Químicas De Los Agregados De Las Canteras “El Arenal” Y “Rio Chotano” Y Su Utilización En Los Elementos Estructurales De Las Edificaciones Del Distrito Y Provincia De Chota, Departamento De Cajamarca, Periodo 2015”
El presente trabajo de investigación consta de 7 capítulos: El capítulo l está referido a la introducción, en el cual se describe los antecedentes, fundamentación científica, justificación, el problema, hipótesis y objetivos. Capítulo II referido al marco metodológico, donde describe la operacionalización de variables, metodología, tipo de estudio, diseño, población y muestra, técnicas e instrumentos de recolección de datos y métodos de análisis de datos. Capítulo III resultados, describe la evaluación del estudio de las propiedades físicas, químicas y mecánicas de los agregados de las canteras “El Arenal” del Distrito de Conchán y “Rio Chotano” del Distrito de Chota y su utilización en los elementos estructurales de las viviendas del Distrito de Chota. Capítulo IV discusión. Capítulo V se describe las conclusiones. Capítulo VI se describe las recomendaciones; finalmente en el capítulo VII se describen las referencias bibliográficas.
El presente trabajo, es un documento que a partir del mismo puede servir como material de consulta o asesoría de bibliografía, del mismo que se pueden desprender nuevas iniciativas de investigación.
INDICE
Pág.
DEDICATORIA ii
AGRADECIMIENTO iii
PRESENTACIÓN iv
ÍNDICE v
RESUMEN viii
ABSTRACT ix
APITULO I INTRODUCCIÓN
CAPITULO II MARCO METODOLÓGICO
CAPITULO III RESULTADOS
CAPITULO IV DISCUSIÓN
CAPITULO V CONCLUSIONES
CAPITULO VI RECOMENDACIONES
CAPITULO VII REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
ANEXOS
RESUMEN
En el presente trabajo de investigación titulado “estudio de las propiedades físicas mecánicas y químicas de los agregados de las canteras “el arenal” y “rio chotano” y su utilización en los elementos estructurales de las edificaciones del distrito y provincia de Chota, departamento de Cajamarca, periodo 2015, se analiza la calidad de agregados que brindan dichas canteras y que se están utilizando para la fabricación de concreto en todo el distrito de Chota. Después de obtener las muestras representativas de los agregados , procedimos a determinar sus propiedades FISICAS, MECÁNICAS y QUÍMICAS las cuales fueron: Peso específico, el porcentaje de absorción, el contenido de humedad, el peso unitario seco y compactado, el contenido de finos y el módulo de finura de los agregados fino y grueso, resistencia a la abrasión, granulometría de los agregados, determinada por análisis de tamices de N° 100, N° 50, N° 30, N° 16, N° 8, N° 4, 3/8", 3/4", 1", 11/2", 2".,es un elemento importante que nos sirvió, en la determinación del tamaño máximo nominal y por ende, del requerimiento unitario de agua, proporciones del agregado grueso y fino, y de la cantidad del cemento para obtener la trabajabilidad deseada. El peso específico, es de vital importancia, para determinar el peso de los agregados existente en la dosificación, la absorción prueba realizada para realizar correcciones en las dosificaciones de mezclas de concreto. Presentar este trabajo de investigación es una alternativa, la cual podría ser una fuente favorable en la elaboración de concreto para ser utilizado en los elementos estructurales de las viviendas de la ciudad de Chota, el cual a su vez servirá para generaciones futuras que deseen realizar proyectos u obras en las cuales se utilizará este tipo de agregados. Se espera que los resultados obtenidos con una razonable confiabilidad, confirmen la posibilidad de que estos agregados puedan representar una buena alternativa para la elección de los proyectistas o constructores, en el desarrollo de obras y que se pueda tener accesibilidad a este documento, el cual le servirá como guía de apoyo sobre el comportamiento de dichos agregados.
ABSTRACT
CAPITULO I
INTRODUCCIÓN
En el presente trabajo de investigación creemos por conveniente realizar una síntesis de la historia por la que pasó el estudio de los agregados y los procedimientos que se tomaron en cuenta para conseguir un concreto de buena calidad en los cuales se utilizaron las proporciones, esta síntesis lo iniciamos comentando que en el año de 1 900, los Griego y Romanos tales como: Plinio y Vitriuvius se refieren a las primeras proporciones de un aglomerante y una especie de arena en la construcción de cisternas romanas indicando que deben mezclarse cinco partes de arena gravilla pura y dos de cal fuerte y fragmentos de sílice, que fueron los primeros concretos y primeras dosificaciones cuyos buenos resultados se evidencian hasta la actualidad.
En 1 907, los norteamericanos Fuller y Thomson publican un trabajo de investigación dando énfasis a la densidad del concreto aplicando la “Curva de Fuller” para graduar los agregados a máxima densidad, que algunos ingenieros siguen empleando en mezclas. Estos trabajos introducen un método de diseño basado en la granulometría de los agregados.
En 1923, el norteamericano Gilkey plantea las primeras observaciones a la teoría de Abrams y sostiene que los agregados no es un material inerte de relleno, sino que desempeña un papel importante en el comportamiento del concreto. En 1 954, el American concrete Institute (ACI) toma en consideración la angularidad y contenido de vacíos del agregado grueso en el peso unitario seco varillado de volumen de agregado y el peso del agregado grueso en la unidad cúbica del concreto.
En la década de los 70, los investigadores Walker, Bloem y Gaynor, al investigar los factores que afectan la resistencia del concreto confirman que en las mezclas medias y ricas la resistencia es más alta para los menores tamaños máximos del agregado grueso siempre que se mantenga constante la relación agua-cemento.
En el Año 2010 el Ing. Marcelo Barreda en su Tesis “Evaluación de los Agregados Localmente Disponibles Para Ser Empleados en Hormigones de Pavimentos” la Plata-Argentina, menciona que los agregados ocupan un volumen de entre el 60% y el 75% del hormigón y 70% a 85% de la masa es por ello que sus características tendrán un fuerte impacto en las propiedades tanto en estado fresco como endurecido del mismo, así como en la durabilidad de la estructura.
En el 2013, el Bachiller Orlando Brito Camacho, en su Tesis: “Estudio de la combinación de los agregados de las canteras El Gavilán y Otuzco en la elaboración de un concreto F’c= 210 Kg/cm2 Cajamarca, menciona que para obtener concretos de buena calidad primero se debe determinar las propiedades físicas , químicas y mecánicas de los agregados como: Peso específico, peso volumétrico, módulo de finura, porcentaje de humedad y absorción, porcentaje de sustancias orgánicas que perjudican al concreto, contenido de cloruros y sulfatos que pueden afectar al concreto, así tenemos también que en el Artículo civilgeeks Ingeniería y Construcción 2013,
afirma que, aquellos agregados que presentan formas que se acercan a la del cubo, entre los triturados, y a la esfera en el caso de los rodados ofrecen mejor Trabajabilidad y en alguna medida mayor durabilidad que aquellos de forma aplanada o alargada.
En la provincia de Chota, existen numerosas canteras siendo las principales “El Arenal” del Distrito de Conchán en agregado fino y “Rio Chotano” en agregado grueso; de las cuales se extraen para la construcción de los elementos estructurales de la edificaciones de nuestra ciudad, los cuales se utilizan en su mayoría sin ningún criterio técnico, por lo que nos hemos propuesto realizar los estudios físicos, químicos y mecánicos con la finalidad de dar una propuesta técnica para un diseño de mezcla y obtener un concreto de buena calidad para ser utilizado en los elementos estructurales, definiendo los parámetros para evaluar la calidad de los agregados según la Norma Técnica Peruana (NTP) 400.011 y American Society For Testing Materials (Asociación Internacional Para el Ensayo y Materiales ASTM) C 33, que indica lo siguiente: Para el agregado fino el cual proviene de la desintegración natural o artificial de las rocas, que pasa el tamiz 9.51 mm (3/8´´) y queda retenido en el tamiz 0,074 mm (N° 200); además de cumplir con los limites establecido en la norma NTP 400.037 o la norma ASTM C 33 quien deberá cumplir con los siguientes requerimientos: El agregado fino deberá estar libre de cantidades perjudiciales de polvo, terrones, partículas escamosas o blandas, álcalis, materia orgánica, sales u otras sustancias dañinas, la granulometría seleccionada deberá ser preferentemente continua, con valores retenidos en las mallas No 4, No. 8, No. 16, No.30, No.50, y No. 100 de la serie Tyler no deberá retener más del 45% en dos tamices consecutivos cualesquiera, el módulo de finura del agregado fino es el indicador del grosor predominante en el conjunto de partículas de un agregado y no será menor de 2,3 ni mayor de 3.1, las sustancias dañinas no excederán los porcentajes máximos siguientes: Lentes de arcilla y partículas desmenuzables 3%; material más fino que la malla N°200, 5%; carbón 1%, el peso específico de masa es la relación, a una temperatura estable, de la masa en el aire de un volumen unitario de material a la masa en el aire de la misma densidad, de un volumen igual de agua destilada libre de gas.
Se define como agregado grueso al material retenido en el tamiz 4.75 mm (N°4) y cumple los límites establecidos en la norma NTP 400.037 o la norma ASTM C 33. El agregado grueso podrá consistir de grava natural o piedra partida de origen natural o artificial y debe estar gradado dentro de los límites especificados en la norma NTP 400.037 o la norma ASTM C 33, el Tamaño Máximo se define como la abertura del menor tamiz por el cual pasa el 100% de la muestra. El tamaño Máximo Nominal es otro parámetro que se deriva del análisis granulométrico, se da generalmente como referencia de la granulometría y corresponde a la malla más pequeña que produce el primer retenido del agregado grueso y no debe ser mayor que 1/5 de la menor separación entre los lados del encofrado, 1/3 del peralte de la losa, 3/4 del espaciamiento mínimo libre entre las varillas o alambres individuales de refuerzo, paquetes de varillas, cables o ductos de pre esfuerzo. El peso específico de masa saturada superficialmente seca es lo mismo que el peso específico de masa, excepto que la masa incluye el agua en los poros permeables.
El peso específico nominal o aparente, es la relación a una temperatura estable, de la masa en el aire, de un volumen unitario de material, a la masa en el aire de igual densidad de un volumen igual de agua destilada libre de gas, si el material es un sólido, el volumen es igual a la porción impermeable. La absorción es la capacidad que tienen los agregados para llenar de agua los vacíos
permeables de su estructura interna, al ser sumergidos durante 24 horas en ésta, la absorción, depende de la porosidad, y es importante para las correcciones en las dosificaciones de mezclas de concreto. El contenido de humedad, es la cantidad de agua que contiene el agregado en un momento dado. Cuando dicha cantidad se exprese como porcentaje de la muestra seca (en estufa), se le denomina Porcentaje de Humedad, pudiendo ser mayor o menor que el porcentaje de absorción. Los agregados generalmente se los encuentra húmedos, y varían con el estado del tiempo, razón por la cual se debe determinar frecuentemente el contenido de humedad, para luego corregir las proporciones de una mezcla, el agregado fino retiene mayor cantidad de agua que el agregado grueso. El Peso Unitario, es el peso del material seco que se necesita para llenar cierto recipiente de volumen unitario. También se le denomina Peso Volumétrico y se emplea en la conversión de cantidades en Peso a cantidades en volumen y viceversa. El peso unitario de los agregados está en función directa del tamaño, forma y distribución de las partículas, y el agregado de compactación (suelto o compacto),en las arenas, el peso unitario compacto baria entre 1550
gr/cm y 1750gr/cm ; disminuyendo cerca de un 20% para el peso unitario suelto. Resistencia a la abrasión, es la oposición que presentan los agregados sometidos a fuerzas de impacto y al desgaste por abrasión y frotamiento, ya sea de carácter mecánico o hidráulico. Se mide en función inversa al incremento de material fino; y cuando la pérdida de peso se expresa en porcentaje de la muestra original se le denomina porcentaje de desgaste.
El concreto, es la mezcla cemento portland, agregado fino y grueso, aire y agua en proporciones adecuadas para obtener ciertas propiedades prefijas, especialmente la resistencia. El cemento y el agua reaccionan en forma química, uniendo las partículas de los agregados (fino y grueso). Todo esto constituye un material heterogéneo, el concreto endurecido se compone de pasta y agregado, dentro de las propiedades del concreto tenemos la Trabajabilidad que es la facilidad que presenta el concreto fresco para ser mezclado, colocado, compactado y acabado sin segregación y exudación durante estas operaciones; la consistencia o fluidez es la resistencia que opone el concreto a experimentar deformaciones y está definida por el grado de humedecimiento de la mezcla, depende de la forma, tamaño máximo del agregado y de la cantidad de agua usada en la mezcla. La compacidad es la propiedad que debe tener todo concreto de modo que en un volumen fijo quepa la mayor cantidad de agregado grueso y la mayor cantidad de pasta, mientras mayor sea la compacidad el concreto tendrá mayor densidad, el concreto normal, con buena capacidad los valores unitarios varían entre 2300 kg/cm3 a 2 400 kg/m3, la homogeneidad se refiere a que los componentes del concreto se encuentre en las mismas proporciones en cualquier parte de la masa o de masas diferentes de un mismo concreto, la segregación es una propiedad del concreto fresco que implica la descomposición mecánica del hormigón en sus partes constituyentes o sea la separación del agregado grueso del mortero, de modo que su distribución deje de ser uniforme, así mismo la exudación se define como el ascenso de una parte del agua de la mezcla hacia la superficie como consecuencia de la sedimentación de los sólidos; este fenómeno se presenta momento después de que el concreto ha sido colocado en el encofrado. La resistencia en comprensión del concreto es la carga máxima por unidad de área soportada por una muestra, antes de fallar por comprensión (agrietamiento, rotura), como el concreto no es un material linealmente elástico, no sigue en ningún momento la ley de Hooke, es decir que el diagrama esfuerzo deformación no presenta ningún tramo recto. De manera que el “Seudo Modulo De Elasticidad “es la pendiente de la secante a la curva esfuerzo vs deformación
desde el origen a un punto de tención determinada (generalmente la tensión de trabajo), la durabilidad del hormigón es aquella propiedad que se define como la capacidad que éste tiene para resistir la intemperie, acción de productos químicos y desgaste a los cuales estará sometido en el servicio, la impermeabilidad, Propiedad del concreto que puede mejorarse con frecuencia, reduciendo la cantidad de agua en la mezcla.
El cemento es la mezcla de: caliza quemada, hierro, sílice y alúmina así tenemos el cemento pórtland que es un aglomerante hidráulico producido mediante la pulverización del Clinker, compuesto esencialmente de silicato de calcio hidráulico y que contiene generalmente una o más de las formas de sulfato de calcio. Con una adición de yeso y otro material durante la molienda,
El agua es el elemento indispensable para la hidratación del cemento y el desarrollo de sus propiedades por lo tanto debe cumplir ciertos requisitos para cumplir su función en la combinación química, sin ocasionar problemas colaterales si tiene ciertas sustancias que pueden dañar al concreto.
Complementariamente en el curado del concreto se añade agua produciendo hidratación adicional del cemento por lo que esta agua también debe cumplir algunas condiciones para ser usada en el curado del concreto
Conocer las propiedades físico, mecánicas y químicas de los agregados es de vital importancia en el diseño del concreto en las estructuras de las edificaciones ya que estos influyen de manera directa en el comportamiento del mismo de las edificaciones llegando a producirse fallas estructurales por el manejo apresurado (sin análisis) de estos y de un mal análisis.
Antiguamente se decía que los agregados eran elementos inertes dentro del concreto ya que no intervenían directamente dentro de las reacciones químicas, la tecnología moderna establece que siendo este material el que mayor porcentaje de participación tendrá dentro de la unidad cúbica de concreto sus propiedades y características diversas influyen en todas las propiedades del concreto. Es muy importante el análisis de los agregados ya que gracias a estas propiedades podremos formar un concreto de características relacionadas con las mencionadas, si el análisis de estas es fallido el concreto que formaremos no tendrá los requerimientos para el cual fue fabricado. Por ello expondremos de manera didáctica y comprensiva el procedimiento correcto para el análisis de los agregados y la exposición de los mismos. Las características físicas - mecánicas y químicas de los agregados tienen importancia en la trabajabilidad, consistencia, durabilidad y resistencia del concreto. El objetivo final del ingeniero es diseñar estructuras seguras, económicas y eficientes. Siendo el concreto un material de construcción de uso extenso debido a sus muchas características favorables, es muy importante que el ingeniero civil conozca las propiedades de sus componentes para producir un concreto de alta calidad para una determinada
PROBLEMA.
¿En Qué Medida, Las Propiedades Físicas, Mecánicas Y Químicas De Los Agregados De Las Canteras “El Arenal” Y “Rio Chotano” Influyen En La Calidad De Los Elementos Estructurales De Las Edificaciones Del Distrito Y Provincia De Chota, Departamento De Cajamarca, Periodo 2 015?
HIPOTESIS.
El estudio de las propiedades físicas, químicas y mecánicas de los agregados de las canteras “El Arenal” y “Rio Chotano” influyen en la calidad de los elementos estructurales de las edificaciones de la ciudad de Chota, Provincia de Chota, departamento de Cajamarca, periodo 2015.
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OBJETIVOS:
OBJETIVO GENERAL.
Determinar las propiedades físicas, mecánicas y químicas del agregado fino de la Cantera “El Arenal” distrito de Conchán y grueso de la cantera “Rio Chotano” Distrito de Chota, Provincia De Chota.
Este objetivo se cumplirá realizando los análisis de laboratorio respectivo a los agregados, para luego comparar con las especificaciones de la norma técnica peruana (NTP) 400.011 o la ASTM C 33(American Society For Testing Materials (Asociación Internacional Para el Ensayo y Materiales)
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
1.3.1. Realizar el análisis granulométrico de los agregados fino y grueso, de las Canteras “El Arenal” y “Rio Chotano”.
1.3.2. Determinar el porcentaje de absorción y contenido de humedad, peso unitario suelto y compactado, peso específico de masa y presencia de materia orgánica.
II. MARCO METODOLÓGICO
2.1. VARIABLES.
2.1.1. VARIABLE DEPENDIENTE: La Construcción
2.1.2. VARIABLE INDEPENDIENTE: Propiedades Físicas Químicas Y Mecánicas De Los Agregados Fino Y Gruso.
2.2. OPERACIONALIZACIÓN DE VARIABLES.
VARIABLE DEFINICIÓN CONCEPTUAL
DEFINICIÓNOPERACIONAL
INDICADORES ESCALA DE MEDICIÓN
V D: LA CONSTRUCCION
Es el proceso o el arte de fabricar edificios e infraestructuras
Es la medida del RendimientoDe la mano de obra
Eficiencia de la mano de obra
Kg/cm2
Pulgadas
V I: LA: Propiedades Físicas, Químicas y Mecánicas Del Agregado Fino y grueso
Son las características específicas que presenta el agregado fino.
Cumplimiento de los estándares de calidad de los agregados
Porcentajes Que Atraviesa Los Tamices
Porcentaje
2.3. METODOLOGÍA.
El desarrollo de nuestra investigación se desarrolló de la siguiente manera:
A. Extracción del agregado fino de la cantera “El arenal” del Distrito de Conchán.
B. Extracción del agregado Grueso de la cantera “Rio Chotano” del Distrito de Chota
C. Análisis de las propiedades físicas, químicas y mecánicas de los agregados en el laboratorio “Mecánica de suelos y exploración veo técnica – corporación Sánchez E.I.R.L” de acuerdo a la Norma Técnica Peruana (NTP) 400.011 y American Society For Testing Materials ( ASTM) C 33 , como son:
Análisis granulométrico de los agregados fino y grueso según la NTP 400.037. Módulo de finura de los agregados fino y grueso de acuerdo a la NTP 334.045 y ASTM C
125. Peso específico y porcentaje de absorción de los agregados fino y grueso según la NTP
400.021-400.022 y ASTM C 127-C 128. Peso unitario de los agregados según la NTP 400.017 y ASTM C 29. Cantidad de material fino que pasa la malla No. 200 según la Norma ASTM C-117 Terrones de arcilla y partículas deleznables según la Norma ASTM C-142/AASHTO T-112 Equivalente de arena –Chancado según la Norma ASTM D-2419/AASHTO T-176. Partículas livianas (deletéreos pasante la malla No.200) en los agregados, según la norma
ASTM C-123. Resistencia a la abrasión de acuerdo a la NTP 400.019-400.020 y ASTM C 131. Análisis Químico de los agregados Fino y grueso. Diseño de Mezcla a través del “Método de fineza de los agregados” de acuerdo a NTP y
ASTM como: Determinación de la dosificación optima de agregados.
2.4. TIPO DE ESTUDIO. El presente trabajo de investigación está de acuerdo al enfoque cuantitativo, ya que se pretende determinar las propiedades físicas, químicas y mecánicas de los agregados de las canteras “El Arenal” Distrito de Conchán y “Rio Chotano” Distrito de Chota.
2.5. DISEÑO. Nuestra investigación tiene un diseño no experimental, ya que se observarán los fenómenos tal como se dan en su contexto natural, los analiza en un tiempo determinado y se describe relaciones causales entre variables.
2.6. POBLACIÓN, MUESTRA Y MUESTREO.
POBLACIÓN: Viene a ser los agregados fino y grueso de las canteras de la provincia de Chota.
MUESTRA: Agregados fino de la cantera el “Arenal” del distrito de Conchán y grueso de la cantera “Rio Chotano” del Distrito de Chota.
2.7. TÉCNICAS E INSTRUMENTOS DE RECOLECCIÓN DE DATOS.
INSTRUMENTO: Ficha de observación.
TÉCNICA: Observación.
2.8. MÉTODOS DE ANÁLISIS DE DATOS.
Se procesaron los datos mediante el software de Excel.
Se analizaron los resultados en base a las normas ASTM y NTP y de acuerdo al tiempo de elaboración y ensayo a compresión uniaxial de los especímenes (Probetas)
2.9. ASPECTOS ÉTICOS. Se respetaron todos los aportes de los autores en la bibliografía.
III. RESULTADOS.
3.1. ANÁLISIS DE LABORATORIO DEL AGREGADO FINO.
3.1.1. ANALISIS GRANULOMÉTRICO DEL AGREGADO FINO DE LA CANTERA “EL ARENAL”-DISTRITO DE CONCHÁN. Se llevó a cabo el análisis granulométrico de acuerdo a la NTP 400.037 y la ASTM C 136, realizándose 03 ensayos, como se muestra a continuación.
ENSAYO GRANULOMÉTRICO POR TAMIZADO No.01
(989.7 g)
TAMIZABERTURA (mm)
PESO. RET. (gr)
% RETENIDO % RET.
ACUM.
% QUE PASA
4 4.750 0.0 0.0 0.0 100.0
8 2.360 20.3 2.1 2.1 98.0
16 1.190 165.0 16.7 18.7 81.3
30 0.600 167.6 16.9 35.7 64.4
50 0.300 205.0 20.7 56.4 43.6
100 0.150 198.0 20.0 76.4 23.6
200 0.075 178.0 18.0 94.4 5.6
CAZOLETA 55.8 5.6 100.0
ENSAYO GRANULOMÉTRICO POR TAMIZADO No.02
(955.7 g)
ENSAYO GRANULOMÉTRICO POR TAMIZADO No.03.
(896.3 g)
TAMIZABERTURA (mm)
PESO. RET. (gr)
% RETENIDO % RET.
ACUM.
% QUE PASA
4 4.750 0.0 0.0 0.0 100.0
8 2.360 21.60 2.2 2.2 97.8
16 1.190 154.0 16.1 18.3 81.7
30 0.600 145.0 15.2 35.5 66.5
50 0.300 149.0 15.6 49.1 50.9
100 0.150 245.0 25.6 74.7 25.3
200 0.075 187.3 19.6 94.3 5.7
CAZOLETA 54.4 5.7 100.0
TABLA PROMEDIO DEL ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO DEL AGREGADO FINO DE LA CANTERA “EL ARENAL”- DISTRITO DE CONCHÁN
La granulometría del agregado fino no cumple con las especificaciones de la norma técnica peruana
TAMIZABERTURA (mm)
PESO. RET. (gr)
% RETENIDO % RET.
ACUM.
% QUE PASA
4 4.750 0.0 0.0 0.0 100.0
8 2.360 35.0 3.9 3.9 96.1
16 1.190 102.0 11.4 15.3 84.7
30 0.600 190.0 21.2 36.5 63.5
50 0.300 178.0 19.9 56.3 43.7
100 0.150 205.6 22.9 79.3 20.7
200 0.075 154.0 17.2 96.5 3.5
CAZOLETA 31.17 3.5 100.0
TAMIZABERTURA (mm)
PESO. RET. (gr)
% RETENIDO % RET.
ACUM.
% QUE PASA
4 4.750 0.0 0.0 0.0 100.0
8 2.360 25.43 2.73 2.73 97.30
16 1.190 140.33 14.73 17.43 82.57
30 0.600 167.53 17.77 35.23 64.8
50 0.300 177.33 18.73 53.93 46.07
100 0.150 216.20 22.83 76.8 23.20
200 0.075 173.1 18.27 95.07 4.93
CAZOLETA 47.30 4.93 100.0
GRAFICO N°
0.01 0.1 1 100
20
40
60
80
100
120
CURVA DE DISTRIBUCION GRANULOMETRICA (mm)
LiLsCURVA AF
DIAMETRO (mm)
% Q
UE P
ASA
De la gráfica se observa que el material no está bien gradado
3.1.2. CÁLCULO DEL MÓDULO DE FINURA DEL AGREGADO FINO DE LA CANTERA “EL ARENAL”- DISTRITO DE CONCHÁN.
Se calculó el módulo de finura de acuerdo a la NTP 334.045 y en base a los resultados del análisis granulométrico, de la siguiente manera:
MÓDULO DE FINURA DEL ENSAYO No.01
M.F = 1.89.
MÓDULO DE FINURA DEL ENSAYO No.02
.
MÓDULO DE FINURA DEL ENSAYO No.03
MÓDULO DE FINURA PROMEDIO.
.
3.1.3.-PESOS ESPECÍFICOS Y ABSORCIÓN DEL AGREGADO FINO DE LA CANTERA “EL ARENAL” DEL DISTRITO DE CONCHÁN.
El cálculo de los pesos específicos y absorción del agregado fino, se tuvo en cuenta la Norma Técnica Peruana 400.022 y la ASTM C-128, se preparó 500g en el estado saturado superficialmente seco (SSS), el mismo que fue introducido en el frasco que contenía agua, con la finalidad de extraer los vacíos existentes :
A Peso Mat. Sat. Sup. Seco ( en Aire ) (gr) 500 500
B Peso Frasco + agua 630.8 660
C Peso Frasco + agua + A (gr) 1130.8 1160
D Peso del Mat. + agua en el frasco (gr) 942.3 970.9
E Vol de masa + vol de vacío = C-D (gr) 188.5 189.1
F Pe. De Mat. Seco en estufa (105ºC) (gr) 489.3 488.9
G Vol de masa = E - ( A - F ) (gr) 177.8 178.0 PROMEDIO
Pe bulk ( Base seca ) = F/E 2.596 2.585 2.591
Pe bulk ( Base saturada ) = A/E 2.653 2.644 2.648
Pe aparente ( Base Seca ) = F/G 2.752 2.747 2.749
% de absorción = ((A - F)/F)*100 2.187 2.270 2.229
3.1.4. PESOS UNITARIOS DEL AGREGADO FINO.
3.1.4.1. PESO UNITARIO SUELTO.
ENSAYO
1 2 3 PROMEDIO
Peso Muestra +molde (g)
9889 9906 9899
Peso Molde (g) 6507 6507 6507
PESO NETOMUESTRA (g)
3382 3399 3392
VOLUMEN DELMOLDE (cc)
2121 2121 2121
PESO UNITARIO(kg/m3)
1595 1603 1599 1599
3.1.4.2. PESO UNITARIO VARILLADO.
ENSAYO 1 2 3 PROMEDIOPeso Muestra +molde (g)
10144 10189 10201
Peso Molde (g) 6507 6507 6507
PESO NETOMUESTRA (g)
3637 3682 3694
VOLUMEN DELMOLDE (cc)
2121 2121 2121
PESO UNITARIO(kg/m3)
1715 1736 1742 1731
3.1.5. CANTIDAD DE MATERIAL FINO QUE PASA LA MALLA No.200
(ASTM C-117 Y MTC E 202-2000).
No. TARROPeso Tarro + suelo seco (g) 702.3Peso Tarro + suelo seco (lavado No.200) (g) 678.2Peso del Tarro (g) 0.0Pérdida de suelo que pasa No. 200 (g) 24.1% de material que pasa No.200 (%) 3.4
3.1.6. TERRONES DE ARCILLA Y PARTÍCULAS DELEZNABLES (ASTM C-142/AASHTO T-112/ MTC E-212 200.
ENSAYO No.01
Tamaño del AgregadoPeso antes del ensayo
Peso después
del ensayoA E Escalonado
Original (%)Contenido Parcial (%)
TAMICES (g) (g) (W-R) (A/W)Malla No.4 a la No.16 186.3 185.3 1 0.5 44 0.24Porcentaje de terrones de arcilla: 0.24
ENSAYO No.02
Tamaño del AgregadoPeso antes del ensayo
Peso después
del ensayoA E Escalonado
Original (%)Contenido Parcial (%)
TAMICES (g) (g) (W-R) (A/W)Malla No.4 a la No.16 175.7 174.9 0.8 0.5 44 0.20Porcentaje de terrones de arcilla: 0.20
3.1.7. EQUIVALENTE DE ARENA – CHANCADO (ASTM D-2419/AASHTO T-176)
ENSAYO No.01
Muestra Arena Chancado (lavado)
DATOS IDENTIFICACIÓNPromedio1 2 3
Tamaño máximo (pasa malla No.4 (mm) 4.75 4.75 4.75Hora de entrada a saturación 14.1 14.12 14.14Hora de salida de saturación (mas d 10') 14.2 14.22 14.24Hora de entrada a decantación 14.22 14.24 14.26Hora de sal. De decanta. (mas 20') 14.42 14.44 14.46Altura máxima de material fino (cm) 4.8 4.7 4.7Altura máxima de la arena (cm) 3.5 3.5 3.6Equivalente de arena (%) 73 74 77 75
ENSAYO No.02
Muestra Arena Chancado (lavado)
DATOS IDENTIFICACIÓNPromedio1 2 3
Tamaño máximo (pasa malla No.4 (mm) 4.75 4.75 4.75Hora de entrada a saturación 09.18 09.20 09.22Hora de salida de saturación (mas de 10') 09.28 09.30 09.32
Hora de entrada a decantación 09.30 09.32 09.34Hora de sal. De decanta. (mas 20') 09.50 09.52 09.54Altura máxima de material fino (cm) 4.70 4.60 4.70 Altura máxima de la arena (cm) 3.60 3.50 3.50Equivalente de arena (%) 77 76 74 76
3.1.8. PARTÍCULAS LIVIANAS (DELETEREOS PASANTE No.200) EN LOS AGREGADOS.
(MTC E 211-1 999-ASTM C-123)
ENSAYO No.01
AGREGADO FINOTAMAÑO MAX. DE AGREG. A (g) RETEN.TAMIZ
B peso Recipiente C (g) D (g) D/A
PROMED.
No 4 200 No. 50 300 199.4 0.6 0.3No 4 200 No.50 300 199.7 0.3 0.2No.4 200 No.50 300 199.6 0.4 0.2% PARTÍCULAS LIVIANAS 0.22
ENSAYO No.02
AGREGADO FINOTAMAÑO MAX. DE AGREG. A (g) RETEN.TAMIZ
B peso Recipiente C (g) D (g) D/A
PROMED.
No 4 200 No. 50 300 198.9 1.1 0.5No 4 200 No.50 300 199.5 0.0.5 0.3No.4 200 No.50 300 198.7 1.3 0.7% PARTÍCULAS LIVIANAS 0.48
3.1.9. ANALISIS QUÍMICO DEL AGREGADO FINO.
3.1.9.1. DETERMINACIÓN DE CLORUROS Y SULFATOS.
(NTP 339.177; NTP339.178; AASHTO T 290; AASHTO T 291)
CLORUROS SULFATOS(%) (ppm) (%) (ppm)
0.026 26 0.019 190.024 24 0.015 150.025 25 0.017 17
PROMEDIO PROMEDIO PROMEDIO PROMEDIO
3.1.9.2. ENSAYO DE INALTERABILIDAD DE ARIDOS POR USO DE SULFATO DE MAGNESIO
(ASTM C-88/AASHTO T-104)
TAMAÑO
PESO REQUERIDO
(g)PESO
INICIAL(g)PESO
FINAL (g)
PERDIDAESCALONADO ORIGINAL (g)
PERDIDA CORREGIDA (g)PESO
%
3/8 N°4 100 100.00 86.9 13.1 13.10 0.0 0.000N° 04 N° 08 100 100.00 90.3 9.7 9.70 2.2 0.213N° 08 N° 16 100 100.06 89.9 10.2 10.15 16.1 1.636N°16 N°30 100 100.08 85.7 14.4 14.37 15.2 2.18N°30 N°50 100 100.01 88.6 11.4 11.4 15.6 1.779DURABILIDAD - AGREGADO FINO (%) 11.8
3.1.9.3. IMPUREZAS ORGÁNICAS MTC E-213.
COLOR STANDARD – MODEL CT - 97
TABLA DE R E S U L T A D O D E L A P R U E B A
COLORES COLOR DEL LIQUIDO
ESTANDAR DE LA MUESTRA
REQUIERE OTRAS PRUEBAS DE
VERIFICACION
CONTENIDO DE COMPONENTE ORGÁNICO
ACEPTABLE
MAS
O
SCU
RO
POSIBILIDAD DE CONTENIDO DE
COMPONENTE ORGANICO DANIÑO
P
R U
E
B
A
INTERPRETACION CONCLUSIONM
AS
CLA
RO
POCO O NINGUN CONTENIDO DE
COMPONENTE ORGÁNICO DANIÑO
APROBADO PARA USOxCOLOR
ESTANDA
R DE
REFE-
RENCIA
2
1
3
4
5
3.2. ANÁLISIS DE LABORATORIO DEL AGREGADO GRUESO.
3.2.1. ANALISIS GRANULOMÉTRICO DEL AGREGADO GRUESO DE LA CANTERA “RIO CHOTANO” DEL DISTRITO DE CHOTA.
ENSAYO GRANULOMÉTRICO POR TAMIZADO No.01
(25263 g)
ENSAYO GRANULOMÉTRICO POR TAMIZADO No.02
(23014.0 g)
TAMIZABERTURA (mm)
PESO. RET. (gr)
% RETENIDO % RET.
ACUM.
% QUE PASA
1 1/2” 38.100 0.0 0.0 0.0 100.0
1” 25.400 5569.0 22.0 22.0 78.0
3/3” 19.050 6125.0 24.2 46.3 53.7
1/2" 12.500 5893 23.3 69.6 30.4
3/8” 9.500 4887.0 19.3 89.0 11.1
1/4 “ 6.350
No.4 4.750 2789 11.0 100.0 0.0
CAZOLETA
TAMIZABERTURA (mm)
PESO. RET. (gr)
% RETENIDO % RET.
ACUM.
% QUE PASA
1 1/2” 38.100 0.0 0.0 0.0 100.0
1” 25.400 4478.0 19.5 19.5 80.5
3/3” 19.050 5896.0 25.6 45.1 54.9
1/2" 12.500 4235.0 18.4 63.5 36.5
3/8” 9.500 3784 16.4 79.9 20.1
1/4 “ 6.350
No.4 4.750 3045.0 13.2 93.2 6.8
CAZOLETA
ENSAYO GRANULOMÉTRICO POR TAMIZADO No.03
(23014 g)
Tamaño Máximo (TM)
Tamaño Máximo Nominal (TMN):
TABLA PROMEDIOTAMIZ ABERTURA (mm) PESO. RET. (gr) % RETENIDO % RET. ACUM % QUE PASA1 1/2” 38.10 0.00 0.00 0.00 100.001” 25.40 4832.67 20.23 20.23 79.773/4” 19.05 5833.00 24.50 44.77 55.231/2" 12.50 5363.33 22.50 67.27 32.733/8” 9.50 4138.67 17.30 84.57 15.471/4 “ 6.35N° 4 4.75 10434.67 11.73 96.33 2.27CAZOLETA
GRAFICO N°
TAMIZABERTURA (mm)
PESO. RET. (gr)
% RETENIDO % RET.
ACUM.
% QUE PASA
1 1/2” 38.100 0.0 0.0 0.0 100.0
1” 25.400 4451.0 19.2 19.2 80.8
3/3” 19.050 5478.0 23.7 42.9 57.1
1/2" 12.500 5962 25.8 68.7 31.3
3/8” 9.500 3745 16.2 84.8 15,2
1/4 “ 6.350
No.4 4.750 25470 11 95.8
CAZOLETA
1 10 1000
20
40
60
80
100
120
CURVA DE DISTRIBUCION GRANULOMETRICA (mm)
Li Ls CURVA AG
DIAMETRO (mm)
% Q
UE
PASA
De acuerdo al grafico n° el material está bien gradado
3.2.2. CÁLCULO DEL MÓDULO DE FINURA DEL AGREGADO GRUESO DE LA CANTERA “RIO CHOTANO”- DISTRITO DE CHOTA.(ASTM D-422/AASHTO T-88)
Se procedió al cálculo del módulo de finura en base a los resultados del análisis granulométrico de la siguiente manera:
ENSAYO No.01: M.F.= 7.35 ENSAYO No.02: M.F. =7.11 ENSAYO No.03: M.F. = 7.19
M.F.promedio = 7.22
3.2.3. GRAVEDAD ESPECÍFICA Y ABSORCIÓN DEL AGREGADO GRUESO.
( Norma ASTM C-127/AASHTO T-85.).
A Peso Mat.Sat. Sup. Seca ( En Aire ) (gr) 1421.9 1607
B Peso Mat.Sat. Sup. Seca ( En Agua ) (gr) 882.9 999
C Vol. de masa + vol de vacíos = A-B (gr) 539 608
D Peso material seco en estufa ( 105 ºC )(gr) 1394.3 1578
E Vol. de masa = C- ( A - D ) (gr) 511 579 PROMEDIO
Pe bulk ( Base seca ) = 2.587 2.595 2.591
D/CPe bulk ( Base saturada) = A/C 2.638 2.643 2.641
Pe Aparente ( Base Seca ) = D/E 2.726 2.725 2.726
% de absorción = (( A - D ) / D * 100 ) 1.979 1.838 1.909
3.2.4. PESO UNITARIO SUELTO SECO TAMAÑO MAXIMO .
(NTP.400.017, ASTM C - 29).
ENSAYO 1 2 3 PROMEDIO
PESO MUESTRA + MOLDE (gr.) 9784 9625 9448
PESO MOLDE (gr.) 6507 6507 6507
PESO NETO MUESTRA (gr.) 3277 3118 2941
VOLUMEN DEL MOLDE (cc) 2121 2121 2121
PESO UNITARIO (Kg/m3) 1545 1470 1387 1467
3.2.5. PESO UNITARIO VARILLADO
ENSAYO 1 2 3 PROMEDIO
PESO MUESTRA + MOLDE (gr.) 9784 9921 9963
PESO MOLDE (gr.) 6507 6507 6507
PESO NETO MUESTRA (gr.) 3277 3414 3456
VOLUMEN DEL MOLDE (cc) 2121 2121 2121
PESO UNITARIO (Kg/m3) 1545 1610 1629 1595
3.2.6. PARTICULAS CHATAS Y ALARGADAS (3:1) TAMAÑO Máx 1 1/2"
ASTM D-4791
TAMAÑOS DE AGREGADOS A B C D E
PASA TAMIZ RETENIDO TAMIZ (gr.) (gr.) ((B/A)*100) % PARCIAL C*D
1 1/2" 1" 2845.0 289.0 10.2 19.2 195.3
1" 3/4" 1524.0 129.0 8.5 23.7 200.4
3/4" 1/2" 702.0 45.0 6.4 25.8 165.1
1/2" 3/8" 156.0 32.0 20.5 16.2 331.9
5227.0 84.8 892.7
PORCENTAJE DE CHATAS Y ALARGADAS TOTAL E10.5%
TOTAL D
3.2.7. PARTICULAS DE CARAS FRACTURADAS
ASTM D-5821 / MTC E-210 2000
TABLA N° 1
TAMAÑO DEL AGREGADO A B C D EPASA TAMIZ RETENIDO EN TAMIZ ( g ) ( g ) ((B/A)*100 ) ( % ) C*D
1 1/2" 1" 2845.0 2705.0 95.08 19.2 18.31" 3/4" 1942.0 1821.0 93.77 23.7 22.2
3/4" 1/2" 1354.0 1204.0 88.92 25.8 22.91/2" 3/8" 758.0 657.0 86.68 16.2 14.0
TOTAL 6899 6387.0 84.8 77.4PARTICULAS CON 1 CARA FRACTURADA (%): 91.2
TABLA N° 2TAMAÑO DEL AGREGADO A B C D E
PASA TAMIZ RETENIDO EN TAMIZ ( g ) ( g ) ((B/A)*100 ) ( % ) C*D
1 1/2" 1" 2845.0 2354.0 82.74 19.2 15.9
1" 3/4" 1942.0 1765.0 90.89 23.7 21.53/4" 1/2" 1354.0 845.0 62.41 25.8 16.11/2" 3/8" 758.0 565.0 74.54 16.2 12.1
TOTAL 6899 5529.0 84.8 65.6PARTICULAS CON 2 CARAS FRACTURADA
(%): 77.3
3.2.8. TERRONES DE ARCILLA Y PARTICULAS DELEZNABLES (AGREGADO GRUESO) TAMAÑO Máx. 1 1/2"
ASTM C-142 / AASHTO T-112 / MTC E-212 2000
Tamaño del AgregadoPeso antes Peso
despues A E Escalonado Original
(%)
Contenido Parcial
(%)del ensayo del ensayo
TAMICES (g) (g) ( W - R) ( A / W)
3/4" - 1 1/2" 3000.0 2997.5 2.5 0.1 42.9 0.04
3/8" - 3/4" 2000.0 1996.8 3.2 0.2 41.9 0.07
Nro. 4 - 3/8" 1000.0 990.8 9.2 0.9 11.0 0.10
Total: 6000.0 95.8 41.76000
Porcentaje de Terrones de Arcilla : 0.20
3.2.9. PARTICULAS LIVIANAS (DELETEREOS PASANTE Nº 200) EN LOS AGREGADOS (NORMA MTC E 211 - 1999 - ASTM C - 123)
AGREGADO GRUESO
TAMAÑO MAX. A RETENIDO B C DD/A
PROMEDIO
DE AGREGADO ( g ) TAMIZ Peso Recipiente( g ) ( g ) ( g )
1 1/2" 3000 N° 4 3000.0 2996.0 4.0 0.1
1 1/2" 3000 N° 4 3000.0 2978.0 22.0 0.7
1 1/2" 3000 N° 4 3000.0 2979.0 21.0 0.7
% PARTICULAS LIVIANAS 0.52
3.2.10. DETERMINACION DE CLORUROS/ SULFATOS
(NORMA NTP 339.177/ NTP 339.178 ; AASHTO T 290, AASHTO T 291)
AGREGADO GRUESOCLORUROS SULFATOS
(%) (ppm) (%) (ppm)
0.029 29 0.020 20.00
0.020 20 0.015 15.00
0.025 24.5 0.0175 17.5
PROMEDIO PROMEDIO PROMEDIO PROMEDIO
3.2.11. DETERMINACION DE CARBON Y LIGNITO
(NORMA MTC E 215 - 1999, ASTM D 123)
AGREGADO GRUESOIDENTIFICACION 1 2 3
PESO RECIPIENTE 300.0 300.0 300.0
A PESO DE MUESTRA SECA 500.0 500.0 500.0
B PESO FILTRO (GASA) 15.24 15.12 14.89
C PESO FILTRO + PARTICULAS DECANTADAS SECO 16.41 16.35 16.12
D PESO DE PARTICULAS DECANTADAS 1.2 1.2 1.2
% DE CARBON Y LIGNITO (D/A)x100 0.23 0.25 0.25
% PROMEDIO 0.24
3.3 DISEÑO DE MEZCLA METODO A.C.I – COMITÉ 211
CÁLCULOS Y RESULTADOS:1. CÁLCULO DE LA RESISTENCIA PROMEDIO: (F’cr). Partiendo del hecho que
siempre existe dispersión aun cuando se tenga un control riguroso tipo laboratorio debe tenerse en cuenta en la dosificación de una mezcla las diferentes dispersiones que se tendrán en obra según se tenga un control riguroso o no y por tanto se recomienda diseñar para valores más altos que el f’c especificado.
Se puede considerar la resistencia promedio con que uno debe diseñar una mezcla, teniendo en cuenta lo siguiente.
Tomando en cuenta el segundo criterio:
Como no se tiene registro de resistencias de probetas correspondientes a obras y proyectos
anteriores se toma el f´cr tomando en cuenta la siguiente tabla:
f´c f´cr
Menos de 210 f´c+70
210-350 f´c+84
Mayor 350 f´c+98
f´cr = f´c + 84
⇒ f´cr = 210 + 84 = 294 Kgcm2
∴ f´cr = 294 Kgcm2
2. DETERMINACIÓN DEL T M N DEL AGREGADO GRUESO.
TMN = 1 1/2”
3. DETERMINACIÓN DEL SLUMP. plástico
Slump: 3” – 4”
4. DETERMINACIÓN DE LA CANTIDAD DE AGUA O VOLUMEN DE AGUA DE MEZCLADODe acuerdo a la tabla 10.2.1 confeccionada por el comité 211 del ACI, que se toma en
cuenta el TMN, su asentamiento o slump y teniendo en cuenta si tiene o no aire
incorporado.
En nuestro caso el TMN es de 3/4”, el slump varia de 3” a 4” , sin aire incorporado el valor
sería:
Volumen de Agua de mezcla = 185 lts/m3
5. DETERMINACIÓN DEL CONTENIDO DE AIRE.Según tabla 11.2.1, que toma en cuenta el TMN.
Volumen de Aire = 1 %
6. DETERMINACIÓN DE LA RELACIÓN a/c.Teniendo en cuenta la tabla 12.2.2, RELACIÓN AGUA CEMENTO POR RESISTENCIA.
Esta tabla esta en relación al aire no incorporado y al f´cr a los 28 día, siendo esta relación:
a/c = 0.64
NOTA: Por ser un concreto NO expuesto a condiciones severas, sólo se determinará la
relación a/c por resistencia, mas no por durabilidad.
7. CÁLCULO DEL FACTOR CEMENTO (FC)
FC =
VolumendeAgua de mezclaa
c =
1850 .64
FC = 289.06 Kg/m3
Que traduciendo a bolsas/m3 será:
FC=(289.06 Kg/m3)/42.5=6.8 bolsas/m3
8. CANTIDAD DE AGREGADO GRUESO: Para un módulo de finura del agregado fino de 3.2 y para un TMN=3/4’’, haciendo uso de la tabla 16.2.2 e interpolando:
2.40 --- 0.76
2.60 --- 0.74
1.86 --- x
1.86−2.42.6−2.4
= x−0.760.74−0.76
De donde X= 0.814b
bo=0.814 → b=0.814∗1595 K g
m3 =1298.33 K g /m3
Dónde: b= PUV del agregado grueso suelto seco b0= PUV del agregado grueso seco compactado
9. CÁLCULOS DE VOLUMENES ABSOLUTOS (Cemento, agua, aire).
— Cemento = 289.06
3.11∗1000 = 0.0929 m3
— Agua de mezcla = 185
1000 = 0.185 m3
— Aire = 1 % = 0.01 m3
— Agregado Grueso = 1298.33
2.641∗1000 = 0.491 m3
------------
Σ V absolutos = 0.7789 m3
10. CÁLCULO DEL PESO DEL AGREGADO FINO:1- 0.7789m3=0.2211m3
Peso del Agregado Fino=0.2211 m3*(2.648*1000)=585.47 K gm3
11. VALORES DE DISEÑO CEMENTO: 289.06Kg /m3
AGUA=185 l/m3
AIRE: 1% AGREGADO GRUESO: 1298.33 Kg /m3
AGREGADO FINO: 585.47 Kg/m3
12. CORRECCIÓN POR HUMEDAD DE LOS AGREGADOS Utilizando el contenido de humedad en el momento en que se realiza el ensayo, puesto que como
sabemos tanto la absorción como el contenido de humedad son parámetros que cambian, y se tiene
que corregir tomando en cuenta estos factores en el momento de realización de la práctica.
AGREGADO FINO: 585.47*((0.0218)+1)=598.23 Kg/m3
AGREGADO GRUESO: 1298.33* ((0.0197)+1)=1323.9 Kg/m3
13. HUMEDAD SUPERFICIAL(W- % Abs)
AGREGADO FINO: 2.18 – 2.229 = - 0.049%AGREGADO GRUSO: 1.97 – 1.909 = + 0.061% --------------- +0.012
14. APORTE DE AGUA A LA MEZCLA
(W- % Abs)*Peso Seco /100
AGREGADO FINO: 585.47∗0.049
100=−0.286 lts
m3
AGREGADO GRUESO: 1298.33∗0.061
100=+0.791 lts
m3
------------------APORTE DE AGUA: + 0.505 lts/m3
15. AGUA EFECTIVA: 185 lts/m3- (0.505 lts/m3)=184.5 lts/m3
16. PROPORCIONMIENTO EN PESO DE DISEÑO: 289.06289.06
: 598.23289.06
: 1323.9289.06
.184.5
6.8 → 1 :2.06 :4.58 .
27.13
IV. DISCUSIÓN
4.1. ANALISIS DE RESULTADOS De los resultados obtenidos se puede analizar: AGREGADO FINO: Modulo de Finura: El análisis granulométrico de la arena se complementa calculando su modulo de finura, que es igual a la centésima parte de la suma de los porcentajes retenidos acumulados
en cada una de las mallas de la serie estándar. De ordinario se considera que la arena presenta un modulo de finura no adecuado para la fabricación de concreto, debido a que no entra ni siquiera al menor rango establecido (modulo de finura tolerable) en la tabla 4 que va desde 2.70 a 3.50. Las arenas cuyo modulo de finura es inferior a 2.70, normalmente se consideran demasiado finas y son un perjudicial para esta aplicación, por que suelen requerir mayores consumo de pasta de cemento, lo cual repercute adversamente en los cambios volumétricos y en el costo del concreto. En extremo opuesto, las arenas con modulo de finura mayor de 3.50 resultan demasiado gruesas y también se les juzga inadecuadas por que tienden a producir mezclas de concreto ásperas, segregables y proclives al sangrado. La arena ensaya en el laboratorio posee un modulo de finura de 2,34 lo que dice que es una arena demasiado fina, si esta arena si utilizara para la fabricación de concreto produciría a la hora de estar realizando la mezcla una suspensión de esta misma o sencillamente flotaría. Por otro lado, se puede observar que la grafica granulométrica de los agregados fino sobresale del límite superior de la curva establecida en la norma NTC174, por lo tanto es un material no recomendable para el diseño de mezcla; pero mediante un proceso de mejoramiento se puede optimizar para su uso. AGREGADO GRUESO: A diferencia del agregado fino, el agregado grueso si cumple con las especificaciones establecidas en la norma técnica colombiana NTC174, lo que dice que si es un buen agregado para la elaboración del concreto. En la grafica 2 se logra observar que efectivamente la curva granulométrica de este agregado si queda entre los dos limites, ahora solo faltaría hacerle los ensayos de índice de alargamiento y de aplanamiento para concluir que este agregado cumple al 100% las condiciones para brindar una excelente resistencia al concreto. El tamaño máximo nominal es el que nos indica que limites se deben escoger para elaborar la grafica y saber si cumple la norma, ya que con este se logran saber dichos limites; en la grafica 2 se observan estos límites y gracias a estos es que se pudo concluir que el agregado grueso si cumple las especificaciones de la norma. CONCLUSION De acuerdo a los resultados obtenidos se puede concluir que: El agregado fino no cumple con las especificaciones de la norma NTC174 puesto que sobrepasa el límite superior establecido y además de esto tampoco cumple con el modulo de finura por lo que si se quiere utilizar esta arena para la elaboración del concreto tendría que pasar por un proceso de mejoramiento para así optimizar sus propiedades y bridarle así al concreto la alta resistencia que éste necesita. El agregado fino si se puede utilizar para la elaboración de concreto, pero, ya éste no brindaría la misma resistencia que brindaría un concreto realizado con arena que si cumple con la norma NTC174, aun así este agregado fino puede mejorarse como ya lo habías dicho anteriormente pero lo primordial es tener un agregado que si cumpla con la norma. El proceso de mejoramiento para este agregado se realiza una vez ya tengamos más ensayos realizados a dicho agregado por lo que se conocerá el procedimiento antes de realizar el diseño de mezcla final. El agregado grueso cumple todas especificaciones para este establecidas en la norma NTC 174 por lo que sí se puede utilizar para la elaboración de concreto de alta resistencia. BIBLIOGRAFIA [Sánchez de Guzmán, Diego. Tecnología del Concreto y Propiedades; 1997, Pag 67] NORMA TECNICA COLOMBIANA # 77. Método para el Análisis por Tamizado de los Agregados Finos y Gruesos. NORMA TECNICA COLOMBIANA # 174. Especificaciones de los Agregados para Concreto. Cuarta Revisión CONCRETO. Serie de Conocimientos Básicos. Revista N°1. ASOCRETO. Instituto Colombiano de Productores de Cemento. MANUAL DEL INGENIERO CIVIL. Tomo I. Mac Graw Hill: México. Sección 5-6.
2.el peso específico aparente y la absorción de agregado fino, a fin de usar estos valores tanto en el cálculo y corrección de diseños de mezclas, como el control de uniformidad de sus características físicas.
V. CONCLUSIONES
VI. RECOMENDACIONES
VII. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS.
ANEXOS
DISCUCION.
Para llevar a cabo la Evaluación Hidráulica del Sistema de Alcantarillado Sanitario y Planta de Tratamiento de Aguas Residuales de la ciudad de Llacanora, Distrito de Llacanora, Provincia de Cajamarca – Cajamarca, se tuvieron en cuenta los siguientes parámetros, como la velocidad máxima y mínima permitida por norma, tensión tractiva y pendientes mínimas y máximas. Para el la evaluación hidráulica se empleó el Software Excel.
Los resultados obtenidos en el análisis Hidráulico, podemos decir que, Sistema de Alcantarillado Sanitario del Distrito de Llacanora, Provincia de Cajamarca presentan ciertas deficiencias que no cumplen con la norma OS.070, para lo cual se han planteado alternativas de solución tanto en las redes de alcantarillado correspondientes al colector y emisor; De otro lado en el pase aéreo se plantea una solución al problema de intemperismo de la tubería PVC con la colocación de tubería HDPE.
Con referencia a la planta de tratamiento de aguas residuales, esta presenta deficiencias en cuando a la evacuación de las aguas tratadas debido a que la descarga del emisor a río está muy próximo al espejo de agua, por lo que se ha planteado la instalación de una válvula anti retorno y a alargamiento de la línea del emisor a río en una longitud de 120 m aguas abajo, no se ajusta a la norma OS.090.
Con respecto a los buzones del B165 en adelante hasta la planta de tratamiento, se ha determinado que existen fuertes filtraciones de agua de riego, por lo que se ha planteado que estas losas superiores sean desmontadas para ser colocadas sobre mortero y así evitar la filtración lateral a los buzones.
